二階差分擴頻算法仿真及硬件實現(xiàn).pdf

1、擴頻通信技術(shù)有諸如保密性好、傳輸距離遠、抗干擾能力強等優(yōu)點,已經(jīng)被廣泛應用于現(xiàn)代水聲通信領(lǐng)域中。由于擴頻通信算法計算量大,需要用 DSP、ARM等擁有較強運算能力的處理器來實現(xiàn)。運算能力強的處理器功耗必然會大,水下通信節(jié)點一般由電池供電,功耗增大導致節(jié)點工作壽命減少。
　　本文設(shè)計了一種低功耗、低復雜度的二階差分擴頻系統(tǒng)。系統(tǒng)應用直接序列擴頻來提高信噪比;在不進行多普勒估計與補償、信道均衡和載波同步等條件下,應用二階差分檢測法來恢

2、復信息碼元。
　　首先,本文研究了二階差分擴頻通信的原理及性能。仿真結(jié)果表明,多普勒頻移為3Hz(載頻為3kHz)時,系統(tǒng)在沒有任何多普勒補償、載波相位補償和信道均衡條件下仍然能夠正常工作。而在相同條件下,直接擴頻通信系統(tǒng)完全不能工作。通過理論研究和仿真分析發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在多普勒容限,且與系統(tǒng)的帶寬、載頻和偽隨機序列長度有關(guān)。當多普勒因子大于系統(tǒng)多普勒容限時,系統(tǒng)性能急劇下降。
　　其次,本文在 MSP432單片機上實現(xiàn)了二階差

3、分擴頻通信系統(tǒng)的接收機。為了將驅(qū)動和應用充分解耦,本文設(shè)計了 MSP432設(shè)備驅(qū)動模型,將設(shè)備驅(qū)動封裝為設(shè)備層和驅(qū)動層。應用程序可以通過相同的驅(qū)動來操作不同的設(shè)備。同時,本文利用內(nèi)存池技術(shù)實現(xiàn)了快速的動態(tài)內(nèi)存管理。
　　最后,本文基于 Qt/C++實現(xiàn)了跨平臺的二階差分擴頻通信系統(tǒng)發(fā)射端。發(fā)射端前端界面使用 QML開發(fā),具有良好的動畫效果和交互體驗。發(fā)射端后臺使用 C++實現(xiàn)了二階差分編碼、PSK調(diào)制、擴頻等算法。
　　通過