超窄帶(UNB)通信調(diào)制技術(shù)研究及解調(diào)器設(shè)計.pdf

1、隨著數(shù)字化和智能化的發(fā)展,在低功耗、遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸率方面提出了更高的要求。雖然已有ZigBee、Enocaen等低功耗技術(shù)的廣泛應(yīng)用,但是仍然不能滿足在低功耗狀態(tài)下的遠(yuǎn)距離通信的需要。此外,無線頻率的資源也變得越來越稀缺,急需尋找一種新的高效率的調(diào)制方式來顯著的提高頻譜利用率。因此,超窄帶(UNB)通信技術(shù)逐漸為人們所重視,它能提供相當(dāng)高效的頻譜利用率和較遠(yuǎn)的傳輸距離。超窄帶主要由VMSK和MSB兩類調(diào)制方式組成,本論文以MSB類調(diào)制

2、方式為重點,對這兩者的調(diào)制原理進(jìn)行了詳細(xì)解釋分析。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了基于鎖頻鎖相環(huán)(FPLL)的MSB解調(diào)器,并使用C++語言在PC平臺上完成了該解調(diào)器的軟件構(gòu)建。
　　論文第一部分針對當(dāng)今超窄帶調(diào)制技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,介紹了VMSK和MSB兩類調(diào)制方式的基本原理和實現(xiàn)方式,重點對MSB調(diào)制方式的功率譜進(jìn)行細(xì)致的闡述。第二部分提出了基于鎖頻鎖相環(huán)(FPLL)的 MSB解調(diào)器的設(shè)計,并對系統(tǒng)中的各個相關(guān)模塊使用了Matlab仿真

3、和算法構(gòu)建,實現(xiàn)了建立在鎖頻鎖相環(huán)理論基礎(chǔ)上的載波修復(fù)及相位跳變值提取、頻率自控環(huán)路與鎖相環(huán)換向的功能。該方法既擴(kuò)大了載波捕獲范圍,又滿足了精確跟蹤載波相位的要求,解決了鎖相環(huán)捕捉范圍和捕捉精度之間的矛盾,使得整個系統(tǒng)在擁有較高精度的載波跟蹤能力的同時擁有不錯的頻率捕捉范圍。同時,依據(jù)鑒相輸出信號的原理,給出了一種相對合理的檢測方式,對判決門限的確定也進(jìn)行了分析。
　　此外,論文構(gòu)建的方法較好地解決了通信系統(tǒng)的系統(tǒng)同步問題。其中,

4、載波同步利用鎖相環(huán)直接提取;位同步是根據(jù)鑒相器的相位輸出進(jìn)行軟件實現(xiàn);幀同步通過插入輔助碼來實現(xiàn)。
　　最后,通過Matlab的平臺整合了包括調(diào)制/解調(diào)在內(nèi)的較為完整的MSB類傳輸系統(tǒng),并基于軟件無線電的思想在PC機(jī)上完成了解調(diào)器的軟件構(gòu)建,其利用全數(shù)字化的處理使整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得更加靈活、開放和模塊化。本文實現(xiàn)的軟件解調(diào)器選擇的載波頻率較低,降低了開發(fā)難度,但為以后采用高速ADC/DAC和高速CPU處理器來實現(xiàn)高頻的超窄帶通信技術(shù)