MC-CDMA在遥控遥测中的应用研究

论文摘要

随着时代的发展,遥控遥测系统的结构日益复杂,对通信质量的要求越来越高。传统的遥控遥测系统多运用码分多址技术,在某些信道环境下,它的传输速率有时达不到高速通信的要求。作为第四代通信的关键技术,OFDM具有高速率传输的特点,本文所述的多载波码分多址技术（MC-CDMA）就是一种结合了OFDM和码分多址两者特点的新型无线通信调制技术。本课题提出将MC-CDMA应用到遥控遥测系统中的技术方案,实现遥控遥测基带系统关键模块的详细设计。介绍了MC-CDMA及其相关技术的理论基础与遥控遥测系统的组成。采用Matlab/Simulink对系统关键模块进行建模和可行性分析,通过对OFDM,CDMA,MC-CDMA的仿真对比,验证了MC-CDMA性能的优越性。同时在FPGA的通用平台上,运用VHDL编程语言实现了基于MC-CDMA的遥控遥测基带系统的关键部分的设计,并在开发环境Quartus II下,对模块进行波形仿真从而验证设计结果。这些关键模块包括基带系统中的差错控制编码和维特比译码,成形滤波,FFT变换等。硬件电路主要是采用Altera公司的Cyclone系列的FPGA。最后本文将电路应用于某GPS系统,在此电路中,运用到了SOPC技术,通过嵌入式软核处理器实现GPS数据格式的转换。MC-CDMA继承了OFDM和CDMA技术的优良特性,必将在遥控遥测中得到更广泛的应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 无线通信的发展
• 1.2 遥控遥测概述和论文的研究背景
• 1.3 本文主要的研究工作
• 第二章 MC-CDMA 理论基础
• 2.1 OFDM 技术
• 2.1.1 OFDM 技术产生背景
• 2.1.2 OFDM 原理
• 2.1.3 OFDM 系统的实现与关键技术
• 2.2 CDMA 理论概述
• 2.2.1 扩频通信基本原理
• 2.2.2 扩频通信的实现
• 2.3 多载波 CDMA 技术概述
• 2.3.1 多载波 CDMA 技术的提出
• 2.3.2 多载波CDMA 技术的三种不同形式
• 2.3.3 多载波CDMA 技术的三种不同形式的比较
• 第三章 基于MC-CDMA 的遥控遥测系统关键模块的实现
• 3.1 Matlab/Simulink 技术
• 3.2 FPGA 技术
• 3.2.1 FPGA 简介
• 3.2.2 FPGA 常用开发工具及流程
• 3.3 关键模块分析及其FPGA 实现
• 3.3.1 MC-CDMA 系统整体框图
• 3.3.2 时钟产生模块
• 3.3.3 卷积编译码
• 3.3.4 交织解交织模块
• 3.3.5 DQPSK 模块
• 3.3.6 扩频模块
• 3.3.7 基带成形模块
• 3.3.8 IFFT/FFTT 模块
• 第四章 MC-CDMA 整体性能的仿真分析与工程应用
• 4.1 整体性能仿真分析
• 4.1.1 OFDM 性能仿真
• 4.1.2 MC-CDMA 和 OFDM 总体性能对比仿真与分析
• 4.1.3 MC-CDMA 和CDMA 总体性能仿真与分析
• 4.2 MC-CDMA 在某GPS 平台中的应用
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文