基于软件无线电的直扩系统的设计

本文讨论了基于软件无线电的直扩系统的设计，该系统利用直接序列扩频通信技术，具有抗干扰性强、频谱利用率高、保密性好等优点。直扩系统主要由软件编程实现信号的扩频、调制、解扩和解调等数字信号处理功能。系统设计包括以下几个关键部分： 1. **系统基本结构**： - 发射端：信息经过信源编码和信道编码，然后与扩频伪码相乘实现扩频。扩频后的基带信号通过内插提升速率，以匹配数模转换器（DAC）的转换速率。内插后的信号通过成形滤波器减少码间干扰和高频镜像，随后与载波相乘实现数字调制，最后通过DAC转换成中频模拟信号。 - 接收端：中频模拟信号通过高速模数转换器（ADC）采样，然后与本地载波相乘进行正交下变频至零中频。抽取滤波后，进入伪码同步环进行伪码捕获和跟踪。伪码同步后，信号被解扩和解调，经过信道和信源解码还原原始信息。 2. **系统参数设计**： - 信息速率：考虑到低速率数据通信和语音通信需求，信息速率设定为8Kb/s，采用码率为1/2的卷积编码，扩频后数据速率为16 Kb/s。 - 扩频伪码：选择11阶m序列作为伪码，兼顾捕获效率和抗干扰能力。 - 扩频处理增益：设计伪码速率4.096 Mb/s，得到处理增益为24 dB，以提高频带利用率。 - 调制方式：采用DPSK调制，简化接收机设计，不需要载波相位同步。 - 中频载频：选用21.4 MHz作为中频载频。 - 伪码同步：采用非相干串行捕获法，伪码跟踪电路使用非相干超前延时锁相环。 3. **仿真结果**： - 采样频率：伪码速率决定了至少8.192 MHz的采样频率，实际采用16.384 MHz以适应伪码跟踪电路设计，内插因子为5，抽取因子也为5。 - 成形滤波器：结合起码片成形和内插滤波功能，采用多项式结构，截止频率为2.048 MHz，以提高频谱利用率并减少码间干扰。 通过这样的设计，基于软件无线电的直扩系统能够有效地应对各种通信环境中的干扰，同时提供高效和安全的数据传输。这种系统适用于点对点通信，尤其在需要高保密性和抗干扰能力的场景中表现出色。