lora调制技术

lora调制技术（精选10篇）

lora调制技术 篇1

云纹干涉载频调制技术及分析

在物体变形场的测量中,云纹干涉的载频调制技术有重要作用.在云纹干涉中,对称光照明产生的.衍射光沿试件栅表面的法线传播并产生干涉.通过改变照明光的入射角度,可实现变形条纹场的空间调制.通过光程差的分析说明了载波条纹产生的机理,得出了载波频率与照明光入射角度变化之间的关系式.利用三点弯曲加载结合二维载频调制实验,给出了实验结果.证明了在初始条纹较少的情况下,载频调制技术能有效地测量物体的位移场.

作 者：孙平SUN Ping  作者单位：山东师范大学,物理与电子科学学院,济南,250014 刊 名：光子学报  ISTIC PKU英文刊名：ACTA PHOTONICA SINICA 年，卷(期)：2007 36(8) 分类号：O348 关键词：物理光学   云纹干涉   调制   载波  

lora调制技术 篇2

在2016德国汉诺威消费电子展(2016CeBIT)上,中兴通讯发布了3款支持LoRa通讯技术的智能电表:ZXE210单相智能电表,ZXE211单相智能预付费电表,ZXE220三相智能电表。基于中兴通讯成熟的智能电表产品系列,这3款电表符合IEC62056-DLMS/COSEM和IEC62055-STSPaymentSystem等智能电表协议标准,在支持LoRa通讯技术的同时,也能够通过更换通讯模块支持RS485、M-BUS、ZGBEE、RF-MESH、PLC和GPRS等通信方式,可以覆盖居民用智能电表的大部分需求。

LoRa解决抄表“最后一公里”

据中兴通讯副总裁陆平介绍,在当前热点的低功耗广覆盖物联网(LPWAN)领域,中兴通讯已全方位布局:既是3GPP基于窄带LTE的NB-IOT标准的主要贡献者之一,为运营商提供高水平服务物联网服务;又与Semtech建立战略合作,主导成立了中国LoRa应用联盟(CLAA),推动产业链快速成熟,在政企智慧城市主战略指导下直接为政府及行业大客户提供更低成本、更低功耗、更好覆盖的物联网服务。

LoRa通讯技术给智能抄表架构中的“最后一公里”数据传输提供了一个全新的解决方案,相比原有的数据通讯方案,LoRa通讯技术有通信距离远、传输速率灵活可调、环境适应能力强、通讯模块耗电量低等优点,这些优点让LoRa更加适合作为智能抄表系统中的短程通讯技术。

据悉,中兴通讯采用的LoRa通讯技术在灵敏度上可以达到到-136±1dBm@240bps。根据实际应用的需求,LoRa通讯技术可以灵活调整功率等级,适配数据传输中对于距离和速率的需求。

“与传统电表相比,智能电表准确、快速记录了居民的用电数据,不但提高了工作效率,还保证了服务质量。尤其在用电高峰期,电力用户用电信息采集系统可对区域用电状况进行全面监控和均衡调度,有效地保障了企业生产和居民生活的用电。”陆平说。

阶梯式计费海外先行

据介绍,中兴通讯向客户提供全方位的智能抄表全系列解决方案,包含AMI系统和售电系统,电表、集中器、采集器等终端产品,表箱、手持机、线缆和连接附件,以及工程安装服务在内的全套产品方案和服务。

浅谈多载波数字调制技术 篇3

关键词：OFDM多载波系统主流技术

中图分类号：TN949文献标识码：A文章编号：1674-098x(2012)03(c)-0000-00

在现代通信系统中，如何高速和可靠地传输信息、是一个极为重要的内容。目前，数据传输的理论和实践己经取得了相当大的进展，但这些进展并不适应于更广泛的信道以获取更高的传输性能。而且随着通信的发展，特别是无线通信业务的增长，可利用的频带日趋紧张。除了开发新的频谱资源外，采用新的高效抗干扰调制技术，提高频带的利用率一直为人们所关心，多载波数字调制技术的出现则为这些问题的解决开辟了一条新的路径。

1 OFDM技术

在各类通信过程中，由于云层、山脉，特别是城市高层建筑物遮挡和反射的影响，在接收机里会产生回波干扰。在以往的数字通信中，都是使用自适应均衡器来消除回波的干扰。但在高速数字通信中，均衡器的抽头数常常要求很大，尤其是在都市内进行无线通信，时延十几微秒的回波很常见，这使得均衡器的抽头数达几百，从而大大增加了均衡器的复杂度和成本。因此，出现了一种新技术以取代复杂而昂贵的自适应均衡器，即OFDM技术。

1.1 OFDM技术简介

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）正交频分复用作为一种多载波传输技术，主要应用于数字视频广播系统、MMDS（Multichannel Multipoint Distribution Service）多信道多点分布服务和WLAN服务以及下一代陆地移动通信系统[1]。

OFDM从60年代开始发展，应用于一些军用高频通信系统。它是一种新型高效编码技术，它有效地对抗多径传输，使得受到干扰的信号能可靠接收。在传统的多载波通信系统中，整个通信频带被划分为若干个互相分离的子信道(载波)。各载波之间有一定的保护间隔，接收端通过滤波器把各个子信道分离之后接收所需信息。这样虽然可以避免不同信道互相干扰，但却是以牺牲频带利用率为代价。而且当子信道数量很大的时候，大量分离各子信道信号的滤波器的设置就成了几乎不可能的事情。上个世纪中期，人们提出了频带混叠的多载波通信方案，选择相互之间正交的载波频率作子载波，这就是我们所说的OFDM。这种“正交”表示的是载波频率间精确的数学关系。按照这种设想，OFDM既能充分利用信道带宽，也可以避免使用高速均衡和抗突发噪声差错。使得该技术的实现更趋实际[2]。

2 多载波系统的原理及应用

2.1 多载波系统的基本原理

多载波系统的基本原理是将高速信道自数据编码后分配到并行的N个相互正交的载波上，每个载波上的调制速率很低（1/N）调制符号的持续间隔远大于信道的时间扩散，从而能够在具有较大失真和突发性脉冲干扰环境下对传输的数字信号提供有效地保护。OFDM对多径时延扩散小敏感，若信号占用带宽大于信道相干带宽，则多经效应使信号的某些频率分量增强，某些频率分量减弱。频率选择性衰落OFDM的频域编码和交织在分散并行的数据之间建立了联系，这样，由部分衰落或干扰而遭到破坏的数据，可以通过频率分量增强部分的接收的数据得以恢复，即实现频率分集。

多载波系统是一种无线环境下的高速传输技术。无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，而多载波系统的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。这样，尽管总的信道是非平坦的，具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，因此就可以大大消除信号波形间的干扰。

这种技术将无线通信传输信号分割成了多个子载波进行传输，而每个子载波仅仅携带了很小一部分的数据信息，OFDM技术能够利用更长的符号周期，使通信传输信号不易受到多径传输的干扰或者其他外界的特殊干扰。当然，OFDM技术除了通过分割载波的方法来增强通信的抗干扰外，它还通过提高载波频谱利用率的方法来提高通信的稳定性。

2.2 多载波系统的应用

多载波系统比较突出的地方就是即使在较窄的带宽下能够传输大量的数据。我国正在研发中的数字地面电视传输系统、高速无线LAN ( IEEE802 .11a)都采用这项新技术。另外OFDM技术能同时分开至少1000个数字信号，而且在干扰的信号周围可以安全的运行。OFDM技术还能够持续不断地监控传输介质上通信特性的突然变化，由于通信路径传送数据的能力会随时间发生变化，而OFDM能动态地与之相适应，接通和切断相应的载波以保证持续地进行成功的通信；而且该技术可以自动地检测到传输介质下哪一个特定的载波存在高的信号衰减或干扰脉冲，然后采取合适的调制措施来使指定频率下的载波进行成功通信；在高层建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及将信号撒播的地区，高速的数据传播都希望消除多径影响，因此OFDM技术也特别适合应用在这些地方。

3 多载波系统的未来发展

多载波数字调制技术是首选的宽带高速传输技术。它要应用到新一代的信息系统中，需要研究新的蜂窝体系结构和新的频段上信道的新特点。主要是时延扩展和多谱勒频散。以合理设计多载波系统参数，发挥多载波数字调制技术的优势，尽量避免其缺点。同时要研究新兴技术在多载波系统中的应用，如发送分集技术、智能天线技术，这也将成为多载波数字调制技术研究领域的一个新热点。正交频分复用（OFDM）技术因其网络结构高度可扩展，且有良好的抗噪声性能和抗多径信道干扰的能力而被普遍认为是下一代移动通信系统必不可少的技术。在未来它将代替现有的通信技术，成为第四代移动通信中的主流技术。

参考文献

[1] 尹长川，罗涛.正交频分复用技术[J].中兴通信技术，2003，（1）.

[2] 韩湘.“基于导频的OFDM信道估计[J].现代电子技术，2003，164（21）.

[3] 徐明远，邵玉斌.MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用[M].西安:西安电子科技大学出版社，2008.

[4] 阮沈勇.MATLAB程序设计[M].北京:电子工业出版社，2006.

[5] 佟学俭.OFDM移动通信技术原理与应用[M].北京:人民邮电出版社，2005.

lora调制技术 篇4

超材料电磁调制技术国家重点实验室

开放课题管理办法（暂行）

一、总则

第一条 根据科技部《依托企业建设国家重点实验室管理暂行办法》精神，为更好地贯彻国家重点实验室“开放、流动、联合、竞争”的运行机制, 为我国超材料电磁调制技术领域培养高层次的科技人才，加强国内外学术交流，超材料电磁调制技术国家重点实验室（以下简称“实验室”）特设立开放课题，每年资助若干项相关领域的科研项目。

第二条 为规范和加强开放课题的管理，营造良好学术环境，激励科技创新，凝聚和培养科技人才，特制定本办法。

二、申请条件

第三条 申请实验室开放课题的项目，应符合以下条件： 1.符合实验室的研究方向，处于学科前沿，具有广泛应用前景的基础研究、应用基础研究及探索性研究；

2.预期能对未知现象有重要发现，对现有过程提供机理与本质的认识，对学科发展具有导向性或对实际应用具有指导意义；

3.学术思想新颖，立论根据充足，研究内容和目标明超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题管理办法（暂行）

确具体，研究方法和技术路线先进、合理、可行，近期内可望取得预期成果或阶段性成果，获得明显的社会效益和经济效益。

第四条 申请者应具备以下基本资格之一：

1.取得博士以上学位的科研人员，经所在单位同意后均可提出申请；

2.在职博士研究生也可作为申请者，但须征得导师的书面同意和推荐（须签署意见，认同开放课题的管理方法）；

3.申请人必须是实际主持并从事申请项目的负责人；申请人每年提出一项课题申请，课题执行期限不超过二年；申请者与项目组成员具备实施该课题的研究能力与时间保证，经费预算合理。

4.每个申请者每次只能申请一个项目，已经获得实验室开放课题资助的项目且尚未完成的，不得再申请开放课题。

为鼓励青年科技人员脱颖而出，在同等条件下优先资助青年科技人员提出的申请；为加强本实验室与国内外的合作交流，吸引国内外优秀科技人员来本实验室开展研究工作，在同等条件下优先资助与本实验室合作的研究项目。同时实验室也接收国内、外研究人员自带课题和经费，利用实验室超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题管理办法（暂行）

设备条件开展科学研究，但需支付适当的科研费用。

三、申请、审批

第五条 开放课题项目的立项、审批由实验室统一负责。开放课题的申请、评审、批准程序如下：

1.申请人须填写《超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题申请书》；

2.项目申请书须经申请人所在单位审批并加盖公章，一式3份报送实验室秘书处。项目依托单位应认真审核申请书内容的真实性，承诺在人员和条件上给予保障；

3.实验室秘书处负责受理项目申请，实验室秘书处进行形式审查，合格后将组织专家评审，再经实验室学术委员会终审；

4.实验室学术委员会委员对项目申请进行评审后，由实验室主任批准，择优资助。

第六条 开放课题项目资助金额根据课题实际需要，一般不超过10万元，研究期限一般为2年。

第七条 开放课题项目的评审以创新与研究价值为标准，注重申请者的创新潜力，鼓励科技工作者积极探索，优先支持能提出新思想、新方法的申请者。超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题管理办法（暂行）

第八条 开放课题项目的评审一般按照初审、实验室学术委员会评议、实验室主任批准的程序进行。实验室学术委员会每年定期对提交的开放课题申请进行一次评审。但对国家需求或学科发展具有重大影响、学术思想和技术路线新颖、有重要苗头的项目申请，可由实验室主任召开室务会进行评审，及时给予支持。

第九条 本实验室秘书处负责申请项目的初审。有下列情况之一者，不予继续评议和评审：

1.申请者不具备申请资格；

2.申请手续不完备或申请书不符合要求；

3.申请项目与项目指南不符或申请经费预算不合理； 4.项目提交的科研目标和成果不明确； 5.申请者以往所获资助项目执行不力。第十条

实验室学术委员会对申请项目的创新性、研究价值、研究目标、研究方案等做出判断和评价，并给出评审意见。

第十一条 实验室主任综合评审意见确定获资助项目，实验室对获准立项的项目将发给课题任务书。申请者根据评审意见填报课题任务书，由实验室主任复核后，方可正式列为实验室开放课题项目。超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题管理办法（暂行）

四、项目实施与管理

第十二条 项目负责人全面负责开放课题研究项目的实施，包括定期向实验室报告项目的执行和进展情况，如实编报项目研究工作总结和资助经费决算等。凡涉及项目研究计划、经费使用及项目依托单位等重要变动，须及时报实验室核准。

第十三条 一般情况下，课题负责人不得代理或更换，遇有特殊情况，所在单位应安排合适代理人，并报实验室备案。课题负责人工作调动，可依据具体情况选择在原单位或调入单位完成开放课题，但须调入、调离双方及实验室签署意见，并报实验室审批备案。

第十四条 项目依托单位对本单位开放课题项目负有监督、管理和保证的责任，主要包括：保证项目的人员稳定、条件落实；监督项目的实施和经费使用；协助实验室实施项目检查, 结题审查和研究工作总结。

第十五条 项目负责人应在项目结束后一个月内申请验收，并向实验室提交研究工作总结、研究成果（论文、专著、专利和奖项等）的复印件和电子版文件。

第十六条 工作中用开放课题经费购置、加工和研制的仪器和装置归实验室所有。超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题管理办法（暂行）

第十七条 开放课题资助项目的研究成果应署实验室和项目负责人所在单位名称，并注明受本实验室开放课题资助和项目批准号。项目研究成果包括通过开放课题项目研究形成的论文、专著、软件、数据库、专利以及鉴定、获奖、项目推广（转让）或应用等。本实验室的中文名称为：超材料电磁调制技术国家重点实验室，英文名称为：State Key Laboratory of Metamaterial Electromagnetic Modulation Technology。

第十八条 项目经费采用按年度滚动方式拨款： 1.收到申请人返回的课题任务书并确认合格后，首次拨款项目经费的60%；

2.下一个年度，根据研究进展报告情况，拨付项目剩余经费；对进展不好的项目将视其情节缓拨或停止资助。

第十九条 在研的开放课题项目有下列情况之一者，实验室主任有权视其情节轻重给予缓拨资助经费、中止或撤消项目等处理：

1.弄虚作假、违背科学道德；

2.项目执行不力，未开展实质性的研究工作； 3.未按要求上报项目执行和进展情况，无故不接受实验室对项目实施情况的检查、监督与审计；

4.项目资助经费的使用不符合有关财政、财务制度的超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题管理办法（暂行）

规定或其他违反开放课题项目规定与管理办法的行为。

五、经费管理

第二十条 开放课题的经费来源于实验室的运行经费和实验室的研究单元自筹经费。

第二十一条

项目负责人应按照本办法规定，本着实事求是、精打细算的原则，编制切合实际的项目资助经费预算。项目依托单位应按照有关本规定严格审核项目资助经费预算，并签署意见。

第二十二条

开放课题经费实行独立核算，专款专用管理制度；同时实验室对经费使用情况进行监督，并负最终责任。

第二十三条

项目资助经费的管理和使用，必须符合国家有关财政、财务制度和本办法的规定，同时要有利于开展科学研究工作。

第二十四条 项目资助经费的使用范围包括: 1.科研业务费：测试、计算、分析费，动力、能源费,差旅费，调研和学术会议费，资料、论文版面费和印刷费，文献检索、入网等信息通讯费；

2.实验材料费：原材料、试剂等消耗品购置费、加工超材料电磁调制技术国家重点实验室开放课题管理办法（暂行）

费和包装运输费；

3.仪器设备费：专用仪器设备购置、运输、安装费和修理费，自制专用仪器设备的材料、配件购置费和加工费；

4.实验室改装费：为改善资助项目研究的实验条件，对实验室进行改装所开支的费用。不得用于实验室扩建、土建、房屋维修等费用的开支；

5.协作费：外单位协作承担开放课题项目部分研究试验工作的费用。

6.国际合作与交流费：指用于与资助项目研究工作有直接关系的国际合作与交流费用，包括项目组人员出访及外国专家来访的部分费用，不得超过资助经费的15%；

7.劳务费：指用于直接参加项目研究的研究生、博士后人员的劳务费用，不得超过经费的15%。

六、附则

ps教程：调制粉嫩MM 篇5

最近泡摄影论坛的时候，发现很多摄影爱好者都存在一个共同问题，前期的图片很不错，只是有点偏暗和发红，可是通过Photoshop处理后，人物就失去基本人色和质量，问题出在哪?

问题主要是找不准色或过多调色，导致细节流失而变得虚假，给人感觉不知道是玩PS还是在玩摄影。

下面与大家探讨如何把偏红偏暗的照片调出粉嫩可人的颜色。教程的主要步骤包括：曲线提亮，祛斑，磨皮，可选颜色调色及细节处理等等，希望给你带来帮助。

原图：

图片提供: 小翠猫(jadecat.photo.pconline.com.cn)

效果图：

1、打开原图，复制图层(养成好习惯)复制图层有利于后面的校对或者图片做坏了能恢复，保底作用，曲线(Ctrl+m) 根据图片偏暗的程度拉数值(每张图片条件不一样,数值也不一样)。

图1

2、曲线确定之后，可根据人物需要适量的液化(Shift+ Ctrl+x) 手臂，脸侠骨，纠正鼻梁等(不建议大幅度液化，这样会失去图片原有的真实美)。

图2

3、用仿制图章工具或修补工具祛斑，纠正眼袋! 然后根据图片适量磨皮!

小贴士：不建议直接用涂抹工具或修复工具，虽然这两个工具用起来简单，却容易损失细节,导致被磨的地方不自然。

图3

4、为了让画面里的人物显得更立体，一般情况会根据光源(有光照的部分)局部提亮脸部，让模特看起来更精致立体。

鼻梁是最重要的(鼻梁的光更能体现出人物的精致) ，先用索套工具扣画范围，右键羽化(羽化的数值根据图片的大小来调试)，一般5~10左右。

图4

5、然后用曲线(Ctrl+m) ，根据图片需要提亮鼻梁，确定之后Ctrl+d 去掉虚线，

图5

6、重复前面的4、5步骤把光照的地方提亮，加光部位一般为鼻梁，侠骨，眼角，额头及小巴等。不同的图片有不同的需要，要活学活用哦!

图6

7、到了最重点的一步了，(图像/调整/可选颜色) 把可选颜色窗口按出来，方法：相对。再根据图片的颜色调试。

如果你是初入门，不懂颜色里的红、黄、绿、青…表示什么。我大概解释一下。

红：指的是你可以改变图片里红色的色块

黄：指的是你可以改变图片里黄色的色块，依次类推...

图7

8、确认可选颜色之后，是不是感觉比原先的照片粉嫩饱和多了？ 也显得模特更细致可爱了。

图8

9、我们接着把剩下的做完，用索套工具扣画出眼角(黄色线部分)，右键羽化，曲线加深(参考4、5步骤方法)。

再用索套工具扣画出头发光源(虚线线部分) ，右键羽化，曲线提亮(增加头发光泽)。

图9

10、如果你发现人物的嘴唇不够鲜嫩，可以用索套工具扣画出嘴唇，右键羽化，然后Ctrl+j剪贴出来，色相/饱和度，嘴唇马上就鲜嫩多了。

图10

11、如果眼睛感觉暗淡无光的话， 用索套工具扣画出眼珠，右键羽化，然后Ctrl+j剪贴出来。

混合模式：颜色减淡。对比一下原图和效果图，是不是感觉眼睛马上有神多了!

图11

12、最后一步，加效果Shift+Ctrl+Alt+e，然后滤镜/渲染/镜头光晕(数值按图片效果调控)放在右上角，光的效果就出来了，然后再用柔边橡皮把人物的光擦掉，图层透明度调70%。一张粉嫩可人的效果就出来了!

lora调制技术 篇6

空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation)

SVPWM的主要思想是:以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。传统的SPWM方法从电源的角度出发，以生成一个可调频调压的正弦波电源，而SVPWM方法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。

普通的三相全桥是由六个开关器件构成的三个半桥。这六个开关器件组合起来（同一个桥臂的上下半桥的信号相反）共有8种安全的开关状态.其中000、111（这里是表示三个上桥臂的开关状态）这两种开关状态在电机驱动中都不会产生有效的电流。因此称其为零矢量。另外6种开关状态分别是六个有效矢量。它们将360度的电压空间分为60度一个扇区，共六个扇区，利用这六个基本有效矢量和两个零量，可以合成360度内的任何矢量。

当要合成某一矢量时先将这一矢量分解到离它最近的两个基本矢量，而后用这两个基本矢量矢量去表示，而每个基本矢量的作用大小就利用作用时间长短去代表。用电压矢量按照不同的时间比例去合成所需要的电压矢量。从而保证生成电压波形近似于正弦波。

在变频电机驱动时，矢量方向是连续变化的，因此我们需要不断的计算矢量作用时间。为了计算机处理的方便，在合成时一般是定时去计算（如每0.1ms计算一次）。这样我们只要算出在0.1ms内两个基本矢量作用的时间就可以了。由于计算出的两个时间的总合可能并不是0.1ms(比这小)，而那剩下的时间就按情况插入合适零矢量。由于在这样的处量时，合成的驱动波形和PWM很类似。因此我们还叫它PWM，又因这种PWM是基于电压空间矢量去合成的，所以就叫它SVPWM了。

需要明白的是，SVPWM本身的产生原理与PWM没有任何关系，只是像罢了。SVPWM的合成原理是个很重要的东东，它并不只用在SVPWM，在其它一些应用中也很有用的。当你见到时就明白了。具体可以参看IEEE的很多论文。当然，SVPWM与SPWM的原理和来源有很大不同，但是他们确实殊途同归的。SPWM由三角波与正弦波调制而成，而SVPWM却可以看作由三角波与有一定三次谐波含量的正弦基波调制而成，这点可以从数学上证明。SVPWM特点：

1.在每个小区间虽有多次开关切换，但每次开关切换只涉及一个器件，所以开关损耗小。

2.利用电压空间矢量直接生成三相PWM波，计算简单。

lora调制技术 篇7

【关键词】短波自适应 通信技术 调制解调

【中图分类号】TP391【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0149-01

一、 短波自适应技术

短波通信传播的途径分为天波和地波，俗称高频通信，是利用电离层反射或者地波远进行数据传输的通信手段，其距离要控制在3 - 30MHz频段范围内。[1]而在其他的通信方式中，短波通信具有不可以替代的优点。而在短波通信系统中，如具有自动对通信条件变化进行适应的能力，这种适应能力被称为短波自适应通信。而这种通信是针对与短波信道缺陷而进行的频率自适应技术，是在通信的过程中，对短波信道的传输质量进行不断的测试，对其选择最为良好的工作频率，使短波通信一直运行于良好的信道上工作，所以短波自适应通信技术俗称为实时选频技术。

在短波自适应通信技术中，自适应调制非常重要。这是根据信道的实时状态和业务不同对于不同的特性动态，对所输出的参数进行调整，从而对系统的传输潜力进行挖掘，使频谱的利用率提高，让所传输的容量以及可靠性发挥到最大。在短波自适应传输中，是将信号盲检技术与信令告知方式进行结合，对于信号所传输的参数进行检测（接收），来达到双方所接收信息的互通，可对信令减少开销，降低了估计所造成的误差，这样收发机就可以进行简化，从而对接收机的整体水平进行提高，已达到实现智能化、自动化信息接收。短波自适应通信技术，可以划分为：通信与探测分离的独立探测系统以及通信与探测合一的短波自适应的通信系统这两种系统。

而现在，短波自适应通信技术在我国广泛的应用，智能化、自动化技术的短波通信技术，[2]使得短波的调制调解的问题也渐渐的显现出来，使短波技术的发展迎接着挑战。

二、现代与传统短波调制调解技术对比

现代短波通信终端技术，在短波通信传播方面存在者严重的干扰，但为满足人们对通信业务及数据业务的需求量增加，使数据传输的速度与稳定性不断的增加，从而短波通信终端技术不断的发展，其包括数字调制技术、差错控制技术、短波自适应调制解调技术等等。

传统短波通信技术，以话和低速报为主要的工作方式，这种方式已经不能满足现在通信的需求了。而传统的短波通信技术在数据的传输上必须依靠短波Modom进行，调制解调器则是数据通信部件中最为关键的零件。由于短波信道具有反射模式较多，信道变化快等并存，不仅多径时散的现象，还有衰落的现象，让绝大多数径时的范围延伸在2ms-5ms。由于信号严重的受到电磁的干扰，导致所要传递的信息不能准确快速传输。所以，短波的自适应抗多径调制解调技术是成为现代短波通信重要的研究方向。

在短波自适应通信技术中，调制调节器非常关键的部件，其性能的好坏直接影响者传输信息的稳定性。而传统的短波通信一般采用调制方式为PSK、QAM等。而这种调制方式在短波通信中会对通信宽带进行限制，如要提高效率就需要基带脉冲成，这样一来所调制的信号起伏较大，对于发射机的效率降低。而在现代短波通信中使用的是连续相位调制，这是一种具有恒定包络调制技术，对于频带的利用率和功率利用可发挥高效的利用率。由于连续相位调制本身是有恒包络，所以也是高效率的非线性放大器。此外连续相位调制还有记忆特性与递归特性，可以利用这样的特性，将外部的交织器以及卷积码进行连接，这样就可以组成高效率的串行级连续相位系统。而这个系统在短波的应用中，可以克服传统短波通信系统的缺点，提高系统的利用率。

三、短波自适应通信中调制调解技术

现代短波通信技术，在科技不断发展的过程中满足于人们对数据的需求，也要满足高速数据需求。而这些需求使短波通信技术必须有抗电磁干扰能力加强，使短波通信技术的可靠性和数据传输率快速的提高。如要提高短波通信技术，必须在调制调解技术和差错控制等技术上进行改变。其中短波自适应调制调解技术，其调制体制分为两种：多音并行和单音串行。[3]

1、多音并行体制。其体制是将所要传输的信息在话音通道内，利用高速串行的信道把信息分解并通过低速并行信道以多个载波进行信息传输，而最后在接收信息时，将所要接收的多路数据信息进行分路，并把数据信息进行解调，使多路的低速信息组合成高速数据流。每个副载体所要承载相对较低的数据率，而在多径延时上码元的长度是足够使用，能抗多径衰落的影响。最长用的多音分为52音、32音、16音，在目前每一个单音所受QPSK/8PSK调整的数据率最高为2.4k bit/s。多音并行最新的调制解调器所采用的是分集、前向纠错、DSP技术等。

2、单音串行体制。其体制为在话路带宽内进行的串行所发送的高速数据信号。使用8PSK调制进行信息的发送，采用信道估值综合技术和高效自适应均衡以及序列检测进行信息的接收，而在接收端采用的技术可以消除码间串联的干扰。这种体制在功率分散上是不存在这个问题的，即使在传输率相同的情况下，串行体制比并行体制在很大程度上降低误码率，从而使传输的质量有所提升，数据所传输率增加到9.6kbit/s.

3、多载波正交频分复用调制（OFDM），这是并行数据传输系统，在频率间隔上的多个子载波分别对数据信息进行调制，所调制的载波信号相加并进行发送。通过对载波间隔进行选择，将频谱的正交性在符合周期整体上进行保留，而每个子载波上所进行的信号，并在频谱上进行重叠。接收一端可以利用载波之间的正交性，使信息无失真的进行恢复。

4、网格编码调制（TCM），这是一种不对宽带有效性进行牺牲，又能提高功率的有效性，又与信道编码相结合，形成一种高效编码调制技术。在调制时，充分的对所要接收的信道信息进行利用，对所接收的信号进行软判决最大似然译码，从而使系统整体达到最佳的性能。而使用TCM技术中的并行或者串行调制调节器，其效果明显高于传统并行或者串行调制解调器。

5、差错控制技术。[4]而短波的信道中，会出现随机差错、突发差错等，使数据在接收时出现偏差，字符差的出错率在10-2～10-3数量级。若使用差错控制技术，字符差的数量级将有所改善。错差控制技术分为收端检错和纠错码利用两种控制技术。收端检错简单的说是自动请求重发，是对发送端进行通知所发送错误的信息。这种技术在突发差错和随机差错使用的效果良好，但不能重复进行发错，不然会造成信号延时。利用纠错码也可称为前向纠错，这种纠错技术是手段自动的进行纠错，而纠错中需要大量的冗余码（可使用交织码或者扩散卷积码），但这种技术的造价相对较高。

四、总结

信息化社会的不断发展，通信过程将网络化、数字化等信息装备的必然发展，网络的有效性、可靠性、兼容性、抗毁坏性以俨然成为通信系统中必要的基本条件。而短波通信作为现代通信系统的重要手段，短波通信技术一方面在装备体制上进行转变，一方面要不断的提升短波通信技术的高效传输性和可靠性，所以短波自适应通信技术的智能化、自动化与调制解调技术的发展是必然的趋势。

参考文献

[1] 董彬虹，李少谦.《短波通信的现状及发展趋势》[J]；信息与电子工程；2007.01

[2] 刘明庆，李红平.《短波自适应通信技术》[J]；现代通信；1998.03

[3] 潘志勇.《关于短波通信信息技术未来发展的思考》[J]；信息通信；2012.05

lora调制技术 篇8

(理论课:教材第七章P180--185）

实 验 内 容

1.频率键控（FSK）调制实验 2.频率键控（FSK）解调实验

一、实验目的

1.理解FSK调制的工作原理及电路组成。2.理解利用锁相环解调FSK的原理和实现方法。

二、实验电路工作原理

TP901 TP904TP90832KHz选频 32KHz方波12TP906TP907输出时钟K901D/A TP902模相FSKTP909拟加12解调整 开器(4046形16KHz方波12关FSK调制输出锁相环输 K902D/AK906解调)出 TP903TP90

5PN2K1 F832K904WMCLK 213WMDATA

K903

图2-1 FSK调制解调电原理框图

数字频率调制是数据通信中使用较早的一种通信方式。由于这种调制解调方式容易实现，抗噪声和抗衰减性能较强，因此在中低速数据传输通信系统中得到了较为广泛的应用。

数字调频又可称作移频键控FSK，它是利用载频频率变化来传递数字信息。数字调频信号可以分为相位离散和相位连续两种情形。若两个振荡频率分别由不同的独立振荡器提供，它们之间相位互不相关，这就叫相位离散的数字调频信号；若两个振荡频率由同一振荡信号源提供，只是对其中一个载频进行分频，这样产生的两个载频就是相位连续的数字调频信号。

本实验电路中，由实验一提供的载频频率经过本实验电路分频而得到的两个不同频率的载频信号，则为相位连续的数字调频信号。

（一）FSK调制电路工作原理

FSK调制解调电原理框图，如图2-1所示；图2-2是它的调制电路电原理图。

输入的基带信号由转换开关K904转接后分成两路，一路控制f1=32KHz的载频，另一路经倒相去控制f2=16KHz的载频。当基带信号为“1”时，模拟开关1打开，模拟开关2关闭，此时输出f1=32KHz，当基带信号为“0”时，模拟开关1关闭，模拟开关2开通。此时输出f2=16KHz，于是可在输出端得到已调的FSK信号。

电路中的两路载频(f1、f2）由内时钟信号发生器产生，经过开关K901，K902送入。两路载频分别经射随、选频滤波、射随、再送至模拟开关U901∶A与U901∶B(4066)。

（二）FSK解调电路工作原理 FSK集成电路模拟锁相环解调器由于性能优越，价格低廉，体积小，所以得到了越来越广泛的应用。解调电路电原理图如图2-3所示。

FSK集成电路模拟锁相环解调器的工作原理是十分简单的，只要在设计锁相环时，使

它锁定在FSK的一个载频f1上，对应输出高电平，而对另一载频f2失锁，对应输出低电平，那末在锁相环路滤波器输出端就可以得到解调的基带信号序列。

FSK锁相环解调器中的集成锁相环选用了MC14046。

压控振荡器的中心频率设计在32KHz。图2-3中R924、R925、CA901主要用来确定压控振荡器的振荡频率。R929、C904构成外接低通滤波器，其参数选择要满足环路性能指标的要求。从要求环路能快速捕捉、迅速锁定来看，低通滤波器的通带要宽些；从提高环路的跟踪特性来看，低通滤波器的通带又要窄些。因此电路设计应在满足捕捉时间前提下，尽量减小环路低通滤波器的带宽。

当输入信号为16KHz时，环路失锁。此时环路对16KHz载频的跟踪破坏。可见，环路对32KHz载频锁定时输出高电平，对16KHz载频失锁时就输出低电平。只要适当选择环路参数，使它对32KHz锁定，对16KHz失锁，则在解调器输出端就得到解调输出的基带信号序列。关于FSK调制原理波形见图2-4所示。

三、实验内容

测试FSK调制解调电路TP901—TP909各测量点波形，并作详细分析。

1．按下按键开关： K01、K02、K900。

2．跳线开关设置： K9012–

3、K9022–3。K903:1-2 3 K9041–

2、2KHz的伪随机码，码序列为：*** 做FSK解调实验时，K9041–

2、K9031–2。K905：1－2 3－4K906:2-3 K907:1-2 3．在CA901插上电容，使压控振荡器工作在32KHz，电容在1800Pf2400Pf之间。

4．注意选择不同的数字基带信号的速率。有1110010码(2KHz)、1010交替码(8KHz)。由信号转接开关K904进行选择。

5．接通开关K906“2”和“3”脚，输入FSK信号给解调电路，注意观察“1”“0”码内所含载波的数目。

6．观察FSK解调输出TP907～TP909波形，并作记录，并同时观察FSK调制端的基带信号，比较两者波形，观察是否有失真。

四、测量点说明

TP901：32KHz载频信号，由K901的1与2相连，可调节电位器W901改变幅度。

TP902：16KHz载频信号，由K902的1与2相连，可调节电位器W902改变幅度。

TP903：作为F = 2KHz或8KHz的数字基带信码信号输入，由开关K904决定。K904 的1与2相连：码元速率为2KHz的***码；K904的2与3相连：码元速率为8KHz的10101010码。

TP904：32KHz基带FSK调制信号输出。TP905：16KHz基带FSK调制信号输出。

TP906：FSK调制信号叠加后输出，送到FSK解调电路的由输入开关K905控制。

TP907：FSK解调信号输入。由FSK解调电路的输入开关K906的2与3脚接入

TP908：FSK解调电路工作时钟，正常工作时应为32KHz左右，频偏不大于2KHz，若有偏差，可调节电位器W903或W904和改变CA901的电容4 值。

TP909：FSK解调信号输出，即数字基带信码信号输出，波形同TP903。注：在FSK解调时，K904只能是1与2相连，即解调出码元速率为2KHz的***码。K904的2与3脚不能相连，否则FSK解调电路解调不出此时的数字基带信码信号，因为此时F = 8KHz，fc2 = 16KHz，所以不满足4F ≤ fc1的关系，因为此时它们的频谱重叠了。所以在此项实验做完后，应注意把开关K904设置成1与2相连接的位置上。

五、讨论思考题

1.画出测试点的各点波形。

2.写出改变4046的哪些外围元件参数对其解调正确输出有影响? 3.采用锁相环解调时，其输出信号序列与发送信号序列相比有否产生延迟?

六、实测各点波形

1、FSK频率键控调制电路的工作波形

（上图）：TP901：32KHz载频信号（下图）：TP902：16KHz载频信号

TP903： 2KHz数字基带信码信号

图理原电路电制调KSF 2－2图 8

图理原电路电调解KSF 3－2图 TP9010t32KHz载频fC1输入TP9020t16KHz载频fC2输入TP9030TP9041110010tt信码032KHz载频fC1输出TP9050t16KHz载频fC2输出TP9060t合路后FSK输出 图2-4 FSK调制原理波形图

上图 TP904：32KHz载频FSK调制信号 K905 1-2 3-4 全部断开后测出 下图 TP905：16KHz载频FSK调制信号

TP906：FSK调制叠加后输出信号 K905 1-2 3-4 测出

2、FSK频率键控解调电路的工作波形 K906 2-3

TP907：FSK解调信号输入。同TP906 10

lora调制技术 篇9

《通信原理》 实 验 报 告

学生姓名 学生学号

学 院 信息科学与工程学院

专业班级

完成时间

实验二 数字调制

一、实验目的

1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。

2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号的方法。

3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。

4、了解2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。

二、实验内容

1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。

2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。

3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。

三、基本原理

本实验用到数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供数字基带信号（NRZ码）和位同步信号BS（已在实验电路板上连通，不必手工接线）。调制模块将输入的绝对码AK（NRZ码）变为相对码BK、用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号。调制模块内部只用+5V电压。

数字调制单元的原理方框图如图2-1所示，电原理图如图2-2所示（见附录）。

晶振÷2(A)滤波器CAR放大器2PSK调制 射随器2DPSK÷2(B)滤波器CAR/22FSK调制CAR2FSKNRZAK BS码变换BK2ASK调制2ASK

图2-1 数字调制方框图

本单元有以下测试点及输入输出点：

 CAR

 BK

2DPSK信号载波测试点

相对码测试点

 2DPSK

 2FSK  2ASK

2DPSK信号测试点/输出点，VP-P>0.5V 2FSK信号测试点/输出点，VP-P>0.5V 2ASK信号测试点，VP-P>0.5V 用2-1中晶体振荡器与信源共用，位于信源单元，其它各部分与电路板上主要元器件对应关系如下：

 2（A）

 2（B）

 滤波器A  滤波器B  码变换

 2ASK调制

 2FSK调制

 2PSK调制

 放大器

 射随器

U8：双D触发器74LS74 U9：双D触发器74LS74 V6：三极管9013，调谐回路 V1：三极管9013，调谐回路

U18：双D触发器74LS74；U19：异或门74LS86

U22：三路二选一模拟开关4053 U22：三路二选一模拟开关4053 U21：八选一模拟开关4051

V5：三极管9013 V3：三极管9013 将晶振信号进行2分频、滤波后，得到2ASK的载频2.2165MHZ。放大器的发射极和集电极输出两个频率相等、相位相反的信号，这两个信号就是2PSK、2DPSK的两个载波，2FSK信号的两个载波频率分别为晶振频率的1/2和1/4，也是通过分频和滤波得到的。

下面重点介绍2PSK、2DPSK。2PSK、2DPSK波形与信息代码的关系如图2-3所示。

图2-3 2PSK、2DPSK波形

图中假设码元宽度等于载波周期的1.5倍。2PSK信号的相位与信息代码的关系是：前后码元相异时，2PSK信号相位变化180，相同时2PSK信号相位不变，可简称为“异变同不变”。2DPSK信号的相位与信息代码的关系是：码元为“1”时，2DPSK信号的相位变化180。码元为“0”时，2DPSK信号的相位不变，可简称为“1变0不变”。

应该说明的是，此处所说的相位变或不变，是指将本码元内信号的初相与上一码元内信号的末相进行比较，而不是将相邻码元信号的初相进行比较。实际工程中，2PSK或2DPSK信号载波频率与码速率之间可能是整数倍关系也可能是非整数倍关系。但不管是那种关系，上述结论总是成立的。

本单元用码变换——2PSK调制方法产生2DPSK信号，原理框图及波形图如图2-4所示。相对于绝对码AK、2PSK调制器的输出就是2DPSK信号，相对于相对码、2PSK调制器的输出是2PSK信号。图中设码元宽度等于载波周期，已调信号的相位变化与AK、BK的关系当然也是符合上述规律的，即对于AK来说是“1变0不变”关系，对于BK来说是“异变同不变”关系，由AK到BK的变换也符合“1变0不变”规律。

图2-4中调制后的信号波形也可能具有相反的相位，BK也可能具有相反的序列即00100，这取决于载波的参考相位以及异或门电路的初始状态。2DPSK通信系统可以克服上述2PSK系统的相位模糊现象，故实际通信中采用2DPSK而不用2PSK（多进制下亦如此，采用多进制差分相位调制MDPSK），此问题将在数字解调实验中再详细介绍。

AKBK-1+TSBK2DPSK(AK)2PSK调制2PSK(BK)

图2-4 2DPSK调制器

2PSK信号的时域表达式为

S(t)= m(t)Cosωct 式中m(t)为双极性不归零码BNRZ，当“0”、“1”等概时m(t)中无直流分量，S(t)中无载频分量，2DPSK信号的频谱与2PSK相同。

2ASK信号的时域表达式与2PSK相同，但m(t)为单极性不归零码NRZ，NRZ中有直流分量，故2ASK信号中有载频分量。

2FSK信号（相位不连续2FSK）可看成是AK与AK调制不同载频信号形成的两个2ASK信号相加。时域表达式为

S(t)m(t)cosc1tm(t)cosc2t

式中m(t)为NRZ码。

fc-fs fc fc+fs f2ASKfc-fs fc fc+fs2PSK（2DPSK）f fc1-fs fc1 fc2 fc2+fs2FSKf图2-5 2ASK、2PSK（2DPSK）、2FSK信号功率谱

设码元宽度为TS，fS =1／TS在数值上等于码速率，2ASK、2PSK（2DPSK）、2FSK的功率谱密度如图2-5所示。可见，2ASK、2PSK（2DPSK）的功率谱是数字基带信号m(t)功率谱的线性搬移，故常称2ASK、2PSK（2DPSK）为线性调制信号。多进制的MASK、MPSK（MDPSK）、MFSK信号的功率谱与二进制信号功率谱类似。

本实验系统中m(t)是一个周期信号，故m(t)有离散谱，因而2ASK、2PSK（2DPSK）、2FSK也具有离散谱。

四、实验步骤

本实验使用数字信源单元及数字调制单元。

1、熟悉数字调制单元的工作原理。接通电源，打开实验箱电源开关。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方N（NRZ）端。

2、用数字信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接信源单元的(NRZ-OUT)AK（即调制器的输入），CH2接数字调制单元的BK，信源单元 的K1、K2、K3置于任意状态（非全0），观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律。

3、示波器CH1接2DPSK，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位变化与相对码的关系（此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系）。注意：2DPSK信号的幅度比较小，要调节示波器的幅度旋钮，而且信号本身幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。

2DPSK AK 2DPSK BK

4、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK和2ASK；观察这两个信号与AK的关系（注意“1”码与“0”码对应的2FSK信号幅度可能不相等，这对传输信息是没有影响的）。

AK 2FSK AK SASK

5、用频谱议观察AK、2ASK、2FSK、2DPSK信号频谱（条件不具备时不进行

此项观察）。

条件不具备

五、实验报告要求

1、设绝对码为全

1、全0或1001 1010，求相对码。绝对码全为1时，相对码为：1010 1010 绝对码全为0时，相对码为：0000 0000 绝对码为1001 1010时，相对码为：1110 1100

2、设相对码为全

1、全0或1001 1010，求绝对码。相对码全为1时，绝对码为：1000 0000 相对码全为0时，绝对码为：0000 0000 相对码为1001 1010时，绝对码为：1101 0111

3、设信息代码为1001 1010，假定载频分别为码元速率的1倍和1.5倍，画出2DPSK及2PSK信号波形。

4、总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对码的变换电路。

规律：相对码的码反变换规则为 “比较相对码本码元与前一码元 电位相同 绝对码为0，否则为1”，反变化与之相反。

5、总结2DPSK信号的相位变化与信息代码(即绝对码)之间的关系以及2DPSK信号的相位变化与相对码之间的关系（即2PSK的相位变化与信息代码之间的关系）。

2DPSK 信号的相位变化与绝对码（信息代码）之间的关系是：“1 变0 不变”，即“1”码对应的2DPSK 信号的初相相对于前一码元内2DPSK 信号的末相变化180º，“0”码对应的2DPSK 信号的初相与前一码元内2DPSK 信号的末相同。

lora调制技术 篇10

关键词: 伽利略系统; 混沌扩频; CDMA; BOC调制

中图分类号:TN761; TN927.2文献标志码:A

Modulation of BOC for Galileo system using

chaotic CDMA spreading spectrum

CHEN Zhao1,2, TANG Tianhao1, SHEN Lina2, XU Yinlu2, YANG Hao2

(1.Logistics Engineering College, Shanghai Maritime Univ., Shanghai 200135, China;

2.Faculty of Mechanical & Electronic Information, China Univ. of Geosciences (Wuhan), Wuhan 430074, China)

Abstract:In order to improve the performance of Galileo system, combining with he characteristic of Binary Offset Carrier (BOC) modulation in spectrum splitting, taking merits ofthe stochastic nature and the orthogonality of chaotic DMASpreading Spectrum (SS)technology, thechaotic CDMA S technology is applied in the Galileo System synthetically. omparing the performance of the system when using the technologies of BOC modulation and chaotic SS CDMA y simulating, it shows that the stochastic and orthogonal chaos signal is good for using of Galileo system, and it is feasible and practical for he technologies of the BOC modulation and the chaotic SS CDMA to be applied n Galileo system.

Key words:Galileo system; chaotic spreading spectrum; CDMA; binary offset carrier modulation

0 引 言

目前,民用卫星定位系统中全球定位系统(Global Positioning System, GPS)应用广泛.但它也有1个缺点,当用户数较多时,由于其采用简单的BPSK调制方法,误码率将大大提高,导致系统服务质量显著降低.另外,由于军事保密的需要,GPS码型结构未完全公开,无法提供更高的服务质量.随着社会的进步,人们对卫星定位系统性能的要求越来越高.目前,除已经投入使用的美国GPS及俄罗斯GLONASS外,欧盟正在建造1个新的能提供更高服务质量的伽利略系统.另外,我国的北斗系统也已进入试用阶段.

伽利略系统采用二进制偏置载波(Binary Offset Carrier,BOC)调制技术,实现其频谱与GPS频谱的分离,从而避免2个系统的相互影响.近年来,混沌扩频CDMA技术迅速发展,如果将其应用在伽利略系统中,能克服目前GPS的相关缺点,大大提高伽利略系统的性能.[1-3]

1 原 理

1.1 BOC调制

BOC调制是1种对矩形子载波的调制,能将信号的频谱分为2部分,分别位于载波频率的左右两边,其原理见图1.图中,fc为扩频码速率,fs为副载波速率.导航数据调制到扩频码后,再调制1个矩形副载波,生成BOC信号,最后调制到导航信号频段的主载波上发射出去.与GPS信号的区别为引入1个矩形副载波.[4-5][HT1.][HT]图1 BOC调制原理

BOC调制可通过调整参数使其频谱完成不同程度的分离,避免与其他信号频谱重叠,且BOC调制方式的信号抗干扰和抗衰减能力强,与同频段的GPS信号(BPSK调制信号)相互影响小.

1.2 CDMA 2000技术

CDMA 2000作为第3代蜂窝移动通信系统的首选技术应用广泛.CDMA 2000信号具有抗干扰性能好、抗多径衰减能力强、保密安全性高的特点,且CDMA 2000系统的波形采用高冗余度纠错编码和高效数字调制技术,确保超低误码率话音和数据传输.本文主要介绍CDMA 2000 1x,后文的CDMA 2000 1x都用CDMA 2000表示.CDMA 2000的信道划分为前向信道和反向信道2个部分,其中,反向信道由反向业务信道、反向接入信道、增强接入信道以及反向公共控制信道组成.

CDMA 2000反向业务信道数据帧在调制前需经过CRC编码、卷积编码、信号重复、信号抽取以及块交织等过程,见图2.

图2 CDMA 2000反向业务信道数据帧调制过程

反向业务信道数据帧的调制分为3个过程:信道的正交化、PN序列的产生以及正交调制.在CDMA 2000中使用正交Walsh序列实现信道的正交化,不同的信道采用不同的Walsh序列进行扩频,这些Walsh序列的码片速率都为1.228 8 Mchip/s;PN序列的产生由长码生成器(Long Code Generator)产生的1个码片速率为1.228 8 Mchip/s,长度为242-1的伪随机序列与另外2个长度为215的伪随机序列(I支路和Q支路)进行变换后得到;CDMA2000调制采用PN信号生成器的I支路和Q支路PN序列对反向信道数据进行扰码,然后将信号调制到载波频率f上形成射频信号输出.

将混沌序列作为CDMA 2000的扩频序列和地址码,即混沌扩频CDMA技术,能使CDMA 2000具有混沌的相关特性,大大增强系统的性能,使其能给更多用户提供更高质量的服务.[6]

2 方案的具体实现

2.1 CDMA 2000反向基本信道编码调制模块CDMA 2000反向基本信道编码调制模块主要包括3部分:

(1)初始化模块.各个模块具有一些相同的参数,如无线配置方式和数据帧长度等,当需要修改参数设置时,只需在初始化模块中更改相应变量的数值,即可通过初始化命令传递到相应的工作区变量中,进而反映到仿真模型的各个子模块.

(2)反向基本信道数据帧产生模块.其由信源模块、CRC编码器模块、卷积编码器模块、信号交织模块和正交扩频模块组成.本文采用无线配置方式3(RC3),帧周期为20 ms,每帧有80 bit,信源数据速率为4 000 bit/s,再加上帧质量指示比特、保留位和填充位,最终由信源模块出来的数据速率为4 800 bit/s.信源数据经过上述的模块处理后输出1个抽样信号序列,信号的传输速率为1.228 8 Mchip/s.

(3)信号正交调制模块.由PN信号生成器的I支路和Q支路PN序列对反向基本信道数据帧产生模块送来的数据进行扰码[7](为便于分析,未进行数模转换).

2.2

伽利略信源模块

伽利略信号的调制模块主要由伽利略导航电文信号产生模块、极性转化模块、P码产生模块、C/A码产生模块、分频模块和成帧模块等组成.伽利略导航电文信号的速率为50 bit/s,P码的速率为10.23 Mbit/s, C/A码的速率为1.023 Mbit/s,经过P码和C/A码扩频后的导航电文信号的速率为10.23 Mbit/s.上述CDMA 2000模块的信源信号输入速率为4 000 bit/s,需分频.由于导航电文信号的速率为50 bit/s,远小于4 000 bit/s,分频后不会造成信息的丢失.

2.3 BOC调制模块

BOC调制模块主要由扩频码生成器、方波生成器和乘法器等模块组成.由于经过CDMA 2000反向基本信道编码调制模块输出的信号由相位相差90°的2个支路信号组成,对2个支路信号分别进行BOC调制,经过增益处理后,输出数字的、经CDMA 2000系统调制的伽利略信号.

3 系统总体模块的设计与仿真

用伽利略信源模块替换CDMA 2000反向基本信道编码调制模块中的信源模块,然后用CDMA 2000模块输出的结构作为BOC调制模块的输入,再将CDMA 2000模块中Walsh序列生成模块和PN序列生成模块用相应长度的混沌序列产生模块更改或替换,完成总的系统模块搭建.

4 仿真结果分析

为便于运行和对比结果,将混沌序列产生式的参数固定,且所有的调制均为基带调制,信号波形均截取最后1帧.

(1)比较使用混沌序列前后CDMA 2000信道编码调制的频谱衰减情况,见图3和4.

[HJ]图3 未使用混沌序列

图4 使用混沌序列

由图3和4可知:使用混沌序列后,信道调制的频谱衰减特性更加平滑;另外,混沌扩频序列没有周期,类似于1个随机过程,且混沌序列的产生相对其他PN伪随机序列要容易.因此,系统更容易实现,保密性更好,更难破译.

(2)比较使用混沌序列前后和BOC调制前后信号频谱特性,见图5～8.

[HT1.][HT]图5 未使用BPSK调制GPS信号频谱

图6 使用BPSK调制GPS信号频谱图7 使用CDMA 2000+BOC调制伽利略信号频谱

图8 使用CDMA 2000+混沌序列+BOC

调制伽利略信号频谱

由图5～8可知,伽利略卫星系统中使用BOC调制技术,实现将信号功率由主瓣移至旁瓣的目的,使其与GPS的频谱不重合,避免相互干扰,提高服务质量.对比图7和8可知,使用混沌序列进行扩频后的信号功率由主瓣移至旁瓣的效果更显著,与GPS系统的相互干扰更小,从侧面反映出对伽利略信号进行CDMA 2000信道调制的可行性.

5 结 论

通过Matlab仿真和对相关结果的分析,可得2个结论:

(1)从CDMA 2000信道编码调制技术前后的伽利略信号频谱特性图可知,使用CDMA 2000信道编码调制后的伽利略信号具有CDMA 2000信号的相关特性.

(2)从BOC调制前后以及经过CDMA 2000调制模块前后伽利略信号的频谱衰减情况可知,经过混沌扩频CDMA信道编码调制,信号的特性达到经BOC调制所预期的效果,且信号具有混沌和CDMA 2000信号的相关特点.在伽利略系统中使用BOC调制技术和混沌扩频CDMA信道技术可行.[HJ]

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