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方案简介:基于CDMA技术的水声通讯系统 - 通信-网络 - 免费猫

发布时间:2020-02-17 13:19:27 阅读: 来源:捆钞机厂家

方案简介:基于CDMA技术的水声通讯系统 - 通信/网络 - 电子工程网

图2 水声通信系统的电路设计框图

该系统的工作过程:首先是上位机模拟发射端,将要发送的数字信号经串行口发送给FPGA芯片,通信模块接收数字信息后依次传送给扩频模块BPSK 调制模块,至此将接收到的数字信息进行调制后产生的信号经D/A转换器转换成模拟电信号,然后该电信号经水声换能器转换成声信号发送出去,携载了发送方发送信息的声信号在水下环境进行传播。其次是接收端,接收端同样有一个水声换能器负责将接收到的声信号转换成电信号,经A/D 转换器后,所得数据信号经同步后进行BPSK解调,最后将解调出来的数字信号经通信模块传给串行口,从而发送给接收端,一次水声通信过程完成。

2 系统的FPGA实现

CDMA又称码分多址,是以扩频通信为基础的一种调制和多址方式,扩频通信技术是一种信息传输方式,要求信号所占有的频带宽度远大于所传信息所必需的最小带宽;频带的展宽是通过编码及调制的方法实现的,并与所传信息数据无关;在接收端则用相同的扩频码进行相关解调来解扩及恢复所传信息数据。其理论依据是信息论中的香农公式:

C = B log2 (1 + S/N ) (1)

式中:C 为信道可能传输的 最大信息速率,表示信道容量;B 表示信道带宽;S 表示信号的平均功率;N 表示噪声功率。

从式(1)中可以看出:在信噪比很小的情况下,可以使用增加带宽的办法来提高系统的抗干扰性能,以保证信道容量不变。换句话说,在信道容量相同的条件下,宽带系统比窄带系统的抗干扰性能要好,所以当信噪比太小而且不能保证通信质量时,可以采用增加带宽的方法来改善通信质量。

图3,图4为直扩系统的工作原理图,由信号源输出的信息码与伪随机码产生器产生的伪随机码进行模2加或相乘,产生以速率与伪随机码速率相同的扩频序列,然后再用载波去调制扩频序列,就得到已扩频调制的射频信号。接收端解扩的过程与扩频过程相同 ,用本地的伪随机序列对接收信号进行相关解扩后进行解调。

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