oqpsk信号同步算法在ieee802.15.4通信中的应用

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1、OQPSK信号同步算法在IEEE802.15.4通信中的应用第一章引言1.1课题研究背景四相位调制和解调技术中偏移正交相移键控（OQPSK：偏移正交相移键控），是一种调制技术，这是一种改进的QPSK，具有高的频谱效率和良好的光谱特性。相移键控调制解调技术在软件无线电数据传输系统，卫星通信[1]，无线环境中具有越来越高的研究价值。卫星通信具有广泛的地理覆盖范围，通信距离，通信容量大，传输质量等，在现代信息社会中发挥着重要的作用[2]。从高数据速率，正交相移键控调制，和数字解调特性的角度来看，数字正交相移键控解

2、调技术具有重要的实际应用价值。与传统的模拟电路解调的解调器相比，数字化和软件化的解调器主要有以下的优点：1.硬件电路具有稳定通用易维护,且通用的优点。数字电路以及数字化处理信号电路具有较好的稳定性，总体上不受环境的影响，器件个体性能的差异影响不大。电路设计完成以后可以大量复制，无需电路调试。2．算法由软件实现，随着数字信号处理理论的发展。产生了一系列的数字调制解调算法，不同的算法，不同的调制解调器，数字调制解调算法，通过计算机仿真设计，并更容易进行调试复杂的功能，可以实现在一个通用的硬件平台上。3．有利于大

3、规模集成，数字接收机的集成度越来越高的发展，高速数字设备，通信终端的小型化成为可能。4．容易实现自适应接收机系统软件开关和调整，从而达到不同的系统的各种信号的自适应接收。IEEE802.15.4协议是在OQPSK调制解调方式基础上，近年来得到快速发展的一项通信标准，它在通信距离，成本，功耗方面有着明显的优势，十分适合于家庭网络等段距离通信系统中，在结构上也与传统的通信方式有着显著的区别，逐渐成为自动化领域方面的领先技术。由于其广阔的应用前景，IEEE802.15.4协议日渐在各国政府，生产业界，学术研究领域

4、中成为新的研究热点，越来越多受到人们的重视。1.2课题研究现状无线数据传输系统，对通信技术的研究价值和实用价值有很高的要求，是实际的发展方向。许多国家在研究的高传输速率的数据传输系统中，以满足高流速的卫星数据通信维首要目的。目前，在美国，1Gbps的卫星传输系统的传输速率的发展。日本的正在进行的传输速率为1.2Gbps的高速卫星传输系统的开发[3]。大多数实际高速的卫星传输系统，以100Mbps为幅度的大小。主要任务是实现无线数据传输的调制。现在普遍使用的数字调制方法或二相相移键控（BPSK），正交相移键控

5、（QPSK），偏移正交相移键控（OQPSK），最小频移键控（MSK）。BPSK调制是一个低的频谱效率，对非线性的性能较差，但是相对容易实现的;QPSK一般有一个良好的频谱效率，但不具备实现更复杂的非线性能力;MSK的频谱效率一般，具有良好的抗非线性能力，但最为复杂。OQPSK拥有更好的性能，相对于其它数字调制，更适合于非线性信道的传输系统，实际应用在如软件定义无线电（SDR）系统中。该OQPSK通过模块化硬件平台和软件编程来实现调制和解调功能，其主要问题集中于同步数字解调算法的研究。在国内，IEEE802.

6、15.4标准技术的应用尚处于研究起步阶段，还没有此类芯片的实际生产应用，而国外方面的研究则主要针对在通信机重的媒体访问控制层，应用层，目的是更加减少功耗；而对物理层方面的涉及则较少，尤其在物理层的调制解调算法，载波同步算法的讨论尚有很多可以发展的空间，本文通过对过去常用调制方式的研究和算法进行优化，以求对系统的实际应用价值进一步改善，对IEEE802.4.15标准的实现有一定参考意义。第二章OQPSK信号的调制解调基本原理和方法2.1OPSK信号的基本定义和介绍本章主要介绍了OQPSK的基本概念和调制解调原

7、理，主要分析了调制过程中的升余弦滤波，数字下变频模块的算法思想，和通信中的AATLAB软件的QPSK通信系统的发射和接收过程中的具体实现每个模块的仿真，并进行了频谱分析。第三章扩频通信和IEEE802.15.4通信标准......193.1扩频通信.........193.2扩频通信概念.......193.3常见的扩频通信调制方式.....20第四章扩频通信中OQPSK信号同步的研究......294.1问题分析.........294.2载波频率同步常用算法研究.......304.3基于最大似然估计法

8、原理的有数据......36第五章算法MATLAB仿真.....395.1MTLAB简介.........395.2OQPSK仿真....395.3IEEE802.15.4信号收发机的算法设计和实现.....445.4算法设计.........455.5接收机硬件仿真....545.6本章小结....58结论近距离无线通信技术现成为无线通信技术的一项热潮。往后的无线通信设备将具有价格低，功耗低等特点,采用OQPS