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基于Chirp超宽带通信技术的研究与实现的开题报告一、选题背景：超宽带通信技术起源于20世纪90年代，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。
研究表明，Chirp超宽带通信技术具有高速传输、抗干扰、高精度定位等优点，已经成为超宽带通信技术中广泛使用的技术之一。
Chirp超宽带通信技术应用广泛，例如智能家居、工业自动化、车联网、移动支付等领域。
目前，Chirp超宽带通信技术结合线性调频信号的特点，可以实现更加精准的距离测量和定位，对于工业、物流、交通等领域的应用具有很大的帮助。
二、研究内容：1. 研究超宽带通信技术的基本原理和技术特征；2. 深入探讨Chirp超宽带通信技术的原理和优势；3. 探究Chirp超宽带通信技术在实际应用场景中的优化方案；4. 基于Chirp超宽带通信技术，设计并实现一个物联网设备的示例系统。
三、研究意义：Chirp超宽带通信技术是目前应用前景广泛的超宽带通信技术之一。
其准确定位、高速传输等特点能够极大地提高工业、物流、交通等领域的运营效率。
本研究通过对Chirp超宽带通信技术的研究，能够更好地实现物联网设备的定位和数据传输，提高安全性和效率，并对实现实际物联网应用有很大的实际意义。
四、预期研究结果：通过对Chirp超宽带通信技术的研究，预计能够得出以下结果：1. 对Chirp超宽带通信技术进行深入的研究和分析；2. 实现基于Chirp超宽带通信技术的物联网设备系统，达到定位和数据传输的目的；3. 探究优化Chirp超宽带通信技术在实际应用场景中的方案；4. 有力地推广和应用Chirp超宽带通信技术，并对未来的物联网发展做出贡献。
五、研究方法：本研究将采取以下研究方法：1. 理论研究：研究超宽带通信技术和Chirp超宽带通信技术的基本原理、技术特征、实现方式等相关理论；2. 实验研究：通过实验验证和比较Chirp超宽带通信技术在不同应用场景中的优越性；3. 方案设计：结合实际场景需求和实验结果，提出优化方案并进行相关系统的设计；4. 应用推广：将实验结果及优化方案推广应用至物联网设备中，进行实际使用测试。
Chirp扩频技术综述摘要：众所周知，扩频技术具有显著的抗干扰和抗衰落特性，并且具有低功耗，及低的被检测概率，因此，扩频技术被广泛的应用于民用和军用通信中。
常用的扩频技术主要有三种：直接序列扩频，跳频和chirp扩频（Chirp Spread Spectrum，CSS）技术。
相比于前两者，Chirp 扩频技术的抗多普勒频移能力更强，且可有效的抗深度衰落。
由于水声信道的多普勒频移是不可忽略的，因此，有必要对chirp扩频技术进行深入的研究，使其能成为水声通信中一种新的调制体制。
另外，近年来FRFT（Fractional Fourier Transform，分数阶傅里叶变换）是信号处理领域一个研究热点，不同于普通的傅里叶变换，FRFT的基函数正是一系列chirp 函数，这使得FRFT可用于检测chirp信号和chirp参数估计，因此，将其引入Chirp扩频系统。
本文将介绍chirp扩频技术的基本原理，及其主要发展和应用，并对基于chirp扩频的多址方案进行讨论。
最后还将介绍基于FRFT的Chirp扩频系统。
一．Chirp扩频技术简介CSS技术是用线性调频的Chirp脉冲调制发送信息来达到扩频效果的。
Chirp脉冲是正弦信号，在一定时间段内，其频率随时间线性增加或减小。
与DSSS、FHSS相似，CSS利用了它的整个带宽去扩展信号的频谱，不同的是CSS不需要加入任何伪随机序列，它利用了Chirp脉冲自身的频率线性特征，其频率是连续变化的。
CSS与DSSS的解扩原理也有相似之处。
DSSS是通过PN序列扩频的，其解扩需要利用PN序列良好的自相关特性，即：其自相关远大于互相关。
在接收端，如果本地PN序列与接收到的PN序列具有相同的相位时，相关运算出现最大值。
所以可以通过自相关运算，对信号进行解扩，实现数据符号的检测。
CSS的解扩利用了脉冲压缩原理。
接收信号经过匹配滤波后，出现了尖峰脉冲，接收机可以通过对尖峰脉冲的能量捕获来进行数据符号的检测。
基于USRP-RIO平台多带Chirp通信系统同步算法乔新宇;郑霖;杨超;姚伟伟【摘要】在Chirp-BOK系统中,为解决当多普勒频偏较大时正负调频斜率信号的脉压峰值以不同的偏移方向偏离理想位置,导致符号同步性能差的问题,提出了一种低复杂度同步算法.该算法同时利用多带匹配脉冲合并和周期的符号脉冲能量累积实现信噪比的增强,采用双时钟采样避免多普勒频偏带来的影响.在USRP-RIO平台上进行了传输验证,仿真实验结果表明,该算法能够明显提升系统的传输性能.【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》【年(卷),期】2019(039)001【总页数】6页(P22-27)【关键词】多带Chirp;符号同步;抗频偏;USRP-RIO【作者】乔新宇;郑霖;杨超;姚伟伟【作者单位】桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室,广西桂林 541004;桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室,广西桂林541004;桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室,广西桂林541004;桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TN911早在2005年,Chirp扩频技术就被IEEE 802.15.4a列为物理层的可选方案之一；近年来，随着物联网业务的兴起， Chirp扩频技术再次被LoRa技术所采用，受到了更加广泛的关注[1-2]。
为了提高Chirp通信系统的频谱效率，增强抗频率选择性衰落的能力，借鉴OFDM思想，人们提出了多带Chirp通信体制[3-5]。
Chirp通信系统可以采用非相干检测，无需恢复相干载波，从而降低系统的复杂度，实现Chirp通信首先要解决的符号同步问题。
文献[6]提出一种新颖的Chirp通信系统同步方法，该方法具有良好的跟踪能力，但为了获得较高的频率分辨率，需要使用较长的快速傅里叶变换，复杂度高。
文献[7]利用Chirp信号进行分数傅里叶变换后查找峰值位置，再与理论峰值位置作比较得出同步位置，但是在低信噪比时性能较差。
基于GNURadio和USRP的认知无线电平台研究摘要：无线频谱的紧缺是限制无线通信与服务应用持续发展的瓶颈。
认知无线电(Cognitive Radio，CR)技术被认为是解决无线频谱紧缺问题的一种新方法。
认知无线电技术是无线移动通信领域的一种革命性技术，无线用户利用该技术可以智能地感知周围环境，搜索可用频谱资源，并进行动态的频谱接入，从而提高通信系统的容量和频谱利用率。
目前，利用认知无线电技术进行动态频谱接入有两种情况。
一种是在免执照的开放频段动态共享该段频谱，如 2.4GHz 的无线局域网和IEEE 802.16h/g 的无线城域网；另一种是择机地使用已授权给其他系统的频段，如IEEE 802.22 无线区域网，其用户择机使用已授权于数字广播频谱。
现在国内外的研究大多局限于仿真和理论研究，在实验平台上的研究较少，还没有成熟的平台可供实际测试和验证。
本文主要研究基于GNU Radio和USRP实现的认知无线电实验平台。
GNU Radio 和USRP是基于PC的一套开源的软件无线电开发平台，这个平台能快速灵活的设计出终端原型。
平台采用择机动态频谱接入方法，在400M-430M范围内择机使用空闲的授权频段。
本文介绍了GNU Radio的实现方式和编程原理；介绍了与作为配套硬件的USRP的结构组成和功能；并着重对认知无线电在这个平台上的实现进行了研究,主要实现的研究内容为：研究大范围的频谱的能量检测，检测出空闲的频段并作统计决策；研究动态接入和传输的物理层方法；研究设计MAC 层、网络层及应用层的实现方法；研究演示系统，并最终测试验证性能。
关键词：认知无线电；实验平台；频谱检测；动态接入；GMSK；CSMA；tuntap；网络编程；wxPython第一章绪论1.1 论文选题意义随着无线多媒体应用的增加，无线频谱成为越来越紧缺的资源。
有研究结果[1-4]指出，现有的频谱管理与分配策略是造成频谱资源紧缺的重要原因之一。
1课题背景与意义软件无线电技术其价值在于:无线电的硬件通信设备仅仅是作为无线通信的基本平台,通信功能则是由软件来实现,其应用于无线电通信领域,可将AD转换器尽量靠近RF射频前端,通过利用DSP的处理能力和软件的灵活性来实现信号调制解调等工作[1],此外,软件无线电与传统方式相比还具有很强的灵活性和开放性,使其在众多的领域得到广泛推广[2]。
国内外的许多大专院校也在尝试开展将无线通信的理论教学与软件无线电的技术实践相结合,从而可以在实验室的环境中快速构建“真实”的通信系统,真正了解设计、实现以及测试一个完整的通信系统所要面临的挑战[3],对未来无线电技术的发展以及推广具有重要的意义。
2系统设计方案及相关软硬件技术在各种信息传输及处理系统中,发送端用所欲传送的消息对载波进行调制,产生携带这一消息的信号。
接收端必须恢复所传送的消息才能加以利用,把模拟通信线路上传来的模拟信号转换成数字信号传送给计算机[4]。
2.1系统设计方案2.1.1RF信号解调方案信号的解调单元是接收机的关键部分,直接影响着收信机的接收效果和灵敏度。
解调可分为相干解调和非相干解调,相干解调用于窄带调频信号,需要载波同步提取,很少采用;非相干解调不需要同步载波,可解调窄带或宽带信号,是应用最多的方式[5]。
这里以非相干解调为基础进行分析。
RF信号解调过程如图1所示。
图1RF信号解调原理图利用软件无线电解调FM信号的基本思想是在FM信号输入之后,先进行AD采样,将模拟信号变为数字信号,然后通过频谱搬移,将信号搬移到基带,之后利用算法求出信号的瞬时相位和相位微分,最终解调出原始信号。
FM信号软件无线电解调过程如图2所示。
图2FM信号软件无线电解调原理图2.1.2频谱分析仪实现方案频谱分析仪主要的功能是将输入信号的频谱特性,测量信号失真度、调制度、频率稳定度等信号参数在频域里显示出来,通常用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数。
频谱分析仪后面板由五个子模块组成:波形生成模块、信号采集模块、波形分析模块、信号的幅频、相频特性和数据保存模块。
Chirp调制多载波通信系统发送机的设计的开题报告1. 研究背景和意义随着移动通信技术的发展，无线通信技术已成为现代通信领域的主要研究方向之一。
多载波通信系统是一种常用的调制方式，既能有效地提高系统的数据传输速率，又能提高系统抗干扰能力，因此在无线通信系统中得到了广泛的应用。
Chirp调制是一种新型的多载波调制方式，其在信号传输中具有较好的性能和灵活性。
因此，研究基于Chirp调制多载波通信系统已成为当前无线通信领域中的热点问题。
2. 研究内容和目的本文拟研究基于Chirp调制的多载波通信系统发送机的设计。
研究内容主要包括以下几个方面：（1）Chirp调制的基本原理和特点（2）多载波通信系统的基本构成和工作原理（3）基于Chirp调制的多载波通信系统的设计思路和电路实现（4）系统特性分析和性能评估本文的研究目的是通过对基于Chirp调制的多载波通信系统发送机的设计进行深入研究，掌握Chirp调制的基本原理和特点，了解多载波通信系统的基本构成和工作原理，探索基于Chirp调制的多载波通信系统的设计思路和电路实现，进一步提高多载波通信系统的传输性能和抗干扰能力，推动无线通信技术的发展。
3. 研究方法和步骤（1）研究Chirp调制的基本原理和特点，及其在多载波通信系统中的应用。
（2）研究多载波通信系统的基本构成和工作原理，包括载波生成、调制、功率放大、射频输出等模块。
（3）基于Chirp调制的多载波通信系统发送机的设计，包括信号调制、信号发生器、载波合成和功率放大等模块。
（4）通过仿真和实验对系统进行性能评估，包括系统的传输速率、误码率、抗噪声、抗干扰等性能指标。
4. 预期成果（1）对Chirp调制技术的应用进行深入研究，掌握其基本原理和特点。
（2）设计基于Chirp调制的多载波通信系统发送机电路，实现较高的传输速率和较好的抗干扰能力。
（3）通过仿真和实验对系统性能进行评估，提高系统的信号传输质量。
5. 研究难点和解决方案本课题的主要难点在于设计基于Chirp调制的多载波通信系统发送机，其中需要充分考虑信号调制、信号发生器、载波合成和功率放大等模块的设计。
第３４卷 第１期桂林电子科技大学学报Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．１ ２０１４年２月Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｕｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｆｅｂ．２０１４ ２．４ＧＨｚ Ｃｈｉｒｐ发射机射频前端的设计与实现文德钢，林基明，杜 洋（桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林 ５４１００４）摘 要：为了能在２．４ＧＨｚ频段实现有效通信，将Ｃｈｉｒｐ扩频技术应用于２．４ＧＨｚ ＩＳＭ频段，利用其良好的抗噪性能，设计了多带Ｃｈｉｒｐ发射机。
同时，研究了Ｃｈｉｒｐ发射机射频前端的参数指标和制作要点，并使用ＡＤＳ对系统方案进行了增益预算仿真。
在单个子带通信时对系统性能进行了测试，结果表明，设计的发射机射频前端发射功率为１５ｄＢｍ，带内平坦度小于１ｄＢ，杂散及谐波抑制度好，满足视距高速无线数据传输的要求。
关键词：ＩＳＭ；ＣＳＳ；射频前端；Ｃｈｉｒｐ中图分类号：ＴＮ９２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３－８０８Ｘ（２０１４）０１－０００１－０４Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｒｐ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒＲＦ ｆｒｏｎｔ－ｅｎｄ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ２．４ ＧＨｚＷｅｎ Ｄｅｇａｎｇ，Ｌｉｎ Ｊｉｍｉｎｇ，Ｄｕ Ｙａｎｇ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ ５４１００４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈｉｒｐ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ２．４ＧＨｚ ＩＳＭ ｂａｎｄ ｆｏｒ ｉｔｓ ｇｏｏｄ ｎｏｉｓｅ ｐｅｒｆｏｒｍ－ａｎｃｅ．Ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ－ｂａｎｄ ＲＦ ｆｒｏｎｔ－ｅｎｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ＡＤＳ．Ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅＲＦ ｆｒｏｎｔ－ｅｎｄ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｅｓｔ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ ｓｈｏｗ ａ ｆｌａｔｎｅｓｓ ｉｎ－ｂａｎｄ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ １ｄＢ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒ ｉｓ １５ｄＢｍ．Ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ ｃａｎ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｌｉｎｅ－ｏｆ－ｓｉｇｈｔ ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＩＳＭ；ＣＳＳ；ＲＦ ｆｒｏｎｔ－ｅｎｄ；Ｃｈｉｒｐ 随着网络理论的不断发展和硬件工艺的逐步提升，各种无线数据交换设备的大量出现，致使无线电频谱资源越来越匮乏。
