原创《基于伪随机序列无线电测距系统设计》：此文是一篇伪随机序列论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
摘 要： 为了提高工作机的测距能力, 测距系统不仅要对所测距离具有快速精确的判断, 而且必须具备较高的抗干扰能力. 基于伪随机序列的无线电测距系统利用QPSK原理调制M序列, 然后通过无线电发射作为测距介质, 具有测距范围广、 抗干扰能力强的特点. 同时系统采用TMS320F28335作为运算和控制的主控芯片, 具有精确度高、 实时性强的特点. 实验数据证明了无线电测距系统的可行性.
关键词： TMS320F28335； M序列； QPSK； 无线电测距
中图分类号： TP242文献标识码： A文章编号： 1673-5048（2016）04-0042-05
Abstract： In order to improve the ability of working machine range, ranging system should not only have quick and accurate judgement for the measured distance, and must have a high antiinterference ability. Using the QPSK principle, the M sequence is modualted by radio ranging system based on pseudorandom sequence, and then the M sequence is transmitted by radio as the distance measuring medium, which has the characteristics of wide ranging and strong antiinterference ability. At the same time, the system uses TMS320F28335 as the main control chip to comput and control, which has the characteristics of high accuracy and strong realtime. The experimental results show the feasibility of the system.
Key words： TMS320F28335； M sequence； QPSK； radio ranging
0引言
工业技术的发展要求工作机具有很强的测距能力, 包括测距范围和精度、 实时性以及抗干扰能力. 由此衍生出许多测距的方法： 利用超声波作为测距介质, 精度较高, 但是抗干扰能力较差, 测距范围小； 利用红外线作为测距介质, 精度较高, 但是测距范围较窄且成本高； 利用激光作为测距介质, 精度较高, 所测范围广, 但是对工作环境要求高, 测距系统成本高.
基于伪随机序列的无线电测距系统采用硬件的编码法, 将DSP生成的M序列经过QPSK调制电路进行数字调制, 通过电磁波发射器发射. 电磁波遇到目标物体后反射回来, 被电磁波接收器接收, 将其放大、 解扩、 滤波、 采样, 提取出回波中的M序列, 将其和本地的M序列在DSP中做自相关运算, 计算出延迟时间τ, 从而计算出所测距离. 系统编码采用码元较小、 周期较长的M序列, 可提高系统测距精度和测距范围.
1伪随机序列的概述
伪随机序列拥有较好的特性, 一方面其随机性和随机序列相似, 另一方面其相关函数和白噪声接近, 最重要的是可以通过其结构预先确定并且能够重复的产生. 本文所设计系统采用的M序列便是伪随机序列中具有代表性的一种.
1.1M序列的测距原理
式中： τ为延迟时间. 正交编码即对应位两两正交的编码, 其互相关性很弱, 但有较强的自相关性, 即使受到外部噪声干扰也容易区分. 因为噪声和伪随机序列的互相关性极低, 噪声会被相关函数抑制, 因此正交编码拥有较强抗干扰能力. 当M序列的周期足够大时, 其自相关函数便会和δ函数十分接近, 呈现明显尖锐的二电平特性, 如图1所示. 利用M序列的这一特性将几组M序列在DSP中做一系列计算, 实时检测出现最大值的时刻, 得出电磁波的发射和接收时差, 从而计算出所要测量的距离.
M序列可以通过MATLAB编程产生, 或由Simulink仿真模块建模产生. 上述方法的特点是可视化强, 但是可移植性较差, 和脱离PC机的系统无法联接, 不利于系统调试. 本系统选择通过DSP编程产生M序列, 较为高效可靠.
电磁波测距系统需产生一个周期为p等于212-1等于4 095的M序列. 确定n等于12级的本原多项式, 首个移位寄存器和最后一个移位寄存器必须参和反馈计算, 并且不能全为1, 因此本测距系统从众多本原多项式中选取的本原多项式为
1.4M序列调制和解调
QPSK即所谓的正交相移键控, 是一种在无线通信等领域被广泛应用的调制解调方法, 能通过载波的四种不同相位对数字信息进行表达. QPSK正交调制过程如图4所示, 将数字信号输入, 用a表示前一个二进制码元, 用b表示后一个二进制码元, QPSK信号便可以被认为是两个正交载波2PSK信号的合成.
对QPSK信号的解调方法同样可以采用2PSK信号的解调方法. QPSK信号解调原理图如图5所示. 首先分别采用相干解调方式对同相支路和正交支路进行解调, 从而得到I（t）和Q（t）两路信号, 然后将两路信号进行抽样判决, 最后经过并/串交换器, 把支路的并行数据恢复成系统所需的串行数据.
2测距系统硬件电路设计
基于伪随机序列的无线电测距系统的硬件电路共有六大模块, 分别是发射接收模块、 放大滤波模块、 QPSK调制解调模块、 ADC模块、 核心处理器模块以及人机对话模块, 如图6所示.
伪随机序列论文参考资料：
结论：基于伪随机序列无线电测距系统设计为大学硕士与本科伪随机序列毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写伪随机序列产生方面论文范文。
