（1）了解扩频通信理论的相关原理，了解扩频码的相关特性，掌握扩频码的编码原理和 编码方法。

（2）了解最小移频键控的调制原理，推导 MSK 信号并行产生公式，设计直扩 MSK 信 号并行调制方案。

（3）由于 MSK 并行调制信号高数据速率传输硬件实现的复杂性，且存在需要保持两个 通道相位正交性与振幅平衡的问题，提出直扩 MSK 信号串行产生方案。利用公式推导得出 转换滤波器实现 MSK 调制的可行性，为了完成转换滤波器的数字化设计，利用凸优化算法 设计 FIR 滤波器。

（4）利用 Matlab 仿真工具对直扩 MSK 信号并行与串行的产生方式进行仿真、分析。

（5）了解直扩 MSK 信号串行产生硬件系统，利用 Verilog  HDL 语言编写程序完成直扩

MSK 信号串行产生的 FPGA 实现。 本文的内容及章节安排如下所示：

第一章，绪论。介绍本直扩 MSK 调制的研究背景及国内外发展现状，并对本论文的主要 工作及章节安排进行阐述。

第二章，扩频通信理论基础。阐述了扩频通信的基本概念以及伪随机码的特性及产生方

式。

第三章，直扩 MSK 调制信号产生。介绍了直扩 MSK 信号并行产生方式，同时提出利用凸

优化方法设计转换滤波器，完成直扩 MSK 信号串行产生。利用 MATLAB 对提出的算法进行仿真 验证。

第四章，直扩 MSK 信号串行产生系统设计与实现。介绍了实现直扩 MSK 串行产生的硬件 平台以及实现方法。

第五章，总结与展望。对本文的工作进行总结,提出一些需要改进或者可以深入研究的地

方。

2 扩频通信理论基础

2。1 扩频通信基本概念

扩展频谱（spread spectrum）是指将信号的频谱扩展至占用很宽的频带，简称扩频。扩频 通信的基本思想是在发送端通过特定的扩频函数对传输信号的频谱进行扩展，使得信号的带 宽得到明显的延伸后，将扩频信号送入传输信道。

扩频通信的基本理论根据来源于信息理论中香农信道容量公式[3]

式（2。1。1）中， C 为信道容量，即信道可传输的最大信息速率，表明了信道无差错传输

信息的能力，单位是 bit/s，B 为信道的带宽，单位是 Hz ，S 和 N 分别为信号功率和噪声功率， 单位均为 W ， S / N 即为信噪比。

对式（2。1。1）右侧进行以 e 为底的对数变换，则

公式（2。1。2）表明了信道容量、带宽与信噪比之间的关系，带宽和信噪比之间具有互换

性，可以通过增大信道带宽来弥补信噪比的降低，从而保证信道容量不变。在信噪比不变时， 可以通过增大传输信号带宽来换取信道容量，从而获得更低的信息差错率。

图 2。1。1 扩频系统频谱变换关系示意图

如图 2。1。1 所示，在发送端扩展频谱通信系统利用扩频码扩展了信号频谱，在接收端接收 机通过解扩单元还原了信号，从而使系统抗干扰容限大大提高。

下面介绍与扩频通信系统有关的主要参数。文献综述

系统的扩频处理增益Gp定义为输出信噪比与输入信噪比之间的比值，表达式为：

式（2。1。3）中，(�⁄�)���、(�⁄�)��分别为系统的输入信噪比与输出信噪比。扩频处理增

益��越大，系统在扩频和解扩的处理过程中获得的信噪比改善情况越好，系统的抗干扰能力

就越强。但是在扩频通信系统中，仅仅通过增大处理增益并不能保证系统实现可靠稳定地工作。