多频段、多模式软件无线电台基带与主控模块的研制

论文摘要

近年来,随着现代抗干扰通信理论与技术、数字信号处理及软件无线电技术的飞速发展,国外战术抗干扰通信电台的重要发展趋势是基于软件无线电技术,向着多频段、多模式的方向发展。针对目前无线电台的发展趋势,电台设计方案引入了软件无线电技术,直接从中频采样实现数字化解扩解调。在多频段多模式机载软件无线电台中,本人主要承担了系统中基带和主控数字信号处理模块,参与并承担电台系统总体联调,是系统联调骨干成员之一,在研发过程中,由于Xilinx 公司提供的FPGA 开发平台ISE 未升级前,缺少系统所需的大量IP-CORE,因此研制人员发挥创新精神,自行编程来完成所有工作,并取得了实用的效果。本论文主要介绍了多频段、多模式软件无线台项目的来源、国内外技术动态及软件无线电的基本概念;简要介绍了扩频理论基础;介绍了本系统具体的实施方案以及各模块、软件的工作流程图;并着重分析了系统跳频图案的组成以及碰撞概率的计算;给出了部件和整机的测试图形、数据;最后对本次项目最后调试阶段中出现的部分问题及其解决方法的总结,以及今后的工作作了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 前言
• 1.1 多频段多模式机载软件无线电台的研制背景
• 1.2 软件无线电概述
• 1.2.1 软件无线电的概念
• 1.2.2 软件无线电框架结构
• 1.2.3 软件无线电在扩跳频通信中的应用
• 1.2.4 在直接序列扩频系统中的应用
• 1.2.5 在跳频系统中的应用
• 1.3 本文的主要工作和论文结构
• 第二章 扩频通信技术
• 2.1 扩频通信技术的理论基础
• 2.1.1 伪随机编码基本理论
• 2.2 扩频通信技术的几种基本方式
• 2.3 扩频通信系统抗干扰分析
• 2.3.1 直扩通信系统抗部分频带干扰的性能分析
• 2.3.2 跳频系统的抗干扰性能分析
• 2.4 跳频/直接序列（FH/DS）混合的扩频系统
• 2.5 FH/DS DQPSK 混合扩频模式抗干扰容限的计算
• 2.6 跳频图案的设计
• 2.6.1 跳频图案的性能要求
• 2.6.2 电台跳频点数的计算
• 2.6.3 跳频图案的构造方法
• 2.6.4 m 序列的非线性变换
• 2.6.5 跳频通信地址编码的理论限制
• 第三章 系统方案
• 3.1 多频段多模式机载软件无线电台功能及技术要求
• 3.1.1 电台的主要功能
• 3.1.2 总体技术指标
• 3.1.3 关键技术
• 3.2 电台总体原理框图
• 3.2.1 电台常规通信（AM/FM）的工作原理
• 3.2.2 电台203h/s 的工作原理
• 3.2.3 电台 DS 和 FH/DS 方式的工作原理
• 3.3 电台模块划分
• 第四章 多频段、多模式软件无线电台主控及基带模块硬、软件实现
• 4.1 主控 DSP 及基带 DSP 处理模块主要功能原理框图
• 4.2 主控、基带 DSP 模块的主要任务
• 4.3 主控 DSP 的软件实现
• 4.3.1 主控 DSP 的程序主流程
• 4.3.2 主控 DSP 通话状态流程
• 4.4 基带处理 DSP 的软件实现
• 4.4.1 基带处理 DSP 主流程图
• 4.4.2 基带处理 DSP 发送流程图
• 4.4.3 基带处理 DSP 接收流程图
• 4.5 主控、基带模块 FPGA 部分的实现
• 4.5.1 FPGA 的顶层电路图
• 4.5.2 FPGA 内主要的功能模块
• 4.6 CPLD 主要的功能模块
• 4.7 数据传输的主要流程
• 第五章 FH/DS/DQPSK 跳频图案设计
• 5.1 频点的划分
• 5.2 同步头跳频图案的设计
• 5.3 同步头跳频图案汉明相关特性分析
• 5.4 正常跳频时宽间隔跳频图案的设计
• 5.5 正常跳频时跳频图案的性能分析
• 5.5.1 均匀性和随机性分析
• 5.5.2 汉明相关特性分析
• 5.6 组网工作时跳频图案性能分析
• 5.6.1 平均汉明相关的计算
• 5.6.2 碰撞概率的估算
• 5.6.3 总结
• 第六章 电台各模块部件测试及整机联调测试
• 6.1 部件的测试情况
• 6.1.1 频率合成器
• 6.1.2 数字调制器
• 6.1.3 数字相关器
• 6.2 整机联调的测试
• 第七章 总结
• 7.1 研制与调试过程中遇到的部分问题及其解决方法
• 7.2 本系统现阶段仍然存在的部分问题
• 7.3 本电台今后的改进方向和设想
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及在攻读硕士期间参加的科研活动及发表论文