VHF跳频电台的中频数字化处理模块的设计与实现

论文摘要

传统无线电收发系统硬件依赖性强、信号适应能力差,软件无线电技术的出现促进了收发机的革新。其基本思想是对射频进行采样,在高速DSP处理平台上加载不同的软件实现不同的功能。鉴于目前器件水平的限制,现阶段尚很难对射频直接采样,我们考虑在中频进行采样并使用通用芯片来完成中频模块的设计。本文研究了软件无线电收发系统数字中频模块的实现方案。首先从阐述软件无线电的理论基础入手,对信号采样、多速率信号处理、数字上/下变频、数字信号的调制/解调技术以及跳频通信基本原理进行了分析和探讨。然后提出了系统的实现方案,对系统的硬件电路进行了设计,并对数字上/下变频芯片各寄存器进行了配置。接着详述了系统的DSP软件程序设计步骤及开发流程,实现了迟入网同步方案设计,在完成了迟入网同步性能分析之后通过了调试,基本上满足军方要求。同时完成了DSP中RC5加解密算法和密钥拷贝功能的实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 软件无线电
• 1.1.1 软件无线电的概念
• 1.1.2 软件无线电的产生
• 1.1.3 软件无线电的特点
• 1.2 中频数字化
• 1.3 本文所作的工作
• 第二章 软件无线电理论简介
• 2.1 信号采样理论
• 2.1.1 基带采样理论——Nyquist采样定理
• 2.1.2 带通采样定理
• 2.2 多抽样率数字信号处理
• 2.2.1 整数倍抽取
• 2.2.2 整数倍内插
• 2.2.3 采样率变换的主要性质
• 2.2.4 抽取内插器的实时处理结构——多相滤波结构
• 2.2.5 简单整系数滤波器
• 2.2.6 半带滤波器
• 2.3 软件无线电中的数字信号正交变换
• 2.3.1 窄带信号的正交分解与模拟域实现
• 2.3.2 数字混频正交变换
• 第三章 跳频电台基本原理及相关信号处理
• 3.1 跳频通信概述
• 3.2 跳频电台基本原理
• 3.3 数字话音的处理
• 3.3.1 基带信号处理
• 3.3.2 信号处理流程
• 3.3.3 信号的调制解调
• 第四章 中频数字化处理模块的硬件设计
• 4.1 芯片选择及系统结构
• 4.2 高速A/D转换电路设计
• 4.2.1 AD9243 芯片简介
• 4.2.2 AD9243 外围接口设计
• 4.3 基带信号处理模块的设计
• 4.3.1 DSP芯片及TMS320VC33 的结构和特点
• 4.3.2 DSP在系统中的硬件连接
• 4.3.3 译码电路的设计
• 4.4 高速D/A转换电路的设计
• 4.4.1 AD9764 芯片简介
• 4.4.2 AD9764 外围接口设计
• 4.5 数字下变频器的参数设计
• 4.5.1 HSP502148芯片简介
• 4.5.2 HSP502148参数设置
• 4.6 数字上变频器的参数设计
• 4.6.1 HSP50215 芯片简介
• 4.6.2 HSP50215 参数设置
• 第五章 跳频系统中的软件设计
• 5.1 跳频迟入网功能的软件实现
• 5.1.1 跳频同步的分类
• 5.1.2 迟入网同步方案
• 5.1.3 迟入网同步流程
• 5.1.4 迟入网性能分析
• 5.2 RC5 加密解密算法在DSP中的实现
• 5.2.1 RC5 算法的参数
• 5.2.2 RC5 算法的字运算部件
• 5.2.3 RC5 算法
• 5.2.4 RC5 算法程序流程图
• 5.2.5 结论
• 5.3 电台密钥拷贝功能的实现
• 5.3.1 密钥概述
• 5.3.2 硬件连接
• 5.3.3 注钥帧数据结构
• 5.3.4 密钥拷贝功能实现流程
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果