基于软件无线电的跳频通信关键技术研究

论文摘要

跳频通信是一种扩频通信技术,能够有效地扩展频谱,提高通信系统抗干扰、抗衰落的能力,在军用、民用通信领域中都得到了广泛的应用。本文对高速跳频通信系统进行了深入研究,完成了系统设计以及基带部分的设计和实现。在系统设计方面,通过多种调制技术的性能比较,选择了GMSK(高斯最小移频键控)调制方式,并且根据系统需求提出了一种基于DSP与DDS技术的GMSK调制方法。在基带设计方面,对跳频器设计、跳频序列设计、跳频序列码分多址组网、跳频同步等跳频通信系统关键技术做了深入研究,采用了DDS作为跳频器,walsh码作为扩频序列,采用了软件无线电思想,在软件无线电硬件平台上,实现了1000hps、203hps等多种跳频速率的跳频基带信号发射部分设计。此外,分析了混沌跳频序列的原理和性能,在此基础上提出了一种跳频组网同步设计方案,并对其同步与组网的性能进行了仿真分析,验证了方案的可靠性与优越性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要工作及章节安排
• 第二章 软件无线电与跳频通信技术概述
• 2.1 关于软件无线电技术
• 2.1.1 软件无线电的定义
• 2.1.2 软件无线电的结构
• 2.1.3 一种软件无线电平台模型
• 2.2 关于跳频通信技术
• 2.2.1 跳频通信系统基本原理
• 2.2.2 跳频通信系统的主要特点
• 2.2.3 跳频通信系统的关键技术
• 2.3 小结
• 第三章 跳频通信系统中的数字调制技术
• 3.1 FSK 调制
• 3.1.1 FSK 信号的时域表示
• 3.1.2 FSK 信号的功率谱及其误码性能
• 3.2 MSK 调制
• 3.2.1 MSK 信号的时域表示
• 3.2.2 MSK 信号的功率谱及其误码性能
• 3.3 GMSK 调制
• 3.3.1 GMSK 调制的一般原理
• 3.3.2 GMSK 信号的时域表示
• 3.3.3 GMSK 的性能
• 3.4 FSK、MSK、GMSK 性能比较
• 3.4.1 MSK、GMSK 相位分析
• 3.4.2 FSK、MSK、GMSK 信号功率谱
• 3.4.3 结论分析
• 3.5 基于DDS 和DSP 的GMSK 调制算法
• 3.6 小结
• 第四章 基于DDS 的GMSK 跳频调制信号实现
• 4.1 DDS 芯片AD9857 模块
• 4.1.1 DDS 技术的工作原理
• 4.1.2 方案中AD9857 的使用
• 4.1.3 AD9857 的控制寄存器配置
• 4.1.4 输出电路接口的设计
• 4.2 CPLD 模块
• 4.2.1 CPLD 模块的逻辑功能描述
• 4.2.2 CPLD 逻辑模块的编程实体模型
• 4.2.3 CPLD 程序流程图
• 4.2.4 CPLD 的使能信号产生
• 4.3 DSP 模块
• 4.3.1 DSP 的功能
• 4.3.2 GMSK 调制算法
• 4.3.3 DSP 算法流程图
• 4.4 信号、频谱图及分析
• 4.4.1 跳频信号工作参数
• 4.4.2 单频GMSK 波形
• 4.4.3 跳频GMSK 调制信号图
• 4.4.4 跳频GMSK 信号的解调
• 4.4.5 跳频GMSK 信号的频谱图
• 4.5 小结
• 第五章 应用混沌序列的跳频同步组网
• 5.1 跳频序列设计
• 5.1.1 跳频序列的汉明相关性
• 5.1.2 m 序列
• 5.1.3 混沌序列
• 5.1.4 混沌序列与m 序列的比较
• 5.1.5 跳频序列设计和TOD
• 5.2 应用混沌序列跳频同步组网设计
• 5.2.1 初始同步组网设计
• 5.2.2 初始同步组网的性能分析
• 5.2.3 迟入网同步及同步保持设计
• 5.2.4 初始同步后的混沌序列码分多址通信
• 5.3 小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间的研究成果