基于软件无线电的跳频电台调制解调设计

论文摘要

随着通信技术的发展,军事通信对无线电台的高速数据传输能力和综合抗干扰能力提出了越来越高的要求。而超短波跳频通信作为一种抗干扰、抗截获、抗侦测的安全传输方式已经广泛应用在各种军事无线通信领域。同时各军种之间相互通信和联合作战要求有一个开放式、标准化的软、硬件平台结构,所以软件无线电的思想被广泛应用。本文将软件无线电和跳频通信技术相结合,提出了基于软件无线电思想的跳频超短波电台数字调制解调方案。该方案主要采用FPGA+DDS的硬件电路方式实现电台的调制解调：电台发射时,采用GMSK调制,FPGA内部直接将基带信号上变频到射频,用FPGA控制DDS芯片产生模拟射频已调波形,后接滤波和放大即可送到天线端；电台接收时,FPGA首先控制DDS产生跳频频率合成器,作为电台信道中放板下变频的本振信号,接着A/D采样二中频信号,在FPGA内部实现数字下变频,解调等功能。本方案已应用在新型超短波跳频电台上,通过对电台的测试验证了本方案能够满足需求,性能达到预期的设计目标。实践证明该方案简易可行,具有一定的应用和参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题的提出和研究的意义
• 1.2 软件无线电的概念及现状
• 1.3 军用超短波跳频电台的现状及发展
• 1.4 本文的研究工作和章节安排
• 第二章 频率合成器的理论分析与工作原理
• 2.1 频率合成器的介绍
• 2.2 直接式频率合成DS
• 2.3 锁相环PLL
• 2.3.1 锁相环的原理和基本组成
• 2.3.2 锁相环路的工作过程
• 2.4 直接数字频率合成DDS
• 2.4.1 直接数字合成的组成
• 2.4.2 直接数字合成的原理
• 2.4.3 直接数字合成的噪声
• 2.4.4 DDS技术的应用
• 2.5 快速跳频频率合成器常用实现方案
• 第三章 数字调制解调的方案设计以及电路实现
• 3.1 总体方案设计
• 3.2 XC3SD1800A芯片介绍
• 3.3 DDS芯片AD9954的原理与应用
• 3.3.1 引脚说明
• 3.3.2 串口操作
• 3.3.3 DDS的性能表现
• 3.4 ADF4360-8芯片介绍及工作原理
• 3.4.1 工作原理
• 3.5 方案的硬件设计实现
• 3.5.1 原理图设计
• 3.5.2 PCB布局和布线
• 第四章 调制解调的原理与实现
• 4.1 GMSK调制基本原理
• 4.1.2 几种常用的调制方式
• 4.2 GMSK解调
• 4.2.1 解调基本原理
• 4.2.2 相干解调与非相干差分解调之间的比较
• 4.3 电台调制的FPGA实现
• 第五章 数字下变频的实现方法
• 5.1 中频数字化结构
• 5.2 信号解调的通用模型
• 5.3 电台的数字下变频与解调的FPGA实现
• 第六章 工作总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献