【摘要】：軍用戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈數(shù)據(jù)無線傳輸過程中,對保密性要求較高,其通信方式應(yīng)具有較強的抗干擾性和抗截獲能力。跳頻通信系統(tǒng)具有良好的保密性、抗干擾和抗截獲能力,因此選擇跳頻通信作為軍用戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)耐ㄐ欧桨?同步技術(shù)是跳頻通信中關(guān)鍵技術(shù)之一。本文基于課題的各項指標(biāo)要求設(shè)計了跳頻通信系統(tǒng)的同步方案并進(jìn)行FPGA實現(xiàn)。本文通過對課題中軍用戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈通信的指標(biāo)解讀,基于通信過程中收發(fā)雙方時鐘同源且無多普勒頻偏的情況,設(shè)計了一套包括幀同步、位同步和跳頻圖案同步的跳頻同步方案,該同步方案結(jié)構(gòu)簡單且滿足軍用戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)。其中,幀同步設(shè)計分為幀粗檢測和幀精確同步,首先利用能量檢測法,實現(xiàn)每幀數(shù)據(jù)的粗同步,滑動窗口內(nèi)的能量累加運算采用延時和累加操作,方法簡單可行并降低了資源消耗。然后在位同步的基礎(chǔ)上利用狀態(tài)機思想對碼元數(shù)據(jù)進(jìn)行幀同步序列的精確同步,在幀精確同步硬件實現(xiàn)過程中,將搜索態(tài)設(shè)置為持續(xù)對幀同步序列進(jìn)行搜索,直至幀同步成功,該方法避免了幀同步序列的漏檢,提高了戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈通信質(zhì)量;位同步實現(xiàn)碼元的定時同步,在位同步方案設(shè)計中,采用數(shù)字鎖相法,該方法提取的位同步信號精確度高且誤差小;跳頻圖案同步實現(xiàn)載波的頻率和跳變時間上的同步,為增強通信過程的抗干擾能力,跳頻圖案同步采用匹配濾波器同步法來實現(xiàn),并具有建立同步時間短的優(yōu)點。本文對方案中幀同步、位同步和跳頻圖案同步進(jìn)行FPGA實現(xiàn)。使用Verilog HDL硬件描述語言在Xilinx公司的ISE 14.7軟件上采用自頂向下的方法實現(xiàn)跳頻同步系統(tǒng)的編程,然后采用Mentor公司的ModelSim SE軟件進(jìn)行仿真驗證。通過分析仿真結(jié)果,該同步方案的設(shè)計達(dá)到了預(yù)期的效果,能夠在短時間內(nèi)建立同步并具有結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點,最后加入基帶系統(tǒng)進(jìn)行硬件測試,結(jié)果符合項目指標(biāo)要求,具有一定的應(yīng)用價值和參考價值。
【圖文】：

圖２－３跳頻圖案［ｕ］步示意圖逡逑載波同步主要是解決當(dāng)發(fā)送端和接收端有相對快速移動產(chǎn)生的多普勒效對速率很高的情況下，載波頻偏不容忽視。由于課題指定測試環(huán)境為收發(fā)鐘同源且無多普勒偏移，所以無需做載波同步，并且即使有些許頻偏，系ＧＭＳＫ邋（Ｇａｕｓｓｉａｎ邋Ｍｉｎｉｍｕｍ邋Ｓｈｉｆｔ邋Ｋｅｙｉｎｇ，高斯最小頻移鍵控）調(diào)制和一分檢測的方法，在解調(diào)過程中將產(chǎn)生的本地載波和接收信號相差一個相位比特差分檢測后也可以消掉載波頻偏。所以在同步方案設(shè)計時不考慮載波問題，以下方案設(shè)計也都是基于收發(fā)雙方時鐘同源且無多普勒偏移的條件的。逡逑２．３跳頻通信技術(shù)指標(biāo)逡逑課題以軍用戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈為應(yīng)用背景，跳頻通信系統(tǒng)主要用于戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的�？菇孬@無線傳輸，主要參數(shù)及概念如下：逡逑（１）跳頻通信系統(tǒng)的帶寬指系統(tǒng)載波跳變的頻率范圍寬度［：ｗ＾。跳頻統(tǒng)跳變的帶寬范圍越大，其抗偵查性越強，所以應(yīng)當(dāng)盡可能在整

邐時間ｔ邐時間ｔ逡逑圖２－３跳頻圖案［ｕ］步示意圖逡逑載波同步主要是解決當(dāng)發(fā)送端和接收端有相對快速移動產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)，逡逑相對速率很高的情況下，，載波頻偏不容忽視。由于課題指定測試環(huán)境為收發(fā)雙方逡逑時鐘同源且無多普勒偏移，所以無需做載波同步，并且即使有些許頻偏，系統(tǒng)使逡逑用ＧＭＳＫ邋（Ｇａｕｓｓｉａｎ邋Ｍｉｎｉｍｕｍ邋Ｓｈｉｆｔ邋Ｋｅｙｉｎｇ，高斯最小頻移鍵控）調(diào)制和一比特逡逑差分檢測的方法，在解調(diào)過程中將產(chǎn)生的本地載波和接收信號相差一個相位％邋，逡逑一比特差分檢測后也可以消掉載波頻偏。所以在同步方案設(shè)計時不考慮載波頻偏逡逑的問題，以下方案設(shè)計也都是基于收發(fā)雙方時鐘同源且無多普勒偏移的條件下進(jìn)逡逑行的。逡逑２．２．３跳頻通信技術(shù)指標(biāo)逡逑課題以軍用戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈為應(yīng)用背景，跳頻通信系統(tǒng)主要用于戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的保密數(shù)逡逑據(jù)抗截獲無線傳輸
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN914.41

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本文編號：2589328