本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的快跳頻系統(tǒng)模塊的設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：快跳頻通信系統(tǒng)具有良好的抗干擾、抗衰落、保密性強等優(yōu)勢,而被廣泛應(yīng)用在軍用通信、民用通信領(lǐng)域。因此,該系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景。本文深入研究了快跳頻通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),并且采用數(shù)字基帶平臺完成了系統(tǒng)各個模塊的設(shè)計與實現(xiàn),具有很高的實用價值。本文首先分析了快跳頻通信系統(tǒng)的發(fā)展概況、研究現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨勢。隨后詳細說明了該技術(shù)的理論基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù),包括頻率合成器技術(shù)、跳頻序列、跳頻同步技術(shù)。說明了同步不確定性的來源。其次,深入研究了快速跳頻通信系統(tǒng)的主要技術(shù)難點,分別是快速的跳頻圖案同步技術(shù)和高精準的跳變頻率合成器,它們決定了整個系統(tǒng)性能的好壞。跳頻圖案包括捕獲、跟蹤兩部分,本文提出了一種改進捕獲算法,并與兩種經(jīng)典捕獲技術(shù)進行性能比較;分析了兩種不同的跟蹤技術(shù)——包絡(luò)相關(guān)同步回路、早遲門能量比較回路;研究了直接頻率合成器技術(shù)的雜散性能,說明了專用DDS芯片的優(yōu)越性。除此之外,為了整個系統(tǒng)的實現(xiàn),本文詳細介紹了FSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)、分集合并技術(shù)及位同步實現(xiàn)技術(shù)。最后,介紹了整個系統(tǒng)的調(diào)試環(huán)境,設(shè)計了快速跳頻系統(tǒng)的實現(xiàn)方案和系統(tǒng)性能參數(shù),闡述了各個模塊的處理流程和實現(xiàn)方式,并在ISE軟件平臺實現(xiàn)了快速出局捕獲方式的捕獲模塊、早遲門能量比較法的跟蹤模塊、包絡(luò)檢波方式的解調(diào)模塊、線性合并方式的分集合并模塊、過零檢測法的解調(diào)模塊。采用Chipscope、示波器、頻譜儀等工具驗證驗證了各個模塊的正確性。完成了FSK快速跳頻通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：快跳頻通信 跳頻同步 FSK FPGA
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN914.41;TN791
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-13
• 1.1 課題背景及研究意義8-9
• 1.2 跳頻通信的發(fā)展概況9-11
• 1.3 跳頻通信的發(fā)展趨勢11-12
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排12-13
• 第2章 快跳頻通信系統(tǒng)的基本理論13-26
• 2.1 快跳頻通信系統(tǒng)概述13-18
• 2.1.1 快跳頻通信理論基礎(chǔ)13-14
• 2.1.2 快跳頻系統(tǒng)的基本原理14-16
• 2.1.3 快跳頻系統(tǒng)的數(shù)學模型16-17
• 2.1.4 快跳頻系統(tǒng)的基本特點17-18
• 2.2 快跳頻系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)18-22
• 2.2.1 頻率合成技術(shù)18-20
• 2.2.2 跳頻序列技術(shù)20-21
• 2.2.3 跳頻同步技術(shù)21-22
• 2.3 快跳頻系統(tǒng)的同步技術(shù)22-25
• 2.3.1 跳頻同步的不確定性來源22-23
• 2.3.2 跳頻圖案同步技術(shù)23-24
• 2.3.3 載波同步技術(shù)24
• 2.3.4 位同步技術(shù)24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 快跳頻通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究26-45
• 3.1 同步捕獲技術(shù)26-31
• 3.1.1 串行捕獲技術(shù)26-27
• 3.1.2 并行捕獲技術(shù)27-28
• 3.1.3 快速出局式捕獲技術(shù)28
• 3.1.4 三種捕獲技術(shù)性能比較28-31
• 3.2 同步跟蹤技術(shù)31-36
• 3.2.1 包絡(luò)相關(guān)同步跟蹤回路31-34
• 3.2.2 早遲門能量算法34-36
• 3.3 直接數(shù)字頻率合成技術(shù)性能36-40
• 3.4 FSK鏈路調(diào)制解調(diào)技術(shù)40-43
• 3.5 分集合并技術(shù)43-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第4章 快跳頻通信系統(tǒng)模塊的設(shè)計與實現(xiàn)45-65
• 4.1 系統(tǒng)整體方案設(shè)計45-46
• 4.2 系統(tǒng)具體參數(shù)設(shè)計46-47
• 4.3 系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試結(jié)構(gòu)47-49
• 4.4 發(fā)射機模塊的設(shè)計與實現(xiàn)49-53
• 4.4.1 2FSK調(diào)制模塊49-50
• 4.4.2 跳頻器模塊50-52
• 4.4.3 混頻模塊52-53
• 4.5 接收機模塊的設(shè)計與實現(xiàn)53-63
• 4.5.1 快跳頻同步捕獲模塊53-55
• 4.5.2 快跳頻同步跟蹤模塊55-58
• 4.5.3 非相干解調(diào)模塊58-60
• 4.5.4 分集合并模塊60-61
• 4.5.5 位同步模塊61-63
• 4.5.6 判決模塊63
• 4.6 基帶開發(fā)板資源消耗分析63-64
• 4.7 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻66-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文71-72
• 致謝72-73
• 附件73

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本文編號：655390