本文關(guān)鍵詞：空地動態(tài)多節(jié)點全向數(shù)據(jù)鏈關(guān)鍵技術(shù)研究與驗證

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【摘要】：空地動態(tài)多節(jié)點全向數(shù)據(jù)鏈是滿足空地多節(jié)點間信息分發(fā)、事態(tài)感知的分布式通信系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)據(jù)鏈提供的動態(tài)組網(wǎng)、精確時間同步、數(shù)據(jù)傳輸功能,節(jié)點完成快速反應(yīng)和協(xié)同信號處理等業(yè)務(wù)。全文以空地平臺間高動態(tài)、高帶寬、遠距離和低延時的信息傳輸為設(shè)計目標,主要做了如下工作:第一,需求分析與物理層傳輸方案設(shè)計。研究了空地動態(tài)多節(jié)點全向數(shù)據(jù)鏈在應(yīng)用場景、工作模式、傳輸性能等方面的功能需求和性能指標。設(shè)計了數(shù)據(jù)傳輸通道,業(yè)務(wù)速率支持6Mbps,點對點誤比特率低于610-量級;設(shè)計了節(jié)點發(fā)現(xiàn)通道,業(yè)務(wù)速率支持500kbps,節(jié)點間100km下誤比特率低于610-量級。第二,物理層關(guān)鍵技術(shù)論證。針對AD/DA采樣率高于硬件平臺本振時鐘頻率的問題,設(shè)計出了一種基于多相濾波器結(jié)構(gòu)的多相數(shù)字采樣的實現(xiàn)方式,最終利用四相250Msps采樣率信號合成1000Msps采樣率信號;針對全局時間捕獲精度受硬件平臺本振時鐘頻率限制,設(shè)計出一種多相匹配濾波相關(guān)的實現(xiàn)方法,在250MHz的本振時鐘頻率下全局時間捕獲精度可以達到1ns。第三,方案實現(xiàn)與性能測試。采用Xilinx公司FPGA構(gòu)建硬件平臺,分別實現(xiàn)了信號發(fā)射端和信號接收端的關(guān)鍵技術(shù),然后通過節(jié)點發(fā)現(xiàn)與快速入網(wǎng)測試驗證節(jié)點入網(wǎng)時間低于5s、全局時間同步精度低于4ns;通過點對點誤比特率測試和空地遠距離下多節(jié)點業(yè)務(wù)傳輸測試驗證節(jié)點傳輸誤比特率低于10-6量級,滿足設(shè)計要求。本文設(shè)計出的數(shù)據(jù)傳輸方案和高精度時間捕獲技術(shù)可以應(yīng)用于多節(jié)點協(xié)同處理數(shù)據(jù)鏈中,具有工程實際意義。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)據(jù)鏈 多相濾波器 全局時間捕獲 物理層
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN919.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 縮略詞表14-15
• 主要數(shù)學符號表15-16
• 第一章 緒論16-19
• 1.1 研究背景16-17
• 1.2 研究意義17
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)及內(nèi)容安排17-19
• 第二章 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢19-30
• 2.1 引言19
• 2.2 國內(nèi)外戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢19-28
• 2.2.1 美軍戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈發(fā)展現(xiàn)狀19-25
• 2.2.2 俄羅斯戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈發(fā)展現(xiàn)狀25-26
• 2.2.3 國內(nèi)戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈發(fā)展現(xiàn)狀26-27
• 2.2.4 數(shù)據(jù)鏈發(fā)展趨勢27-28
• 2.3 全向數(shù)據(jù)鏈關(guān)鍵技術(shù)28-29
• 2.3.1 多節(jié)點全向無縫快速組網(wǎng)28
• 2.3.2 高速低時延數(shù)據(jù)傳輸28-29
• 2.3.3 鏈路抗干擾技術(shù)29
• 2.3.4 全局高精度時間同步29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 空地動態(tài)多節(jié)點全向數(shù)據(jù)鏈需求與分析30-41
• 3.1 引言30
• 3.2 空地多節(jié)點全向數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)30
• 3.3 空地多節(jié)點全向數(shù)據(jù)鏈面臨的問題30-31
• 3.4 本課題主要功能需求與分析31-33
• 3.4.1 應(yīng)用場景分析31-32
• 3.4.2 工作模式分析32-33
• 3.4.3 鏈路狀態(tài)實時監(jiān)控與上報分析33
• 3.5 本課題主要性能指標與分析33-40
• 3.5.1 傳輸性能分析34-39
• 3.5.2 全局時間同步精度分析39-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第四章 空地動態(tài)多節(jié)點全向數(shù)據(jù)鏈關(guān)鍵技術(shù)方案設(shè)計41-67
• 4.1 引言41
• 4.2 物理層總體方案設(shè)計分析41-42
• 4.3 傳輸格式選擇42-43
• 4.3.1 CRC校驗42
• 4.3.2 信道編譯碼方式42
• 4.3.3 擴頻序列長度42-43
• 4.4 幀格式與組幀流程43-45
• 4.5 物理層關(guān)鍵技術(shù)45-63
• 4.5.1 多相數(shù)字濾波45-52
• 4.5.2 多相DDS結(jié)構(gòu)52-54
• 4.5.3 碼片級時間同步54-61
• 4.5.4 高精度時間捕獲61-63
• 4.6 物理層基本流程63-66
• 4.6.1 節(jié)點發(fā)現(xiàn)流程設(shè)計63-64
• 4.6.2 節(jié)點入退網(wǎng)流程設(shè)計64-66
• 4.7 本章小結(jié)66-67
• 第五章 空地動態(tài)多節(jié)點全向數(shù)據(jù)鏈關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)67-80
• 5.1 引言67
• 5.2 軟件實現(xiàn)平臺67-69
• 5.3 總體設(shè)計框架69-70
• 5.4 信號發(fā)射端總體設(shè)計70-75
• 5.4.1 數(shù)字上采樣71-75
• 5.4.2 多相DDS75
• 5.5 信號接收端總體實現(xiàn)75-78
• 5.5.1 碼片級時間同步77
• 5.5.2 高精度時間捕獲77-78
• 5.6 資源消耗78-79
• 5.7 本章小結(jié)79-80
• 第六章 方案測試與性能分析80-89
• 6.1 引言80
• 6.2 測試平臺介紹80-81
• 6.3 節(jié)點發(fā)現(xiàn)與快速入網(wǎng)測試81-84
• 6.3.1 測試場景81
• 6.3.2 測試方法81
• 6.3.3 測試結(jié)果及性能分析81-84
• 6.4 點對點誤比特率測試84-85
• 6.4.1 測試場景84
• 6.4.2 測試方法84
• 6.4.3 測試結(jié)果及性能分析84-85
• 6.5 空地遠距離多節(jié)點業(yè)務(wù)傳輸測試85-88
• 6.5.1 測試環(huán)境85-86
• 6.5.2 測試方法86
• 6.5.3 測試結(jié)果及性能分析86-88
• 6.6 本章小結(jié)88-89
• 第七章 結(jié)束語89-91
• 7.1 本文總結(jié)及主要貢獻89
• 7.2 下一步工作建議89-91
• 致謝91-92
• 參考文獻92-94
• 個人簡歷94-95
• 攻讀碩士學位期間的研究成果95-96
• 學位論文評審后修改說明表逡逑96-97
• 學位論文答辯后勘誤修打說明表逡逑97-98

【參考文獻】

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本文編號：751352