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动态双频跳频通信电台整体结构及其协议的研究

作　者: 张凤娟
导　师: 盛利元
学　校: 中南大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: 动态双频跳频同步跳频电台分布式网络自适应跳频 SOPC
分类号: TN914.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

动态双频跳频通信系统具有高保密性、强抗干扰性和稳定性等性能,在现代军事通信领域具有重要的应用前景。本文在现有动态双频跳频同步方案及其跳频系统仿真研究成果的基础上,采用“自顶向下”的设计方法,进一步研究了动态双频跳频通信电台(简称跳频电台)的整体结构及其协议,为研制跳频电台样机解决了顶层设计以及部分底层模块化设计的接口问题。首先,从网络拓扑结构、跳频同步协议和系统性能三个方面详细阐述了动态双频跳频通信系统(由N部相同通信权限的跳频电台按分布式网络拓扑结构组成)的相关理论。其次,基于动态双频跳频通信系统的基本特点,重点研究了跳频电台的整体结构和相关的数据协议。跳频电台顶层结构采用基于Nios II的SOPC系统开发平台搭建,由Nios II CPU完成跳频电台内各子系统(跳频码发生器、频率控制字ROM、直接数字频率合成器、发射端模块和接收端模块五大功能模块)的同步控制,实现N+2个信号接收处理通道和3个信号发射处理通道的多工工作模式的协同跳变工作。在跳频电台顶层结构设计的基础上进一步研究了每个子系统的功能、同步工作原理、内部结构和外部接口等关键技术。最后,基于FPGA设计了部分模块或单元(DDS、BPSK调制解调和接收端模块中的并行状态检测单元),功能仿真调试表明：有关的结构及协议设计是合理的可实现的。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
1 绪论  8-15
  1.1 跳频通信的发展现状  8-14
    1.1.1 传统跳频通信  9-11
    1.1.2 分布式跳频通信  11-12
    1.1.3 动态双频跳频通信  12-13
    1.1.4 跳频通信的发展方向  13-14
  1.2 论文的研究内容及结构安排  14-15
2 动态双频跳频通信系统  15-28
  2.1 传统跳频通信系统简介  15-19
    2.1.1 基本原理  15-16
    2.1.2 数学模型  16-17
    2.1.3 主要技术指标  17-18
    2.1.4 关键技术  18-19
  2.2 动态双频跳频通信系统模型  19-27
    2.2.1 拓扑结构  20-21
    2.2.2 同步协议  21-26
    2.2.3 系统性能  26-27
  2.3 本章小结  27-28
3 双频跳频电台整体结构设计  28-52
  3.1 电台整体结构及其数据协议  28-37
    3.1.1 数据总线及各模块接口  29-30
    3.1.2 工作原理  30-35
    3.1.3 CPU  35-37
  3.2 几个主要的二级模块及其数据协议  37-51
    3.2.1 跳频码发生器  37-40
    3.2.2 频率控制字ROM  40-42
    3.2.3 直接数字频率合成器  42-43
    3.2.4 发射端模块  43-46
    3.2.5 接收端模块  46-51
  3.3 本章小结  51-52
4 部分模块或单元的FPGA设计与仿真调试  52-60
  4.1 DDS的FPGA设计与仿真  52-55
    4.1.1 DDS的FPGA设计  52-54
    4.1.2 仿真结果  54-55
  4.2 BPSK调制解调的FPGA设计与仿真  55-58
    4.2.1 BPSK非相干解调原理  55-56
    4.2.2 BPSK调制解调的DSP Builder建模  56-57
    4.2.3 仿真结果  57-58
  4.3 并行状态检测单元的FPGA设计与仿真  58-59
    4.3.1 并行状态检测单元的FPGA设计  58-59
    4.3.2 仿真结果  59
  4.4 本章小结  59-60
5 结论与展望  60-62
  5.1 论文结论  60
  5.2 课题展望  60-62
参考文献  62-67
攻读学位期间主要的研究成果  67-68
致谢  68

动态双频跳频通信电台整体结构及其协议的研究

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