基于FPGA的快跳频系统模块的设计与实现

摘要

快跳频通信系统具有良好的抗干扰、抗衰落、保密性强等优势，而被广泛应用在军用通信、民用通信领域。因此，该系统具有广阔的发展前景。本文深入研究了快跳频通信系统的关键技术，并且采用数字基带平台完成了系统各个模块的设计与实现，具有很高的实用价值。
　　本文首先分析了快跳频通信系统的发展概况、研究现状以及未来发展趋势。随后详细说明了该技术的理论基础和关键技术，包括频率合成器技术、跳频序列、跳频同步技术。说明了同步不确定性的来源。
　　其次，深入研究了快速跳频通信系统的主要技术难点，分别是快速的跳频图案同步技术和高精准的跳变频率合成器，它们决定了整个系统性能的好坏。跳频图案包括捕获、跟踪两部分，本文提出了一种改进捕获算法，并与两种经典捕获技术进行性能比较；分析了两种不同的跟踪技术——包络相关同步回路、早迟门能量比较回路；研究了直接频率合成器技术的杂散性能，说明了专用DDS芯片的优越性。除此之外，为了整个系统的实现，本文详细介绍了FSK调制解调技术、分集合并技术及位同步实现技术。
　　最后，介绍了整个系统的调试环境，设计了快速跳频系统的实现方案和系统性能参数，阐述了各个模块的处理流程和实现方式，并在ISE软件平台实现了快速出局捕获方式的捕获模块、早迟门能量比较法的跟踪模块、包络检波方式的解调模块、线性合并方式的分集合并模块、过零检测法的解调模块。采用Chipscope、示波器、频谱仪等工具验证验证了各个模块的正确性。完成了FSK快速跳频通信系统的设计与实现。

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第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 跳频通信的发展概况

1.3 跳频通信的发展趋势

1.4 本文的结构安排

第2章 快跳频通信系统的基本理论

2.1 快跳频通信系统概述

2.2 快跳频系统的关键技术

2.3 快跳频系统的同步技术

2.4 本章小结

第3章 快跳频通信系统关键技术研究

3.1 同步捕获技术

3.2 同步跟踪技术

3.3 直接数字频率合成技术性能

3.4 FSK链路调制解调技术

3.5 分集合并技术

3.6 本章小结

第4章 快跳频通信系统模块的设计与实现

4.1 系统整体方案设计

4.2 系统具体参数设计

4.3 系统开发调试结构

4.4 发射机模块的设计与实现

4.5 接收机模块的设计与实现

4.6 基带开发板资源消耗分析

4.7 本章小结

结论

参考文献

声明

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢

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