跳频通信系统解跳设计的研究

摘要

跳频通信技术具有优良的抗干扰性能和多址组网性能，使得它在军事通信和民用移动通信中得到广泛的应用，如GSM、HomeRF(家庭射频)和Bluetooth(蓝牙)中都应用了跳频技术。 跳频通信是扩频通信的一种，文章首先从理论上对它进行了分析，证明跳频通信的可行性和实用性，并给出跳频通信系统的特点，即拥有三个核心部分：跳频序列发生器、频率合成器和跳频同步器。通过对跳频通信系统的研究，根据数据调制的不同给出了两种的跳频通信系统框图，并介绍了其中跳频图案的产生及应用特点。 接着介绍了跳频频率合成器实现的三种常用方法，其中重点说明采用了∑△调制技术的小数分频锁相频率合成器的原理和特点，并仿真分析了实际采用这种∑△调制技术的小数分频锁相频率合成器的性能。跳频频率合成器的设计还需合适的跳频序列和它配合才能体现跳频抗干扰的优势，所以又对这种跳频序列的特点进行了简单的叙述。 除此之外，跳频通信系统还有一个核心技术就是跳频同步的设计，也是解跳的关键，在此介绍了多种同步技术的实现方法和优缺点，其中详细讨论了自同步法的同步和同步字头法的同步。无论哪种同步都要经过同步捕获、识别和跟踪。通过对同步的分析，提出了一种采用测量脉宽的数字锁相自同步法的同步方法。 最后，通过以上理论研究设计出了采用∑△小数分频锁相频率合成器，M序列和自同步法的跳频解跳系统，其中单片集成无线收发射频芯片ADF7020-1实现了无线通道和∑△小数分频锁相频率合成器，高性能的单片机加上CPLD的配合实现了跳频同步的捕获、识别和跟踪。其中单片机采用ATEML，公司的ATmega88，实现了智能控制和处理；CPLD采用ALTERA公司的EPM3128，由于硬件的并行操作，易实现快速跳频置数和同步处理，实验证明此解跳系统在跳频系统中的优良性能，并在文中给出了部分电路和最终实验结果。

目录

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第1章绪论

1.1课题研究背景和意义

1.1.1跳频通信的理论基础

1.1.2跳频通信系统的构成

1.1.3跳频通信的主要特点

1.1.4课题研究的意义

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要内容和组织结构

第2章跳频频率合成器

2.1跳频频率合成方法

2.2锁相频率合成法

2.3∑△小数分频锁相频率合成器

2.3.1小数分频锁相频率合成器

2.3.2∑△调制器原理及结构的分析

2.3.3∑△调制的噪声整形原理

2.4跳频频率合成器的设计与仿真

第3章跳频序列发生器

3.1跳频序列的作用

3.2跳频序列的汉明相关

3.3跳频序列与TOD

3.4跳频序列发生器的一般要求

3.5 m序列和M序列的产生及实现

第4章跳频同步

4.1跳频同步概述

4.1.1跳频同步的要求

4.1.2同步信息捕获的分析

4.1.3同步信息跟踪的分析

4.2跳频同步的方法

4.2.1同步方法的类型

4.2.2同步方法的比较

4.2.3同步方法的应用

4.3自同步法的分析

4.3.1等待搜索式自同步法

4.3.2快速扫描式自同步法

4.4同步字头法的分析

4.4.1同步信息与同步频率

4.4.2同步过程

4.5脉宽数字锁相自同步法的设计

第5章跳频解跳系统的设计与实现

5.1系统设计

5.2 ADF7020-1的设计

5.3跳频同步的设计与实现

5.4跳频解跳的实验结果

第6章总结与展望

6.1本文的主要工作

6.2工作展望

参考文献

致 谢

附录