短波快速选频与建链系统中通信模块设计与实现

摘要

作为现代无线通信的一种重要通信技术，短波通信因使用方式灵活、通信距离远等优点被广泛的应用在日常生活中。尤其是第三代短波通信标准的提出，短波通信的研究热情进一步被激发。但是短波通信也具有其自身的缺点，由于短波通信主要是依赖于电离层来实现远距离通信的，而短波经过电离层时会发生各种意想不到的变化，并且电离层的特性也会随着时间的变化而变化，电离层恶劣的信道环境给短波通信带来了一定的困难，因此设计一个有效的信道探测系统显得十分必要。
　　首先，论文给出了一种快速选频与建链系统，该系统能够在一个时隙内接收30个信道的数据，有效的缩短了选频与建链时间。本文设计了以“TMS320C6455+FPGA”为核心的信号处理模块，主要讨论了该系统硬件平台各个模块的设计，重点介绍了网口模块的连接方式以及这种硬件连接正确性的验证、DDR2的硬件设计以及异步串口与DSP的连接方案。
　　其次，介绍了快速选频与建链系统的框架以及选频过程中两个重要的通信阶段：盲扫描阶段和定频通信阶段，并给出了整个系统的流程图。随后具体介绍了通信模块的软件设计与实现，主要包括系统所使用的DSP/BIOS系统的配置、NDK网络开发套件在系统中的使用方式、程序的主要线程设计方案以及带DSP/BIOS系统的程序加载方案设计，并测试验证了系统设计的正确性。
　　最后，基于快速选频与建链系统，对实验室已有的数据传输系统进行了改进，设计了新的短波宽带数据传输协议。当系统没用数据需要传输时，系统并不结束数据的发送而是采用发送空白符的方式保持持续的通信，这样上位机一旦有数据就能立即发送，提高了传输数据的实时性。上位机每来一次数据，该协议并不重新打包，除了第一次需要一个包头外，后面来的数据直接存入发送缓冲区。上传过程也是如此，这使得数据传输更加简化，降低了交互数据的冗余度，提高了系统通信的效率。随后对系统做了互联测试，验证了设计的正确性。

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第一章 绪论

1.1短波通信简介

1.2短波信道特性

1.3自动链路建立

1.4主要内容和各章节安排

第二章 系统硬件模块设计

2.1系统硬件架构图

2.2 DSP模块的设计

2.3网口模块的设计

2.4外部存储器模块设计

2.5 FLASH烧写模块设计

2.6异步串口模块设计

2.7小结

第三章 系统软件模块设计与实现

3.1短波快速选频与建链通信系统介绍

3.2快速选频与建链系统工作流程

3.3系统通信模块软件设计与实现

3.4程序自动加载方案设计

3.5软件系统验证

3.6小结

第四章 短波宽带数据传输协议设计与实现

4.1短波宽带数据通信协议概述

4.2短波宽带数据发送和同步接收

4.3数据终端传输协议设计

4.4软件系统验证

4.5小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

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