高速跳频系统中数字基带信号处理器的设计与实现

摘要

跳频通信系统作为扩频通信技术中的一种重要类型,以其优良的保密性能和出色的抗干扰能力,在军用和民用领域均得到高度重视和广泛应用。基带处理器作为跳频通信系统的重要组成部分,其性能直接决定整个通信系统的好坏。近年来,随着高分辨率数模转换器和高速数字信号处理器件的不断涌现,及软件无线电技术和数字信号处理技术的飞速发展,使得在硬件平台上采用全数字方式进行基带信号处理成为可能。本文采用软件无线电体系结构和设计思想,在现有的开发平台上,根据指标要求完成了高速跳频系统中基带信号处理器的设计与实现。
　　本文首先分析了数字基带信号处理的主要关键技术,然后根据系统指标要求,在综合考虑每种技术方法实现的难易程度和资源消耗的前提下,设计了各模块的实现方案,主要包括交织器/解交织器、位同步器、帧同步器、成型滤波器和调制解调器,并在此基础上采用System Generator for DSP工具完成了整个基带信号处理系统的模型搭建,通过实时数据仿真验证了模块设计的正确性。最后,在现有的 Lyrtech SFF SDR DP软件无线电平台上进行硬件协同和硬件实时仿真,并对基带信号处理器进行了语音测试与结果分析,从物理层验证了设计的正确性。
　　课题的设计为基于软件无线电思想的全数字收发机的基带信号处理部分提供了通用的实现结构,通过更换本课题中的部分模块和重置模块参数,就可以实现具备其他功能的另一种新通信体制,无需更改硬件电路。从使用角度分析,该系统具有易升级,方便维护的特点,具备一定的工程实用价值。

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第一章 绪论

§1.1 研究背景与现状

§1.2 研究意义与目标

§1.3 研究内容及成果

第二章 数字基带信号处理关键技术的分析与选择

§2.1 交织技术

§2.2 帧同步技术

§2.3 π/4-DQPSK技术

§2.4 成型滤波器技术

§2.5 位同步技术

§2.6 小结

第三章 方案设计与论证

§3.1 系统总体方案

§3.2 基带信号处理方案设计

§3.3 各模块方案设计

§3.4 开发方案及工具

§3.5 小结

第四章 建模设计与仿真验证

§4.1 π/4-DQPSK调制解调器的模块设计与仿真

§4.2 交织器的模块设计与仿真

§4.3 组/拆帧及同步器的建模设计与仿真

§4.4 基带成型滤波器设计

§4.5 基于Gardner算法的位同步器设计

§4.6 基带系统的整体建模与仿真

§4.7 小结

第五章 系统硬件仿真与联合调试

§5.1 硬件平台介绍

§5.2 硬件协同仿真与分析

§5.3 硬件实时仿真与联调

§5.4 小结

第六章 总结与展望

§6.1 总结

§6.2 工作展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间研究成果

附录（硬件平台及仿真环境）