超短波通信终端调制解调算法与fpga实现

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1、超短波通信终端调制解调算法与FPGA实现第一章绪论1.1研究背景及意义超短波通信是指用30～300MHz波段的无线电波来传输信息的通信，由于其通信简单可靠、机动灵活、抗毁性较强、开发维护费用低等优点，在现代无线通信中一直都扮演了重要的角色，并广泛应用于移动通信、雷达、调频广播和导航等业务[1]。在军事领域，超短波电台得到非常广泛的应用，常见的有以地波或者空间视距传输的步谈机，便携式、机载、舰载、车载电台，特别是在飞机与地面、飞机与舰船、飞机与飞机之间的通信中，超短波通信都有广泛的应用[2]。随着现代无线通信技术的不断发展，对军用超短波通信的性能也提出了

2、更高的要求，如传输速率、保密性和抗干扰性能等，而且，今后军事通信领域仍然是超短波通信最重要的应用领域之一[2][3][4]。在民用领域，特别是应急通信更是超短波通信的用武之地，比如抢险、救灾行动中，需要灵活、快速的高移动性能的通信网，而传统的无线通信，需要基站或者有线骨干网的的支持，有固定的网络结构，而大多数救灾现场，如地震、海啸、洪水、火灾，这种设施可能已经被摧毁或者破坏，所以传统的无线通信系统就无法满足需求了[5]。本文研究的超短波通信终端是基于DMR协议的，具有集群通信功能，能在移动指挥调度中发挥很好的作用，在复杂电磁和野外环境下，GSM等民用网

3、络无法正常使用。为了保障正常通信，本终端可以提供一种可靠的超短波通信链路，便于用户在其余网络无法通信的情况下应急通信，能在公安、交通运输、矿区作业的调度指挥等系统中发挥相当重要的作用，特别是近年来频频发生的海啸、地震等突发灾害中，无基础设施的通信设备便成为了重要的通信和指挥方式。因此本项目研究的超短波通信设备具有一定的社会意义和经济价值。1.2项目与主要任务本课题于电子科技大学通信抗干扰国家重点实验室与某电子研究所的合作项目，开发超短波通信终端，图1-1显示了终端结构示意图，第一期完成点对点的语音通信，第二期完成短信、图片和标清视频等数据通信。主要包括

4、硬件平台及相关软件的开发。硬件由基带部分和射频部分组成；软件则分为控制层、数据链路层和物理层软件，其中控制层软件由ARM完成，数据链路层的编解码、数据组帧解帧、帧同步等则在DSP中实现，FPGA主要完成数字中频调制、解调和符号同步功能。本人作为项目主研人员，负责数字中频调制解技术的设计与实现，以及后期的相关调试与测试工作，主要任务如下：(1)数字中频调制解调方案的设计以及基于FPGA的实现；(2)FPGA与DSP、ARM之间数据接口的实现与调试；(3)ADC和DAC接口的实现与调试；(4)联合控制层、数据链路层完成语音基带传输通信。第二章超短波通信与调

5、制解调技术2.1引言调制解调技术是超短波通信系统中关键技术之一，本章主要对超短波通信中常用的数字调制技术和无线收发机结构进行综述，然后详细研究适合本项目的调制解调技术和无线收发机结构，在此之前先概述超短波通信的特点、发展现状与发展趋势。2.2超短波通信超短波通信是指利用频率为30～300MHz，即波长在1～10m之间的无线电波传输信息的通信，也称甚高频(VHF)通信或米波通信[5]。因为通信频率较高，已经超过电离层可反射的最大频率，所以基本上不能通过天波通信，又因波长较短，传播时感应到的地面电流大于短波和长波，所以超短波沿地表衰减快，依赖地波传输的距离

6、也很有限，而且超短波的绕射能力较差，主要靠直射波进行通信，因而传输距离也非常有限，一般不超过50Km[8]。2.2.1超短波通信特点相对于短波信道，超短波主要靠直射波通信，在长时间范围内其信道参数可以当做是恒定不变的，因而超短波通信更可靠也更简单；相比于微波，超短波的绕射能力更强，不像微波通信要求有无障碍的视距范围；超短波信道带宽是短波信道带宽的10倍，有270MHz的带宽，能够支持高速的数据传输[9]。综上，超短波通信具有以下特有的优势：(1)超短波利用视距传播方式进行通信，比利用天波传播方式的短波通信更稳定，受季节、云层和昼夜变化的影响小；(2)天

7、线可用增益较高、结构简单、尺寸较小、方向性好的天线，因此，可用功率较小的发射机[10]；(3)通信频率较高，可利用频带宽，适合多路通信，通信容量大；(4)在超短波视距范围外可以采用相同的频率进行通信，而不受彼此干扰。第三章4-CPM调制解调...........38-543.1引言...........383.24-CPM调制...........38-433.2.1数据映射...........38-393.2.2基带成形滤波...........39-423.2.34-CPM的频率调制...........42-433.34-CPM解调......

8、.....43-503.3.1带通滤波...........44-463.3.2锁相环....