基于sca规范的跳频通信波形设计与开发

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1、杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。

2、学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月杭州电子科技大学硕士学位论文第1章前言1.1课题研究背景20世纪80年代，采用数字技术的无线通信装置开始逐渐取代采用模拟技术的无线[1]通信装置，这是无线通信领域的一次重大飞跃。以硬件为主的数字无线通信装置基本上用在特定地区的通信以及战场中的短程语音通信、数据通信和远程卫星通信等，例如：高频段和特高频段电台主要用于短程视距地对地、空对地通信，高频电台主要用于超视距通信。这些电台大部分工

3、作在一个频段上且只能收发一种波形，功能比较单一，局限性较大。此外，随着科技水平的发展和通信需求量的不断增加，电台的更新换代变得更加频繁，而改进或升级电台就必须替换昂贵的硬件设备，导致了旧设备的大量淘汰和资源浪费。为了解决以上难题，无线通信电台的研究人员把目光转向开发一种软、硬件可分离、可复用的无线电台。1992年5月在美国通信系统会议上，JosMitola(约瑟夫·米托拉)首次提出了软件定[2,3]义无线电(SoftwareDefinedRadio,SDR)的概念，引起了包括个人移动通信、军事通信、雷达电子战以及信息化家电、微电子、计算机等诸多领域的关注。软件无线电的核心思想是以一个通用的、

4、标准的、模块化的硬件平台为基础，通过软件编程来实现无线电台的[1,2]各种功能，将电台从基于硬件、面向用途的设计方案中解放出来。软件无线电强调体系结构的开放性和可编程性，通过软件更新改变硬件配置结构来实现新的功能。软件无线电采用标准的、高性能的开放式总线结构，利于硬件模块的不断升级和扩展。为了更好的实现无线电的软件化，美国于1997年8月成立了联合编程办公室(JointProgramOffice,JPO)，负责制定和监督联合战术无线电系统(JointTacticalRadioSystem,[4]JTRS)计划的实施。JTRS是一种在非研发性质的竞争环境里，最大限度地利用商用技术来满足不同通信

5、需求的软件可编程的模块式通信系统。它采用通用的开发体系结构，通过不同的软件配置和多种传统波形互通。在JTRS计划的执行过程中，JPO提出了一种适合所有软件无线电台开发的标准规范集：[5,6]软件通信体系结构规范(SoftwareCommunicationArchitecture,SCA)。SCA规范的核心思想是将无线电台分离成硬件体系结构和软件体系结构，系统的功能实现主要依赖软件结构，会随着软件结构的不同而改变。SCA规范下的无线电台功能实现主要体现在两个方面：(1)实现电台硬件的模块化，即将硬件结构分割成各模块，每个模块的接口都经过标准化定义，方便模块之间的互相调用及功能衔接。这样设计的硬

6、件平台是通用的硬件平台，适用于不同的[7,8]软件结构。(2)实现软件可移植性和互操作性，即按照规范开发所需的标准化的应用波形软件，将波形功能以软件的形式加载到通用的硬件平台中，并通过更改波形软件来实现其它[9]波形功能。标准化的软件、硬件结构，确保在电台更新过程中最大化的利用现有的资源，1杭州电子科技大学硕士学位论文降低了硬件平台的淘汰速率，节省了开发成本。SCA规范的提出具有划时代的意义，为未来无线电的发展指明了方向。1.2国内外研究现状SCA规范提出不久，就被软件无线电论坛接受作为未来无线电开发的标准。这引起了全世界的强烈反响，各国也逐渐对SCA规范展开了大规模的研究工作。在英国国防部

7、提出的可编程数字无线电台项目中，美国Raytheon公司与英国THALES公司进行合作。利用现成的民用硬件和标准接口，通过编程语言、解释语言、对象库定义和各种信号的波形编辑器来开发PDA，并在不同厂家的软件无线电台上演示了波形的可移植性[1,4]；加拿大通信研究中心和国防部研究与发展组织也联合推出了可重构软件无线电台(带宽为40MHz)，并将其首次应用于卫星地面站。该电台符合SCA规范要求，允许用户插入GSM