基于fpga的跳频复用系统的设计和实现

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1、大连海事大学硕士学位论文基于FPGA的跳频复用系统的设计和实现姓名：程伟申请学位级别：硕士专业：信息与通信工程指导教师：孙娇燕20100601中文摘要摘要VHF通信系统广泛应用于近海以及内河航运中，是船舶遇险和安全通信体系的重要组成之一，是水上搜救、通航管理不可缺少的通信手段。无线移动自组织网络(AdHoc)由--组带有无线收发的移动终端构成的临时性系统，其可以实现甚高频(VHF)超视距传输。由此，相关研究课题提出了基于单片机和VHF收发机组成的船舶无线移动自组网络，其中跳频复用方案是该课题研究中首次提出的多任务处理技术但是由于单片机存在主频不够高和单线程处

2、理等缺陷，影响了该系统的进一步应用。因此，笔者针对该系统存在的问题，提出采用FPGA实现跳频复用系统的改进方案。本文利用FPGA的多线程处理和高速运算能力，设计了基于FPGA的跳频复用系统，改进了《基于AdHoe网络的海上移动通信系统》课题中的多任务处理功能。跳频复用系统是将复用技术与跳频技术结合，以时分复用的形式，实现数字化语音、数据多路信息的传输方式。本系统以Xilinx公司Spartan．III系列的FPGA作为核心控制器，采用VerilogHDL语言进行编程，控制多路数据信号的跳频复用过程；采用直接数字频率合成器代替了VHF收发机产生不同的跳频载波，

3、克服了VHF收发机频率转换时间长的缺点；依据跳频复用通信方案，设计实现了信道编码和GMSK调制，完成了多路信号的采集、处理、存储、发送，实现点对点、一点对多点的多路信息数据和语音数据的跳频发送。仿真结果表明：基于FPGA的跳频复用通信系统明显提高了多路数据的并行处理速度；DDS的载波发生器大大减少跳频复用系统的频率切换时间，改善了AdHoc网络多跳语音数据信号的实时传输能力。关键词：FPGA，跳频复用，海上通信，DOS，kdHoo网络英文摘要ABSTRACTVHFcommunicationsystemisoneoftheimportantcomponents

4、ofshipdetectionandsafetycommunicationssystem．Thesystemhasbeenusedindispensablecommunicationmethodofthewatersearchandrescue．WirelessmobileAdHoenetworks(AdHoe)isconsistedofagroupofmobileterminalswithwirelesstransceiverconsistingofatemporarysystemthatCallachieveitsveryhi班frequency(VHF

5、)transmission．Thus，therelevantpaperproposedVHFtransceiverbasedonsinglechipandshipconsistingofwirelessmobileadhocnetworks．However．thesingle-threadedprocessingandMCUisnotenough,whichaffectedthefurtherapplicationofthesystem．Therefore，thepaperiscontraposedtheproblemsofthesystemandpropo

6、sedFPGAimplementationusingfrequencyhoppingmultipleaccesssystemtoimproveprograms．AhoppingmultiplexingsystembasedonFPGAwasdesignedandimprovedthemulti—taskingcapabilities、ⅣitllFPGAprocessingandhi曲-speedmulti-threadedcompmingpower．Technologyandfrequencyhoppingtechnologiesbereusedwithfr

7、equencyhoppingmultipleaccesssystem,whichusedtimedivisionmultiplexingtotransmissitmultipleinformation,includingthedigitalvoiceandthedata．Inthissystem，thedesign’ShardwaresystemisconsistedofXilinxIneasthecorecontroller．useVerilogHDLprogramminglanguagetorealizethes01．rarepartthatcontro

8、lthehoppingoftheworkingfre