基于FPGA的短波差分跳频通信系统的研究

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1、中文摘要摘要差分跳频(DFH)是集跳频图案、信息调制与解调于一体，是一个全面基于数字信号处理的全新概念的通信系统，其技术体制和原理与常规跳频完全不同，较好地解决了数据速率和跟踪干扰等问题，代表了当前短波通信的一个重要发展方向。美国Sanders公司推出了名为CHESS的新型短波跳频通信系统，并获得了成功，但我国对该体制和技术的研究还处于初始阶段，目前还不太成熟，离实际应用还有一段距离。本文主要基于FPGA芯片的基础上对差分跳频进行了研究，用FPGA来实现数字信号处理可以很好地解决并行性和速度问题，而且其灵活的可配置特性，使得FPGA构成的DSP系统非常易于修改、测试及硬件升级。而且

2、设计中尽量采用软件无线电体系结构，减少模拟环节，把数字化处理尽量靠近天线，从而建立一个通用、标准、模块化的硬件平台，用软件编程来实现差分跳频的各种功能，从基于硬件的设计方法中解放出来。本文首先介绍了课题背景及研究的意义，阐述了目前差分跳频中频率合成跟频率识别的实现方案。在频率合成中，着重对DDS的相位截断误差及幅度量化误差进行仿真，找出基于FPGA实现的最佳参数及改善方法。在频率识别中，基于Xilinx公司提供FFTP核，接收端中的位同步，频率识别均在FFr的理论上进行设计。最后根据设计方案制作基于FPGA的电路板。设计中跳频图案、直接数字频率合成器、频率识别、位同步、跳频图案恢复

3、、线性调频z变换等模块均采用Verilog和VHDL两种通用硬件描述语言进行设计，以便能够在所有厂家的FPGA芯片中移植。关键词：差分跳频；直接数字合成器；快速傅立叶变换；线性调频Z变换；现场可编程门阵列英文摘要ResearchofDifferentialFrequencyHoppingHFCommunicationSystemBasedonFPGAAbstractDifferentialfrequencyhopping(DFH)，whichcombinesfrequencyhopping(FH)pattern,informationmodulationanddemodulatio

4、nintoawhole，isanewcommunicationsystembasedondigitalsignalprocessing(DSP)．DifferingfromconventionalFH，itsuccessfullydeelswiththequestionssuchastransmissionspeeds，followerjamming,etc，andrepresentsallimportantdevelopmentdirectionofcurrent1lighfrequency(HF)communication．Sanders，anAmericancompany,p

5、utoutanewkindofshortwaveFHcommunicationsystemnamedCHESSandachievesuCCesS．However,inourcountry，thissystemandtechniqueisstillattheearlystageandthereisstillsomedistancetopracticalapplication．Thisarticlemainlystudiesdifferentialfrequencyhopping(DFH)basedonFPGAchip．WithFPGA，itaccomplishesDSPwhichso

6、lvestheproblemofparellelismandspeed．TheflexibleeonfigurablecharacteristicmakesiteasierforDSPtomodify,testandconfigurablecharacteristic．Inthedesign,weusesoftwareradioarchitecture，reduceanaloglink,makedigitaltreatmentclosertoantennawithmightandmain．Webuildacommon,standardandmodularhardwareflat，S

7、OastoachievedifferentfunctionsofDFHwithsoftwareprogramme，andliberatefromthedesignbasedonthehardware．Thearticleintroducesthebackgroundandmeaningofthestudyatfirst，elaborateimplementationoffrequencysynthesizerandfrequeIlcyidentification．In