自适应跳频系统算法设计及关键模块的FPGA实现

发布时间：2022-08-10 09:15

　　自适应跳频系统是跳频通信系统最重要的发展趋势之一,是建立在实时信道质量评估的基础上,根据信道状态自适应地规避开受到干扰或质量较差的跳频子信道,从而保持长时间可靠通信链路的跳频系统,具备很强的抗衰落、抗截获和抗干扰能力。本文将分别从自适应跳频算法设计和关键模块的FPGA实现两个方面进行研究。根据软件无线电技术的设计思路,在系统整体方案设计的基础上,在FPGA硬件平台成功搭建了自适应跳频系统的关键模块,并对各模块功能进行了验证。此外,通过matlab仿真选取了数字接收机中最适用于本文低信噪比下的信噪比“最佳”估计算法,并对其修正的精确表达式进行了推导与分析,将两个重要参数对算法性能的影响给出了仿真结果。首先,介绍了跳频通信的发展现状及未来的发展趋势,接着详细分析了常规跳频通信系统的基本原理、基本参数及其主要特点,再进一步研究了自适应跳频通信系统的基本原理、数学模型和常见的自适应跳频通信系统分类,并从实现的角度列举了自适应跳频的几个关键技术,为后续章节更为深入的研究打下了坚实的基础。其次,研究了最适用于本文低信噪比下的信噪比“最佳”估计算法。在信噪比估计数学模型的基础上,对M2M4算法、ML... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源、背景及意义
    1.2 跳频通信的发展现状
    1.3 跳频通信的发展趋势
    1.4 本文的主要研究内容及结构安排
第2章 自适应跳频通信系统的基本理论
    2.1 跳频通信系统概述
        2.1.1 扩频通信理论基础
        2.1.2 跳频通信系统基本原理
        2.1.3 跳频通信系统基本参数
        2.1.4 跳频通信的主要特点
    2.2 自适应跳频通信系统概述
        2.2.1 自适应跳频通信系统基本原理
        2.2.2 自适应跳频数学模型
        2.2.3 几种常见的自适应跳频通信系统
    2.3 自适应跳频的关键技术
        2.3.1 同步捕获技术
        2.3.2 同步跟踪技术
        2.3.3 信道质量评估技术
    2.4 本章小结
第3章 自适应跳频信噪比估计算法
    3.1 信噪比估计的数学模型
    3.2 几种信噪比估计算法
        3.2.1 M2M4算法
        3.2.2 最大似然(ML)算法
        3.2.3 SNV算法
        3.2.4 SVR算法
        3.2.5 SSME算法
    3.3 各种算法的性能对比
    3.4 SSME算法的改进
        3.4.1 SSME算法的优势
        3.4.2 SSME算法的精确表达式
        3.4.3 SSME算法参数对性能的影响
    3.5 本章小结
第4章 自适应跳频关键模块的FPGA实现
    4.1 系统整体方案设计
    4.2 系统参数设计
    4.3 硬件平台结构概述
        4.3.1 板卡组成及其接口
        4.3.2 时钟设计
        4.3.3 FPGA资源分析
    4.4 发射机模块的设计与实现
        4.4.1 DBPSK调制模块
        4.4.2 自适应跳频图案产生器
        4.4.3 控制模块
        4.4.4 模数转换模块
    4.5 接收机模块的设计与实现
        4.5.1 数模转换模块
        4.5.2 混频模块及滤波器模块
        4.5.3 同步捕获模块
        4.5.4 同步跟踪模块
        4.5.5 DBPSK解调模块
        4.5.6 位同步模块
        4.5.7 控制模块
    4.6 本章小结
结论
攻读硕士学位期间发表的学术论文
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]美海军通信系统发展现状分析[J]. 姜志勇,张海燕.  通信技术. 2015(09)
[2]扩频通信抗干扰技术研究综述[J]. 张永顺,贾鑫,朱卫纲.  四川兵工学报. 2015(08)
[3]国外通信对抗装备技术发展特点与趋势分析[J]. 张凯,沈小东.  现代导航. 2014(03)
[4]国外无线通信抗干扰技术研究进展[J]. 征惠玲.  电讯技术. 2014(04)
[5]无线通信系统信道估计技术研究现状[J]. 王丹,杨雷.  微型机与应用. 2011(16)
[6]跳频技术在GSM系统中的应用[J]. 杨涌,张冠楠.  数字技术与应用. 2011(01)
[7]软件无线电技术综述[J]. 陶玉柱,胡建旺,崔佩璋.  通信技术. 2011(01)
[8]复杂电磁环境中跳频信号检测算法研究[J]. 温晓敏,刘作学,代健美.  装备指挥技术学院学报. 2008(06)
[9]高速跳频通信系统同步技术研究[J]. 蒋定顺,金力军.  电子科技大学学报. 2005(01)
[10]蓝牙跳频序列的性能分析[J]. 蔡金元,梅文华,杜兴民.  空军工程大学学报(自然科学版). 2004(02)

硕士论文
[1]自适应跳频通信中信噪比估计算法研究[D]. 耿超.哈尔滨理工大学 2015
[2]超短波跳频通信系统关键技术研究与FPGA实现[D]. 赵晋宇.西安电子科技大学 2013
[3]通信信号的非数据辅助信噪比估计方法研究[D]. 杨晓宇.解放军信息工程大学 2012
[4]短波电台跳频同步技术研究[D]. 陈祖军.西安电子科技大学 2012
[5]自适应跳频通信系统干扰技术研究[D]. 王芳.电子科技大学 2012
[6]自适应跳频系统的关键技术研究[D]. 卢斌.西安电子科技大学 2010
[7]自适应跳频信道质量估计研究[D]. 王禹.西安电子科技大学 2009
[8]自适应跳频中的关键技术研究[D]. 李向阳.电子科技大学 2008
[9]超短波自适应跳频系统的设计与实现[D]. 马小骏.浙江大学 2004



本文编号：3673369