改进型数据链端机中DSP子系统的设计与实现
发布时间：2021-07-16 14:40
作为一种专用于战场通信环境的数据信息系统,战术数据链能有效提高军队的决策效率、指挥速度和协同作战能力,因此也在很大程度上决定了军队的信息化战争实力。而随着作战需求的不断变化、趋于复杂,原有数据链亦需要在理念及功能上与时俱进,因此旧数据链的升级演进一直是数据链发展的热门方向。本文参与构建的改进型数据链端机,旨在改进端机中的原有数据链,提升数据链的速率并实现组网功能,以满足大课题中多数据链集成及网络融合相关技术的测试及验证需求。本文的主要内容亦围绕改进型数据链端机中DSP子系统的设计与实现展开。首先,论文回顾了战术数据链的背景及当前发展方向,以强调论文研究方向的重要意义,并对论文的整体结构进行了概述。随后,论文完成了硬件平台概述和改进型数据链系统的部分参数设计,并将DSP子系统中信号处理过程分为编码发送和解码接收两部分,分别实现了相应的功能模块构建。针对信号解码接收需要解诀的问题,本文设计并实现了改进型帧同步算法、频偏纠正算法、相偏纠正算法。在仿真和实际测试中,对比数据链原有的帧同步算法,改进型帧同步算法以降低同步峰值为代价,将系统频率偏移的容忍度提高了 10倍以上。频偏及相偏纠正算法则在...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１：开发板结构简图??改进型数据链系统的各子模块划分均与端机整体硬件结构及特性匹配，以充??
??实现难度。如图２－２，改进型数据链系统由ＦＰＧＡ射频端子系统、ＤＳＰ子系统和??ＰＣ上位机软件端子系统三部分构成，ＦＰＧＡ子系统主要负责数据链系统中物理??层功能的实现，需要完成数模转换及调制解调等功能；ＤＳＰ子系统则负责网络层、??链路层及部分物理层功能，完成组网、组帧、信道编解码等功能模块构建；ＰＣ上??位机子系统则负责完成数据链的应用层等上层功能，实现数据链对业务的支持。??考虑到系统需求及开发难度，改进型数据链系统选用ＭＣＢＳＰ接口作为ＦＰＧＡ及??ＤＳＰ子系统的数据传输通路，网络接口则用于承载ＤＳＰ和ＰＣ子系统间的数据。??本文的主要工作即集中于ＤＳＰ子系统的功能设计及开发上，并需要配合ＦＰＧＡ??子系统、ＰＣ上位机子系统完成改进型数据链系统的整体构建。??ｔ?ｎ?：????：?????ＦＰＧＡ子系统?｜?｜?１）ＳＰ子系统?丨?丨?Ｋ：上位机子系统??１?［ａｐ］－＊数据接收处理一！?｜?——？■组??ｉ?！??？数据接收处理丨??！?Ｍ?Ｍ?Ｉ??ｆ??Ｎ?ｉ?Ｉ?／??Ｓ?｜?Ｉ?ｆ＂?＼?｜??Ｉ１－；?＇ｉ?物理层?ｒ＂?！??物理层功能?ｎｓｐ卜?链路层?ｋ网络接□?应＾等Ｉ??ｒｖ＾Ｔｌ?
调制解调等系统参数及部分参数设计。??２．２．１帧格式及码元速率??改进型数据链系统中，有效数据通过报文传输，该系统的帧结构如图２－３所??示，数据报文由同步报头、数据序列两部分组成，报文的长度为固定的５７６０码??元，包含２８８０码元的同步报头以及２８８０码元的数据序列，两部分相邻，发送顺??序为同步报头在前，数据序列在后。其中同步报头分为６段，每段４８０码元，６??段同步头分别用于帧同步、位同步及频偏估计等，数据序列则分为６０组数据子??序列，每组子序列包含３２码元未知数据并插入１６码元的已知数据，其中的己知??数据部分主要用于相偏纠正。??同步报头?数据序列??．?１?＾－ｘ??未已?未已??分段０分段１分段２分段３分段４分段５?？?＾?＾?＾??４８０?４８０?４８０?４３０?４８０?４８０?Ｊ?ｇ?据??３２?１６?３２?１６??、?１?八?１?＾??共有６段，总长度２８８０?共有６〇组，总长度２的０??图２－３：改进型数据链帧格式??７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]最大似然参数估计水声通信帧同步技术研究[J]. 郭蒸,鄢社锋,徐立军,秦晔. 声学学报. 2018(03)
[2]新一代战术数据链发展的思考[J]. 陈晖. 指挥信息系统与技术. 2017(06)
[3]基于FPGA的交织编码技术研究及实现[J]. 杨鸿勋,张林. 科技资讯. 2017(26)
[4]美军数据链多链集成应用研究[J]. 孙杰,刘亮. 现代导航. 2017(04)
[5]多数据链集成的信息处理技术研究[J]. 庄成波. 通信与信息技术. 2017(04)
[6]一种基于星间光链路的帧同步与频偏估计方法[J]. 邓博于,赵尚弘,李勇军,程振,张曦文. 激光技术. 2016(02)
[7]大规模MIMO关键技术及应用[J]. 张中山,王兴,张成勇,吕少波. 中国科学:信息科学. 2015(09)
[8]美军战术数据链发展研究[J]. 任德锋,陶孝锋,朱厉洪,荆元利. 空间电子技术. 2015(03)
[9]TTNT数据链研究[J]. 孟强勇,王丽欣. 飞航导弹. 2014(07)
[10]基于数据链的联合作战技术[J]. 付继宗,侯磊,冯小琴,陈文星,范海文. 火力与指挥控制. 2014(S1)
博士论文
[1]基于压缩感知的大规模MIMO信道估计技术研究[D]. 南杨.北京交通大学 2017
[2]战术数据链组网技术研究[D]. 何肇雄.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]TTNT战术数据链媒体接入控制协议关键技术研究[D]. 王玉龙.北京交通大学 2018
[2]无线通信中卷积码和RS码应用的研究[D]. 庞磊.西南科技大学 2015
[3]战术数据链Link11的仿真研究[D]. 王莹.西南交通大学 2008
本文编号：3287206
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１：开发板结构简图??改进型数据链系统的各子模块划分均与端机整体硬件结构及特性匹配，以充??
??实现难度。如图２－２，改进型数据链系统由ＦＰＧＡ射频端子系统、ＤＳＰ子系统和??ＰＣ上位机软件端子系统三部分构成，ＦＰＧＡ子系统主要负责数据链系统中物理??层功能的实现，需要完成数模转换及调制解调等功能；ＤＳＰ子系统则负责网络层、??链路层及部分物理层功能，完成组网、组帧、信道编解码等功能模块构建；ＰＣ上??位机子系统则负责完成数据链的应用层等上层功能，实现数据链对业务的支持。??考虑到系统需求及开发难度，改进型数据链系统选用ＭＣＢＳＰ接口作为ＦＰＧＡ及??ＤＳＰ子系统的数据传输通路，网络接口则用于承载ＤＳＰ和ＰＣ子系统间的数据。??本文的主要工作即集中于ＤＳＰ子系统的功能设计及开发上，并需要配合ＦＰＧＡ??子系统、ＰＣ上位机子系统完成改进型数据链系统的整体构建。??ｔ?ｎ?：????：?????ＦＰＧＡ子系统?｜?｜?１）ＳＰ子系统?丨?丨?Ｋ：上位机子系统??１?［ａｐ］－＊数据接收处理一！?｜?——？■组??ｉ?！??？数据接收处理丨??！?Ｍ?Ｍ?Ｉ??ｆ??Ｎ?ｉ?Ｉ?／??Ｓ?｜?Ｉ?ｆ＂?＼?｜??Ｉ１－；?＇ｉ?物理层?ｒ＂?！??物理层功能?ｎｓｐ卜?链路层?ｋ网络接□?应＾等Ｉ??ｒｖ＾Ｔｌ?
调制解调等系统参数及部分参数设计。??２．２．１帧格式及码元速率??改进型数据链系统中，有效数据通过报文传输，该系统的帧结构如图２－３所??示，数据报文由同步报头、数据序列两部分组成，报文的长度为固定的５７６０码??元，包含２８８０码元的同步报头以及２８８０码元的数据序列，两部分相邻，发送顺??序为同步报头在前，数据序列在后。其中同步报头分为６段，每段４８０码元，６??段同步头分别用于帧同步、位同步及频偏估计等，数据序列则分为６０组数据子??序列，每组子序列包含３２码元未知数据并插入１６码元的已知数据，其中的己知??数据部分主要用于相偏纠正。??同步报头?数据序列??．?１?＾－ｘ??未已?未已??分段０分段１分段２分段３分段４分段５?？?＾?＾?＾??４８０?４８０?４８０?４３０?４８０?４８０?Ｊ?ｇ?据??３２?１６?３２?１６??、?１?八?１?＾??共有６段，总长度２８８０?共有６〇组，总长度２的０??图２－３：改进型数据链帧格式??７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]最大似然参数估计水声通信帧同步技术研究[J]. 郭蒸,鄢社锋,徐立军,秦晔. 声学学报. 2018(03)
[2]新一代战术数据链发展的思考[J]. 陈晖. 指挥信息系统与技术. 2017(06)
[3]基于FPGA的交织编码技术研究及实现[J]. 杨鸿勋,张林. 科技资讯. 2017(26)
[4]美军数据链多链集成应用研究[J]. 孙杰,刘亮. 现代导航. 2017(04)
[5]多数据链集成的信息处理技术研究[J]. 庄成波. 通信与信息技术. 2017(04)
[6]一种基于星间光链路的帧同步与频偏估计方法[J]. 邓博于,赵尚弘,李勇军,程振,张曦文. 激光技术. 2016(02)
[7]大规模MIMO关键技术及应用[J]. 张中山,王兴,张成勇,吕少波. 中国科学:信息科学. 2015(09)
[8]美军战术数据链发展研究[J]. 任德锋,陶孝锋,朱厉洪,荆元利. 空间电子技术. 2015(03)
[9]TTNT数据链研究[J]. 孟强勇,王丽欣. 飞航导弹. 2014(07)
[10]基于数据链的联合作战技术[J]. 付继宗,侯磊,冯小琴,陈文星,范海文. 火力与指挥控制. 2014(S1)
博士论文
[1]基于压缩感知的大规模MIMO信道估计技术研究[D]. 南杨.北京交通大学 2017
[2]战术数据链组网技术研究[D]. 何肇雄.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]TTNT战术数据链媒体接入控制协议关键技术研究[D]. 王玉龙.北京交通大学 2018
[2]无线通信中卷积码和RS码应用的研究[D]. 庞磊.西南科技大学 2015
[3]战术数据链Link11的仿真研究[D]. 王莹.西南交通大学 2008
本文编号：3287206
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