短波选频与建链模块的设计与实现

发布时间：2020-06-05 22:01

【摘要】：短波这种古老的通信方式因自适应技术的出现再次焕发了生机。可是随着通信业务的爆炸式增长,上一代短波通信系统在链路建立速度、信道利用率和兼容性方面已难以满足用户需求,所以实验室在已有的硬件设备和软件驱动基础上,开展了对新一代短波自适应通信系统的研制。本文主要研究该通信系统中的选频模块与链路建立协议,工作成果如下:1.给出了系统总体架构。通过与项目委托方沟通,确定了系统的硬件设备组成和软件结构及各模块功能。2.设计并实现了选频方案。为了保证选频性能,本文分别从中长期选频和短期实时选频两方面入手,首先介绍了VOACAP的相关内容并将其编译为系统上位机程序可以调用的DLL文件,随后自主设计了基于历史数据选频,给出了设计思想和算法流程并对其进行了编程实现。系统运行过程中积累的有效历史信道信息达到一定规模时,由于相近日期同一时间的工作频率具有较高相关性,系统会优先选择基于历史数据选频;反之系统将自动切换至VOACAP软件进行选频。3.设计并实现了链路建立协议。链路建立协议主要承载链路质量分析、链路建立、链路拆除、系统同步等功能。本文将链路建立协议划分为7个主要状态,设计了协议的数据单元格式和正常运行及异常发生时的工作流程,最后编写了ARM平台的嵌入式程序对设计方案进行了实现。4.搭建测试环境对本文设计内容分别进行了功能和性能测试。短波通信一般工作于长距离场景,所以本文不仅结合实验室自主研发的短波电台及信道模拟设备进行了室内测试,还由项目委托方提供场地和设备进行了室外实际线路测试。测试结果表明,选频模块和链路建立协议的实现程序完全符合设计方案,选频方案行之有效,链路建立协议也具有一定的可靠性和高效性。
【图文】：

输入参数,文件

西安电子科技大学硕士学位论文.2 VOACAP 选频方案设计1. VOACAP 简介VOACAP 是美国电信科学研究院开发的一款长期短波频率预测软件。VOAC于 ITU-R 建议书描述的预测模型，参考了世界主要地区的电离层参数和频率历录，并针对世界不同区域进行了专门的修正，，尤其是考虑到了长距离多跳传输和度情况。用户通过设置两个台站的地理位置（经纬度）、通信时间、太阳黑子数送台站功率等重要参数就可以通过 VOACAP 预测得到信号场强、最高可用频率可用频率、信噪比等重要信息。2. 输入参数通信质量是自然环境和人为环境共同作用的结果，所以在使用 VOACAP 前务置好本次业务的通信参数。VOACAP 可供设置的参数种类繁多，备选内容十分。VOACAP 输入参数文件如图 3.1 所示。

输出结果,文件,选频,模块设计

第三章选频模块设计3. 输出结果参数设置完毕后，运行 VOACAP 软件就可以得到对应的结果。VOACAP 结果本文件形式输出，如图 3.2、图 3.3 和图 3.4 所示。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN925

【参考文献】