Link16数据链抗干扰技术研究及中频信号源的实现

发布时间：2017-07-20 07:27

  本文关键词：Link16数据链抗干扰技术研究及中频信号源的实现

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【摘要】：Link16数据链是美军为适应海、陆、空三军联合作战而研制的一款集通信、导航和识别于一体的战术数据链。它采用了循环冗余校验、前向纠错编码、交织、软扩频、MSK调制、跳时和高速跳频等抗干扰技术,具有容量大、速率高、保密性好和抗干扰能力强等特点。本文基于中电XX研究所的XX项目,在对Link16的关键技术和抗干扰性能进行研究和仿真的基础上,根据项目要求完成了Link16数据链中频信号源的设计、FPGA实现和指标测试等工作。首先,介绍了Link16的组成和技术特点,分析了它的时分多址接入方式、消息封装结构和时隙类型,着重讨论了Link16信号的产生过程。其次,对Link16采用的关键抗干扰技术进行分析、建模与仿真。重点研究了其中的软扩频序列和宽间隔跳频序列,仿真和比较了两种扩频序列的自相关性能和误码性能。基于素数序列,构造了满足Link16协议要求的宽间隔跳频序列。并利用Matlab/Simulink软件搭建了Link16链路系统仿真模型。然后,针对宽带/部分频带干扰和梳状干扰等固定阻塞干扰中干扰功率不集中、利用率低等不足,提出了一种动态干扰方式-跳变碰撞干扰。仿真和比较了Link16系统在这三种干扰方式下的抗干扰性能,并分析和总结了Link16数据链针对不同的干扰采取的抗干扰措施。最后,完成了Link16数据链中频信号源的设计和FPGA实现。其中信号源的组成子模块主要有循环冗余校验模块、随机交织模块、扩频编码及加密模块、传输符号生成模块、MSK调制模块和跳频频率控制字生成模块。在完成系统仿真的基础上,搭建了测试平台,对其工作方式、封装格式、MSK调制性能和数据速率等项目指标进行了测试。测试结果表明本文设计的Link16数据链中频信号源工作稳定,各项指标均达到了项目要求。
【关键词】：Link16 宽间隔跳频序列 抗干扰 信号源 FPGA
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：E96;TN972
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 项目的背景及意义9-10
• 1.2 国内外发展现状10-11
• 1.3 本文的研究内容与结构11-13
• 2 Link16 数据链13-21
• 2.1 Link16 数据链的技术特点13-14
• 2.2 TDMA接入方式14
• 2.3 消息结构14-19
• 2.3.1 脉冲字符格式14-15
• 2.3.2 基本的传输结构15-16
• 2.3.3 数据的封装结构16-18
• 2.3.4 时隙类型18-19
• 2.4 传输波形19-20
• 2.5 本章小结20-21
• 3 Link16 关键技术研究及系统建模21-37
• 3.1 CRC检错码21-22
• 3.2 RS纠错码22-23
• 3.3 交织技术23-25
• 3.4 扩频技术25-29
• 3.4.1 扩频技术基础25-26
• 3.4.2 软扩频CCSK26-29
• 3.5 MSK调制29-30
• 3.6 跳频30-35
• 3.6.1 跳频序列32
• 3.6.2 基于m序列的跳频序列32-33
• 3.6.3 基于素数的跳频序列33-35
• 3.7 Link16 系统建模与仿真35-36
• 3.8 本章小结36-37
• 4 Link16 抗干扰性能的仿真与分析37-51
• 4.1 通信干扰的基本理论37-39
• 4.1.1 常规最佳通信干扰理论37-38
• 4.1.2 通信干扰的分类38-39
• 4.2 Link16 的干扰方式39-41
• 4.2.1 宽带/部分频带阻塞干扰39-40
• 4.2.2 梳状阻塞干扰40
• 4.2.3 跳变碰撞阻塞干扰40-41
• 4.3 Link16 抗干扰性能的仿真41-46
• 4.3.1 宽带/部分频带阻塞干扰的仿真41-43
• 4.3.2 梳状阻塞干扰的仿真43-44
• 4.3.3 跳变碰撞阻塞干扰的仿真44-45
• 4.3.4 三种干扰方式的性能比较45-46
• 4.4 Link16 抗干扰能力的分析和总结46-49
• 4.4.1 抗多径干扰46
• 4.4.2 抗远近效应46
• 4.4.3 抗宽带阻塞干扰46-47
• 4.4.4 抗单频干扰与窄带干扰47
• 4.4.5 抗跟踪式干扰和转发式干扰47-48
• 4.4.6 抗大功率压制性干扰48
• 4.4.7 Link16 抗干扰能力总结48-49
• 4.5 本章小结49-51
• 5 Link16 数据链信号源的FPGA实现与测试51-73
• 5.1 项目的总体指标51-52
• 5.2 Link16 信号源子模块的设计与实现52-63
• 5.2.1 CRC检错编码模块52-53
• 5.2.2 RS纠错编码模块53-56
• 5.2.3 随机交织模块56-57
• 5.2.4 CCSK编码及加密模块57-59
• 5.2.5 传输符号生成模块59-60
• 5.2.6 MSK调制模块60-62
• 5.2.7 跳频控制字产生模块62
• 5.2.8 控制模块62-63
• 5.3 信号源的系统仿真63-64
• 5.4 项目指标测试64-72
• 5.4.1 工作方式的测试65-67
• 5.4.2 封装格式的测试67-68
• 5.4.3 MSK调制的测试68-69
• 5.4.4 跳速及跳频控制字的测试69-70
• 5.4.5 数据速率的测试70-72
• 5.5 本章小结72-73
• 6 总结与展望73-75
• 6.1 总结73-74
• 6.2 展望74-75
• 致谢75-77
• 参考文献77-81
• 附录81
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录81
• B. 作者在攻读学位期间参加的科研项目目录81

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本文编号：566922