空地动态多节点全向数据链关键技术研究与验证

发布时间：2017-08-29 04:35

  本文关键词：空地动态多节点全向数据链关键技术研究与验证

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【摘要】：空地动态多节点全向数据链是满足空地多节点间信息分发、事态感知的分布式通信系统。根据数据链提供的动态组网、精确时间同步、数据传输功能,节点完成快速反应和协同信号处理等业务。全文以空地平台间高动态、高带宽、远距离和低延时的信息传输为设计目标,主要做了如下工作:第一,需求分析与物理层传输方案设计。研究了空地动态多节点全向数据链在应用场景、工作模式、传输性能等方面的功能需求和性能指标。设计了数据传输通道,业务速率支持6Mbps,点对点误比特率低于610-量级;设计了节点发现通道,业务速率支持500kbps,节点间100km下误比特率低于610-量级。第二,物理层关键技术论证。针对AD/DA采样率高于硬件平台本振时钟频率的问题,设计出了一种基于多相滤波器结构的多相数字采样的实现方式,最终利用四相250Msps采样率信号合成1000Msps采样率信号;针对全局时间捕获精度受硬件平台本振时钟频率限制,设计出一种多相匹配滤波相关的实现方法,在250MHz的本振时钟频率下全局时间捕获精度可以达到1ns。第三,方案实现与性能测试。采用Xilinx公司FPGA构建硬件平台,分别实现了信号发射端和信号接收端的关键技术,然后通过节点发现与快速入网测试验证节点入网时间低于5s、全局时间同步精度低于4ns;通过点对点误比特率测试和空地远距离下多节点业务传输测试验证节点传输误比特率低于10-6量级,满足设计要求。本文设计出的数据传输方案和高精度时间捕获技术可以应用于多节点协同处理数据链中,具有工程实际意义。
【关键词】：数据链 多相滤波器 全局时间捕获 物理层
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.2
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 缩略词表14-15
• 主要数学符号表15-16
• 第一章 绪论16-19
• 1.1 研究背景16-17
• 1.2 研究意义17
• 1.3 论文结构及内容安排17-19
• 第二章 战术数据链发展现状与趋势19-30
• 2.1 引言19
• 2.2 国内外战术数据链发展现状与趋势19-28
• 2.2.1 美军战术数据链发展现状19-25
• 2.2.2 俄罗斯战术数据链发展现状25-26
• 2.2.3 国内战术数据链发展现状26-27
• 2.2.4 数据链发展趋势27-28
• 2.3 全向数据链关键技术28-29
• 2.3.1 多节点全向无缝快速组网28
• 2.3.2 高速低时延数据传输28-29
• 2.3.3 链路抗干扰技术29
• 2.3.4 全局高精度时间同步29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 空地动态多节点全向数据链需求与分析30-41
• 3.1 引言30
• 3.2 空地多节点全向数据链系统结构30
• 3.3 空地多节点全向数据链面临的问题30-31
• 3.4 本课题主要功能需求与分析31-33
• 3.4.1 应用场景分析31-32
• 3.4.2 工作模式分析32-33
• 3.4.3 链路状态实时监控与上报分析33
• 3.5 本课题主要性能指标与分析33-40
• 3.5.1 传输性能分析34-39
• 3.5.2 全局时间同步精度分析39-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第四章 空地动态多节点全向数据链关键技术方案设计41-67
• 4.1 引言41
• 4.2 物理层总体方案设计分析41-42
• 4.3 传输格式选择42-43
• 4.3.1 CRC校验42
• 4.3.2 信道编译码方式42
• 4.3.3 扩频序列长度42-43
• 4.4 帧格式与组帧流程43-45
• 4.5 物理层关键技术45-63
• 4.5.1 多相数字滤波45-52
• 4.5.2 多相DDS结构52-54
• 4.5.3 码片级时间同步54-61
• 4.5.4 高精度时间捕获61-63
• 4.6 物理层基本流程63-66
• 4.6.1 节点发现流程设计63-64
• 4.6.2 节点入退网流程设计64-66
• 4.7 本章小结66-67
• 第五章 空地动态多节点全向数据链关键技术实现67-80
• 5.1 引言67
• 5.2 软件实现平台67-69
• 5.3 总体设计框架69-70
• 5.4 信号发射端总体设计70-75
• 5.4.1 数字上采样71-75
• 5.4.2 多相DDS75
• 5.5 信号接收端总体实现75-78
• 5.5.1 码片级时间同步77
• 5.5.2 高精度时间捕获77-78
• 5.6 资源消耗78-79
• 5.7 本章小结79-80
• 第六章 方案测试与性能分析80-89
• 6.1 引言80
• 6.2 测试平台介绍80-81
• 6.3 节点发现与快速入网测试81-84
• 6.3.1 测试场景81
• 6.3.2 测试方法81
• 6.3.3 测试结果及性能分析81-84
• 6.4 点对点误比特率测试84-85
• 6.4.1 测试场景84
• 6.4.2 测试方法84
• 6.4.3 测试结果及性能分析84-85
• 6.5 空地远距离多节点业务传输测试85-88
• 6.5.1 测试环境85-86
• 6.5.2 测试方法86
• 6.5.3 测试结果及性能分析86-88
• 6.6 本章小结88-89
• 第七章 结束语89-91
• 7.1 本文总结及主要贡献89
• 7.2 下一步工作建议89-91
• 致谢91-92
• 参考文献92-94
• 个人简历94-95
• 攻读硕士学位期间的研究成果95-96
• 学位论文评审后修改说明表逡逑96-97
• 学位论文答辩后勘误修打说明表逡逑97-98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：751352