综合业务保障网物理层设计与实现

发布时间：2020-07-08 01:54

【摘要】：现代高技术战争使得装备保障的重要性越来越突出,综合业务保障网正是基于我军的装备保障需求,同时结合现代化战争对网络化、精确化、可视化等要求而研发的一个专用网络。为了提供网络内节点间的通信服务,需要在物理层建立一个专用无线通信系统。为此,本文在手持式软件无线电平台上,为综合业务保障网物理层研制了一个TDD无线通信原型系统,并基于FPGA实现了物理层基带处理器。具体包括:第一,制定了综合业务保障网的TDD制式物理层协议。首先设计了物理信道,按照上层业务速率以及信道带宽的要求,设计了帧结构、时隙结构、信道调制、编码、扩频方案,使得物理信道业务速率最高达277.31kbps,跳频速率210hop/s;之后设计了物理层的基本流程,包括上行同步原理,随机接入流程,节点注册和注销流程,呼叫流程,使终端满足入网、退网、组网、呼叫等通信功能。第二,设计了接收机的时间同步算法和导频信号的信道估计及均衡算法,并完成仿真。时间同步算法采用串行滑动相关法来进行捕获和跟踪,跟踪精度达到?1/10码片精度;在多径信道下,捕获算法采用主径搜索使同步到主径。对导频信号采用了时域信道估计及均衡,以在尽可能低的算法复杂度下达到导频信号对解调性能的要求。第三,详细设计了综合业务保障网物理层基带处理器方案。包括基带处理器总体架构,基带收发链路总体结构,基带数字信号处理关键算法:时间同步、信道估计及均衡,物理层的基本流程:随机接入、节点注册注销、呼叫流程,以及业务信道上的跳频、网络内各设备的时钟同步。第四,工程验证了综合业务保障网超短波TDD无线通信系统方案。利用手持式软件无线电平台,基于FPGA完成相关协议和基带处理算法模块的电路设计、编码、时序仿真,并完成了协议完备性和灵敏度测试。测试结果表明,系统实现了入网、退网、组网、呼叫、跳频等功能,接收机灵敏度高速业务下为-81dBm,低速业务下为-92dBm,满足设计要求。论文研制的超短波TDD无线通信系统,以及实现的基带处理器,具备一定的应用场景,也为后续的开发提供了理论和工程上的参考。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：E27

【参考文献】