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短波扩频猝发通信系统的DSP+FPGA实现方案
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2014-11-11
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简要叙述短波扩频猝发通信系统的DSP+FPGA实现方案
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引言
短波通信是一种能进行远距离传输,而对电台的 要求相对较低的通信系统。短波具有
的远距离通信能力和电台具有的较高机动性等特点,使其在军事通信领域中具有重要的应
用价值。然而,短波信道频带窄,传播 特性不稳定,干扰严重,信号易被敌人截获、测向
和干扰。一种有效的抗干扰措施就是将扩展频谱通信技术及猝发通信技术应用于短波通信
中,进行短波超快速扩频 猝发通信。随着现代通信技术的飞速发展,特别是扩频技术在第
三代移动通信中的成功应用,为实现短波扩频通信和猝发扩频数据传输奠定了技 术基础。
超大规模集成电路和高速信号处理器高效的处理能力和处理速度也为实现短波猝发扩频数
据传输提供了良好的硬件平台。
本文首先给出了一种 DS-QPSK 短波扩频猝发通信的系统方案,着重对其中的同步捕获
技术进行了研究,采用滑动相关法来实现序列的同步,并运用 Matlab 工具对其进行了仿真。
然后采用 TMS320VC
33 、 TMS320VC5509 和
ALTERA 公 司 的 Cyclone 系 列
FPGA
构 建 了 硬 件 平台 , 给 出
了 DSP+FPGA 的混合硬件实现方案。
短波扩频猝发通信系统方案
系统构成
本系统采用了直接序列扩频技术来实 现无线短波数据的发送和接收。具体实现是用 32
位的沃尔什序列对信息速率为 2.4Kbps 的数据进行直接序列扩频。在接收端利用扩频码的
正交性对数据进行 相关解扩,恢复出原始信息,并且由于 QPSK 调制技术抗噪声性能强,
频谱利用率高,结构简单,所以这里采用它作为数据调制方式。数据传输采用超快速猝发
通 信方式,即每次通信的时隙限定在 100ms 左右,发送时隙随机分布,难以被捕获和干扰。
每个时隙的数据发送前要发送一段同步头,用来完成扩频码的识别、扩 频码的同步、帧同
步和频差估计等任务,接收端根据同步头获得的信息对数据进行解扩恢复。为了改善性能
运用 RAKE 接收技术来接收数据,为了进一步提高系 统的抗干扰能力,还对信息进行了
1/2 卷积编码,接收端采用 Viterbi 译码。系统的基本框图组成如图 1 所示,分成发射和接收
两部分,分别完成数据的发 送和接收功能。
系 统同步方案
对于扩频系统,接收机要从接收信号中恢复发送的数据信息,必须对接收信号进行解
扩。解扩的实现依靠本地产生与发送端相同的扩频序列,并且要求与接收信号扩 频序列同
步,这是扩频系统中非常重要的环节。
扩频序列的同步分为捕获和跟踪两个阶段。捕获阶段完成扩频序列的粗同步,将收、
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zhaoweimincq
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