跳频同步技术研究与基带帧结构设计

• 作 者: 王鹏
• 发表日期: 2009年01期
• 关键词: 跳频 跳频同步 基带 FPGA

跳频通信以其抗干扰、抗衰落、抗截获能力强,兼有多址组网应用等诸多优点,不但在军事通信中得到广泛应用,用以保障部队在恶劣的战场电磁环境下建立可靠的通信,而且在民用移动通信中也得到了广泛应用。跳频通信作为扩展频谱通信的一种,目前已经成熟,基于跳频技术的战术电台在军事通信中得到了广泛地应用。但是传统的战术跳频电台都是为模拟话音或数字话音的传输而设计的。军事通信系统要求具备数字化信息高速传输的能力。为话音通信而设计的传统的战术跳频电台己无法满足现代战场环境中高速数据可靠传输的要求。基于这样的背景,本课题研究基于跳频技术的高速数据通信系统,主要研究跳频数据通信系统的关键技术—跳频同步技术及其实现。跳频通信的同步是跳频通信系统中最为关键的问题。本文对跳频同步技术进行较为深入的研究,对目前实用的战术跳频电台所采用的同步头方案进行系统地分析和比较,在此基础上,对原有的同步字头法进行改进,充分考虑系统对于同步的要求,兼顾同步的坚固性和可维持性,综合设计了一套适合本课题的同步方案,该方案具有一系列传统的跳频同步方案不具备的优点:支持高跳变速率、初始同步时间和迟后入网同步时间较短、同步保持时间长且不受传统的跳频通信干扰机的干扰等。同时还进行了迟后入网同步和勤务同步等同步进程的设计,并对该方案的同步性能进行了理论分析。为了实现该同步方案,本文根据实际的需求,对跳频帧结构和跳频时序方面进行具体分析,在此基础上设计了基带部分数据处理流程,然后基于FPGA设计并实现了基带处理、同步头检测和跳频控制电路模块。通过分析相关电路模块的仿真和功能测试结果,验证了本文提出的同步方案能够满足需求,性能达到了预期的设计目标,实验证明该跳频同步设计简易可行,具有一定的应用价值和参考价值。