認知跳頻系統(tǒng)通信協(xié)議設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、跳頻通信技術(shù)是一種通信收發(fā)雙方同步改變載波頻率來傳遞信息的通信方式，具有良好的抗干擾、抗截獲能力。但隨著信道電磁環(huán)境日益復雜多變、干擾技術(shù)不斷升級，傳統(tǒng)跳頻通信已無法滿足現(xiàn)代通信特別是軍事通信的要求，因而提出了認知跳頻通信技術(shù)。認知跳頻通信技術(shù)將認知無線電技術(shù)與跳頻通信技術(shù)有機地結(jié)合起來，通過對頻譜環(huán)境進行探測分析，尋找頻譜空洞或可用頻段進行通信，可以增強復雜電磁環(huán)境中跳頻電臺的適應(yīng)性，削弱電臺之間的相互干擾，提高頻譜資源的利用率，成為

2、目前解決傳統(tǒng)跳頻困境的有效途徑之一。
　　本文針對認知跳頻系統(tǒng)通信協(xié)議進行了研究，提出適用于認知跳頻系統(tǒng)的多鏈路高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，主要包括以下方面：（1）根據(jù)當前系統(tǒng)所要實現(xiàn)的定、跳頻數(shù)據(jù)通信和頻譜感知功能，設(shè)計了包含波形、速率、編碼等參數(shù)的命令幀，以及攜帶用戶數(shù)據(jù)的信息幀。同時為了實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)高速穩(wěn)定傳輸以及底層數(shù)據(jù)處理連續(xù)高效，設(shè)計了控制上位機與底層之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧骺貛?。?）針對用戶數(shù)據(jù)與頻譜感知信息需要經(jīng)由不同的通信鏈路進

3、行傳輸，并且需要將頻譜感知的決策參數(shù)經(jīng)由高可靠的公共控制鏈路進行傳輸，本系統(tǒng)在上位機與底層之間建立了用戶數(shù)據(jù)通信信道、頻譜感知數(shù)據(jù)信道和感知結(jié)果反饋信道，實現(xiàn)了用戶數(shù)據(jù)和感知信息的獨立傳輸，并使收發(fā)雙方依據(jù)信道情況智能改變通信頻率、調(diào)制方式、速率等參數(shù)，進而實現(xiàn)高速可靠信息傳輸。（3）針對本認知跳頻系統(tǒng)中非實時系統(tǒng)的上位機與實時系統(tǒng)的底層硬件平臺之間通信時反饋延遲較大，本文提出了非實時操作系統(tǒng)下的一般流控機制，并對其進行了改進，設(shè)計了上

4、位機主動停止式流控機制，能夠極大地節(jié)省底層FPGA內(nèi)存空間、減少對延遲命令的響應(yīng)以及提高數(shù)據(jù)傳輸效率。（4）基于本認知跳頻系統(tǒng)的多鏈路傳輸幀架構(gòu)設(shè)計，在上位機軟件平臺中進行用戶數(shù)據(jù)的組幀和解幀，實現(xiàn)了命令幀、信息幀的傳輸和控制，完成了用戶數(shù)據(jù)和頻譜感知數(shù)據(jù)的傳輸。
　　在完成通信協(xié)議的設(shè)計和實現(xiàn)后，本文對認知跳頻系統(tǒng)通信協(xié)議中影響流控機制的反饋時延以及在此協(xié)議下數(shù)據(jù)的通信速率進行了測試和分析，并通過誤碼率測試功能對通信幀和感知幀的