基于超寬帶認知跳頻系統(tǒng)高性能數(shù)據(jù)處理設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、跳頻通信（FH，F(xiàn)requency Hopping Communications）作為最常用的擴頻通信方式之一，是一種按照既定的跳頻序列，同步的改變載波頻率進行信息傳遞的通信方式。跳頻系統(tǒng)頻率高、容量高、信道穩(wěn)定可靠、廣域帶寬、通信不受地理條件限制、支持多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等優(yōu)點，讓跳頻系統(tǒng)成為現(xiàn)代常用的通信系統(tǒng)，也因為其在遠距離上的高性能和高可靠的信息傳輸能力，跳頻系統(tǒng)成為了軍事強國們實現(xiàn)全球戰(zhàn)略優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略目標，更被國內(nèi)外通信研究的研究者

2、們作為熱點研究。隨著無線通信的推廣，信息化戰(zhàn)場上針對于無線通信的戰(zhàn)爭也發(fā)展了起來，特別是電子對抗和電子干擾等，使以無線通信作為基礎(chǔ)的電磁環(huán)境變得更加復雜，對傳統(tǒng)跳頻的安全有效性造成了嚴峻的考驗。認知無線電（Cognitive Radio，CR）技術(shù)被稱為智能無線電，是一種能夠自動識別檢測電磁環(huán)境并調(diào)整自身參數(shù)模式來實現(xiàn)更快捷便利的通信服務(wù)的技術(shù)，將認知無線電和跳頻技術(shù)結(jié)合起來，能夠有效的提升跳頻系統(tǒng)的抗干擾性和安全性，并且充分的利用了頻

3、譜資源，是解決當前無線通信瓶頸的有效途徑。本課題在認知無線電自適應跳頻系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上實現(xiàn)了硬件系統(tǒng)的搭建，實現(xiàn)了一套完整的跳頻通信平臺。本文的主要工作包括以下幾個方面：
　　首先，本文對當前跳頻的發(fā)展現(xiàn)狀進行了分析，研究了跳頻發(fā)展的歷史背景以及在當前發(fā)展現(xiàn)狀下出現(xiàn)的瓶頸，得出了傳統(tǒng)的跳頻技術(shù)已經(jīng)不能滿足當前社會和軍事發(fā)展的需求以及認知無線電和跳頻技術(shù)結(jié)合能夠有效促進當前無線通信發(fā)展的結(jié)論，并在當前已經(jīng)成熟的理論基礎(chǔ)上實現(xiàn)自適應跳

4、頻的硬件平臺的部分關(guān)鍵技術(shù)。
　　其次，與上位機 PC成員一起研究設(shè)計了一套適應于當前系統(tǒng)上層通信的基于LLC幀的協(xié)議，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)在上位機與底層硬件之間以穩(wěn)定的幀格式傳輸、并且被正確的解析，并開發(fā)了基于網(wǎng)口通信的FPGA程序，實現(xiàn)了對 PHY芯片和 MAC核的三速自適應速率網(wǎng)卡通信通道的配置，保證了上位機與頂層硬件之間的數(shù)據(jù)能夠準確、快速的傳輸。
　　然后，在底層設(shè)計了一套積木式的動態(tài)參數(shù)配置的數(shù)據(jù)準備處理部分，這一部分的

5、設(shè)計是針對當前系統(tǒng)由多種通信決定因子組合而成的眾多通信模式的情況，設(shè)計在不影響穩(wěn)定模式系統(tǒng)正常運行的情況下，簡便高效的添加新模式的積木式模塊，并增加了方便于調(diào)試和更改系統(tǒng)參數(shù)的動態(tài)參數(shù)配置部分，是一套規(guī)范統(tǒng)一接口的數(shù)據(jù)準備處理核心模塊，能夠?qū)⒕W(wǎng)口接收到的數(shù)據(jù)以標準的格式提供給后端調(diào)制模塊，并處理了包括模式轉(zhuǎn)變、命令解析等操作。
　　最后，經(jīng)過了嚴謹?shù)挠嬎愫头抡?，完成了上位機PC與底層FPGA通過網(wǎng)口通信的非實時數(shù)據(jù)傳送的流控機制的