基于FPGA的跳頻復(fù)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn).pdf

1、VHF通信系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于近海以及內(nèi)河航運(yùn)中，是船舶遇險(xiǎn)和安全通信體系的重要組成之一，是水上搜救、通航管理不可缺少的通信手段。無(wú)線移動(dòng)自組織網(wǎng)絡(luò)(Ad Hoc)由一組帶有無(wú)線收發(fā)的移動(dòng)終端構(gòu)成的臨時(shí)性系統(tǒng)，其可以實(shí)現(xiàn)甚高頻(VHF)超視距傳輸。由此，相關(guān)研究課題提出了基于單片機(jī)和VHF收發(fā)機(jī)組成的船舶無(wú)線移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)，其中跳頻復(fù)用方案是該課題研究中首次提出的多任務(wù)處理技術(shù)但是由于單片機(jī)存在主頻不夠高和單線程處理等缺陷，影響了該系統(tǒng)的進(jìn)一步

2、應(yīng)用。因此，筆者針對(duì)該系統(tǒng)存在的問(wèn)題，提出采用FPGA實(shí)現(xiàn)跳頻復(fù)用系統(tǒng)的改進(jìn)方案。
　　 本文利用FPGA的多線程處理和高速運(yùn)算能力，設(shè)計(jì)了基于FPGA的跳頻復(fù)用系統(tǒng)，改進(jìn)了《基于Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的海上移動(dòng)通信系統(tǒng)》課題中的多任務(wù)處理功能。跳頻復(fù)用系統(tǒng)是將復(fù)用技術(shù)與跳頻技術(shù)結(jié)合，以時(shí)分復(fù)用的形式，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化語(yǔ)音、數(shù)據(jù)多路信息的傳輸方式。本系統(tǒng)以Xilinx公司Spartan-Ⅲ系列的FPGA作為核心控制器，采用Verilog H

3、DL語(yǔ)言進(jìn)行編程，控制多路數(shù)據(jù)信號(hào)的跳頻復(fù)用過(guò)程；采用直接數(shù)字頻率合成器代替了VHF收發(fā)機(jī)產(chǎn)生不同的跳頻載波，克服了VHF收發(fā)機(jī)頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)；依據(jù)跳頻復(fù)用通信方案，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了信道編碼和GMSK調(diào)制，完成了多路信號(hào)的采集、處理、存儲(chǔ)、發(fā)送，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的多路信息數(shù)據(jù)和語(yǔ)音數(shù)據(jù)的跳頻發(fā)送。仿真結(jié)果表明：基于FPGA的跳頻復(fù)用通信系統(tǒng)明顯提高了多路數(shù)據(jù)的并行處理速度；DDS的載波發(fā)生器大大減少跳頻復(fù)用系統(tǒng)的頻率切換時(shí)間，改善