基于FPGA的跳频通信系统开发

为了提高通信的抗干扰和保密性,对跳频通信进行了研究,通过分析跳频通信的实现方式,提出基于FPGA的跳频通信系统实现方案。该方案中发端信号采用QPSK调制,接收端采用超外差接收以达到减少噪声和提高接收灵敏度的效果,接收端跳频同步采用等待自同步的跳频捕获和基于延迟锁相环的跳频跟踪。测试结果表明所设计的跳频通信系统可以正确实现跳频通信。与传统跳频通信实现方案相比,该方案具有灵活性强、开发周期短、开发费用低等优点。     

Logistic 映射的差分跳频信号源的仿真

通过深研究差分跳频系统的结构特点,提出了一种Logistic 映射G函数的差分跳频信号源的仿真方法,主要包括G函数、跳频图案、波形设计等模块的仿真,并对所产生的跳频序列的性能进行了检验.仿真结果和性能分析表明,该方法能够较好的模拟典型的差分跳频信号的主要特征,且其信号具有较好的随机性、均匀性,不仅可为差分跳频通信研究提供良好的信号源,而且可以为实际的差分跳频系统的设计提供参考.     

超高速跳频信号源的设计与实现

跳频速率和带宽是决定跳频系统抗干扰性能的重要参数。基于软件无线电设计思想和架构,研究超高速宽带跳频信号源的关键技术与实现方法。在以FPGA为核心的数据处理模块上进行基带信号产生,并通过FPGA对AD9957的控制,结合乒乓操作,使跳频切换的不稳定时间限制在纳秒级,最终实现中频频段的高速跳频信号产生。测试表明,基于该技术设计的超高速跳频信号源能够稳定实现40~240 MHz宽频带范围内200 k Hops/s跳频信号有效模拟。最后分析了超高速跳频信号源的抗干扰性能,并给出了实验结果。     

数字跳频快速同步方案设计与FPGA实现

本文设计了一种全数字高效的跳频同步方法,详细介绍了其基于FPGA硬件平台的实现方案.此方案采用了快速出局捕获和计数跟踪的方法,并用Verilog HDL进行电路描述.后仿真验证表明,在信噪比为-12dB的情况下仍能在短时间内达到精确同步.该方案具有抗干扰能力强,捕获时间短,结构简单等优点.在跳频通信中具有广泛的应用前景.     

异步串行通信的研究与实现

为提高串行通信在实际应用中的抗干扰能力,设计实现一种异步串行通信方法。通信数据采用差分曼彻斯特编码,根据编码特点获取同步时钟来对传输数据进行解码和接收。本文基于FPGA实现了异步串行通信的发送模块、编码模块、解码模块和接收模块,并对该通信方法进行实际测试验证。测试结果表明,本文给出的异步串行通信方法稳定可行。     

一种高速跳频信号的数字信道化宽带接收设计

跳频通信作为一种新型的通信体制,具有很强的抗截获、抗搜索、抗干扰、抗对抗等特点。美国及北约国家装备的战术信息分发系统以及地面、舰载、机载跳频电台和敌我识别系统等,均采用了跳频通信体制,具有高度的保密性和抗干扰性能。针对高速跳频信号频带宽、频点多且跳频速度快不利于快速检测的特点,提出了利用两片ADRV9009射频捷变芯片将高速跳频信号变换成零中频信号后,送FPGA经多相滤波数字信道化后完成多路通道信号接收处理的方案。该设计不仅简化了整个高速跳频信号前端宽带接收处理的流程,减小了前端模拟信道接收设备的体积,降低了系统的功耗,同时基于FPGA实现多相滤波的数字信道化设计大大增加了系统的灵活性,提高了后端高速跳频信号的检测和识别概率。     

基于FPGA的差分跳频信号处理器的设计与实现

针对工程应用要求,采用软件无线电的体系结构,设计了一种具有宽带-软跳频特点的差分跳频通信系统方案。在现场可编程门阵列(FPGA)通用硬件平台上,采用Xilinx公司推出的用于数字信号处理的系统生成器(system generator for DSP)设计工具,对系统的核心模块差分跳频信号处理器进行了建模设计,并仿真验证了方案的可行性和设计的正确性,对差分跳频通信系统的工程设计具有一定的参考价值。采用基于模型的设计方法,避开了传统基于HDL语言编程的设计方法,使整个设计工作更加简单、高效,大大缩短系统的开发周期,节约成本。     

基于DSP/FPGA的超高速跳频系统基带设计与实现

介绍某超高速跳频通信系统基带部分的设计与实现,该系统选用2FSK调制方式,并选择合适跳频频带以抑制镜像频率;讨论了跳频器、跳频序列、快速位同步以及跳频图案同步以及跳频信号解调等跳频通信系统的关键技术,给出了基于DSP和FPGA的发射/接收系统的详细软/硬件架构设计及关键核心模块的设计方案,最后给出系统的实测结果。     

GMSK调制器的FPGA实现

GMSK（高斯最小移频键控）信号优良的频谱特性在跳频通信中有广阔的应用前景。本文分析了GMSK调制器的设计理论，给出了一种全数字实现结构并在FPGA上加以实现。仿真结果表明,这种数字实现结构产生的GMSK基带信号具有良好的功率谱及眼图，同时能够有效避免两条支路信号幅度及正交载波相位失衡。     

一种高速跳频速率下的DS/FH系统的设计

随着现代通信抗干扰能力需求的增加,对混合扩频系统的研究越来越深入,而高速跳频系统的实现,则适应了当前无线通信对强抗干扰能力的需求。本文设计并实现了一种适用于高速跳频的DS/FH混合扩频系统下的跳频捕获和直扩伪码捕获方法,并采用了具有鲁棒性的非相干数据解调技术,完成了系统的FPGA实现和调试。实际测试表明,系统能够实现在一定的扩频增益和20000hop/s的跳频速率下,传输速率大于19.6kbit/s,满足工程需要。     

基于混沌序列的跳频信号源FPGA设计与实现

提出了一种基于混沌序列的跳频信号源的设计及硬件实现方法;该方法基于FPGA技术,以Logistic混沌映射电路作为跳频序列发生器,以直接数字频率合成器作为跳频信号源的基础;在FPGA上完成数字频率合成,并利用高性能的AD9777实现数模转换;实验测试结果表明,该信号源在2MHz～32MHz频率范围内,实现了16个频点的跳变频率且性能良好,能够满足实际工程的需要。     

基于FPGA＋DSP的跳频电台传输系统

高速率跳频、高带宽技术是提高跳频发射机性能的关键,本文结合软件无线电思想和架构,提出一种基于FPGA＋DSP的跳频电台传输系统的设计方案,该系统兼容多种调制方式和跳频速率及数码率。系统采用上下变频器作为系统基带信号与中频信号之间的频率转换器,还给出了系统电路原理图和程序流程图。     

基于混沌序列的水声差分跳频G函数仿真

基于保密通信、组网通信的考虑,提出将差分跳频技术应用于水声通信并给出了系统模型,可以克服传统跳频通信的数据率不高和同步困难等不足.从CHESS电台G函数产生的跳频图案的缺点出发,利用混沌序列构建出新的G函数,将混沌序列按照一定的方法分割,冉将数据信息调制在随机序列上用以产生跳频号,对新旧G函数产生的跳频图案进行了性能检验和仿真分析.结果表明,新的G函数产生的跳频序列有良好的均匀性、随机性,应用于水下通信可以更好的抗水下干扰和多途,实现保密通信和组网要求.     

水声跳频信号源的硬件平台技术研究

构建了一种基于单片机89C52和DDS芯片AD9831产生水声跳频通信信号的硬件平台。研究了水声跳频图案与混沌跳频序列的特点、跳频通信的数据帧结构,并将跳频编码与FSK调制算法付诸于硬件平台中实现,发射的跳频信号可以控制接收装置的工作状态,外场水库的水声通信试验结果验证了硬件方案的可行性。     

基于决策树的自适应跳频通信系统的研究

自适应跳频通信系统比常规跳频通信系统有着更强的抗干扰能力。本文基于决策树的方法构建一个含多种自适应方式的跳频通信系统，对系统的结构、功能、工作原理进行分析，为该系统在军事通信中的应用提供了一定的参考。     

基于MAX2830和FPGA的软件无线通信平台研究

根据物联网应用背景和技术需求，设计了基于MAX2830和FPGA的无线通信系统架构。针对射频收发电路，采用MAX2830零中频电路方案实现2.4 GHz的信号收发电路；针对数字基带处理单元，在FPGA上进行通信算法优化移植研究，设计了开放式的自有协议，其兼容BLE通信协议，免于授权。对系统性能的测试验证了平台的可行性，最大发射功率达19.73 dBm,接收灵敏度达-88 dBm,支持的频偏范围符合接收需求。基于此软件无线电平台可以动态重建通信体制和模式，适用于多种通信场景，具有重要工程应用及研究价值。     

高速／变速跳频同步技术

跳频通信具有很强的抗干扰、抗衰落、抗截获能力。跳频速率、跳频带宽和跳频频点数是跳频通信主要的性能参数,而跳频同步则是跳频通信的关键技术。为了提高抗干扰能力,必须采用较高的跳频速率,采用可靠快速的跳频同步方法。以DSP＋DDS为支撑的宽带高速／变速跳频系统的跳频器可输出直接射频调制信号。基于相关码联合差错控制的快速跳频同步方法,有较短的初始同步时间及迟入网进入时间,具有较强的抗噪声干扰性能。     

基于FPGA的高精度频率计

为了满足硬件工程师对高精度和高带宽测频仪器的需求,设计一种基于FPGA的高精度频率计。频率计包括外围的电压跟随电路和串口通信电路以及FPGA上的分频器模块、频率计量模块和串口通信模块,并使用Altera公司的Cyclone Ⅳ芯片作为控制核心。首先待测信号经过电压跟随器的稳压和隔离,然后将稳压信号接入分频器模块,分频器模块会把频率信号以1 kHz为界限分为低频和高频信号,并对低频信号和高频信号分别采用周期测频法和脉冲计数法测频。测量的频率数据可实时通过串口上传至上位机。经过测试,频率计能够实现1 Hz的精度、200 MHz的测频带宽以及多通道检测。     

基于无线跳频通讯的液压支架工作状态无线采集和监测系统的研究

针对煤矿井下综采工作面液压支架机械状态信息获取困难,无法监测其工作状态的问题,提出了一种基于无线跳频通讯感知液压支架工作状态的方法,设计了无线感知传感器,它利用电阻式应变片将压力、应力等力学信号转化为电信号,通过无线收发模块进行数据交换。开发了基于C8051F020和nRF905射频电路的无线收发模块,模块之间通过无线跳频的方式通讯,在多个信道进行数据传输,可避免同频信号对传输数据的干扰。基于IEEE 802.11相关协议,采用CSMA/CA、RTS/CTS/DATA/ACK握手机制和CRC差错校验机制,可确保无线通信的可靠性。考虑液压支架的支护状态和安全强度,提出了液压支架安全程度分级方法,实现对液压支架机械故障的预警,进而为液压支架的寿命管理提供可靠的数据支撑。     

基于FPGA 的高速数据采集系统设计

为了实现高速、连续采样的数据采集系统,介绍了一种基于FPGA 的高速数据采 集系统的构成及技术实现。采用FPGA 作为主控制器,USB2. 0 协议标准传输数据,设计了数 据采集系统的硬件电路,包括模拟信号滤波整形电路,高速AD 接口电路,USB 接口电路等, 实现了对数据的高速连续采集。设计了系统应用软件,包括数据采集板的FPGA 程序和USB 固件程序,上位机应用软件等。实验测试结果表明,系统结构灵活,性价比高,抗干扰能力 强,各项指标均已达到了设计时的要求,具有广泛的实用性。