基于超寬帶認(rèn)知跳頻系統(tǒng)高性能數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、跳頻通信（FH，F(xiàn)requency Hopping Communications）作為最常用的擴(kuò)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(jìn)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?xiàng)l件限制、支持多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等優(yōu)點(diǎn)，讓跳頻系統(tǒng)成為現(xiàn)代常用的通信系統(tǒng)，也因?yàn)槠湓谶h(yuǎn)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(qiáng)國(guó)們實(shí)現(xiàn)全球戰(zhàn)略優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，更被國(guó)內(nèi)外通信研究的研究者

2、們作為熱點(diǎn)研究。隨著無(wú)線通信的推廣，信息化戰(zhàn)場(chǎng)上針對(duì)于無(wú)線通信的戰(zhàn)爭(zhēng)也發(fā)展了起來(lái)，特別是電子對(duì)抗和電子干擾等，使以無(wú)線通信作為基礎(chǔ)的電磁環(huán)境變得更加復(fù)雜，對(duì)傳統(tǒng)跳頻的安全有效性造成了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。認(rèn)知無(wú)線電（Cognitive Radio，CR）技術(shù)被稱為智能無(wú)線電，是一種能夠自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)電磁環(huán)境并調(diào)整自身參數(shù)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)更快捷便利的通信服務(wù)的技術(shù)，將認(rèn)知無(wú)線電和跳頻技術(shù)結(jié)合起來(lái)，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(dāng)前無(wú)線通信瓶頸的有效途徑。本課題在認(rèn)知無(wú)線電自適應(yīng)跳頻系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了硬件系統(tǒng)的搭建，實(shí)現(xiàn)了一套完整的跳頻通信平臺(tái)。本文的主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　首先，本文對(duì)當(dāng)前跳頻的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，研究了跳頻發(fā)展的歷史背景以及在當(dāng)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(dāng)前社會(huì)和軍事發(fā)展的需求以及認(rèn)知無(wú)線電和跳頻技術(shù)結(jié)合能夠有效促進(jìn)當(dāng)前無(wú)線通信發(fā)展的結(jié)論，并在當(dāng)前已經(jīng)成熟的理論基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)跳

4、頻的硬件平臺(tái)的部分關(guān)鍵技術(shù)。
　　其次，與上位機(jī) PC成員一起研究設(shè)計(jì)了一套適應(yīng)于當(dāng)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(jī)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(kāi)發(fā)了基于網(wǎng)口通信的FPGA程序，實(shí)現(xiàn)了對(duì) PHY芯片和 MAC核的三速自適應(yīng)速率網(wǎng)卡通信通道的配置，保證了上位機(jī)與頂層硬件之間的數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確、快速的傳輸。
　　然后，在底層設(shè)計(jì)了一套積木式的動(dòng)態(tài)參數(shù)配置的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備處理部分，這一部分的

5、設(shè)計(jì)是針對(duì)當(dāng)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(jì)在不影響穩(wěn)定模式系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，簡(jiǎn)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(dòng)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(zhǔn)備處理核心模塊，能夠?qū)⒕W(wǎng)口接收到的數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)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(guò)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算和仿真，完成了上位機(jī)PC與底層FPGA通過(guò)網(wǎng)口通信的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送的流控機(jī)制的