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自適應(yīng)跳頻電臺跳頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析

2017-11-14 | rar | 0.5 MB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

 1、設(shè)計(jì)摘要
  本設(shè)計(jì)定位為一話音跳頻通信系統(tǒng),采用 Logistic混沌系統(tǒng)產(chǎn)生跳頻序列,同時采用一種同步字頭法與等待跟蹤法相結(jié)合的新型同步方案——動態(tài)雙頻同步方案實(shí)現(xiàn)同步。理論分析和仿真試驗(yàn)均表明該方案實(shí)現(xiàn)方法簡單、抗干擾性能優(yōu)越、且同步建立迅速,具有很好的靈活性。在硬件實(shí)現(xiàn)上,擬在Virtex-II PRO(V2-Pro)開發(fā)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)完成三個跳頻電臺(即3個用戶)的收發(fā)信機(jī),并加載相應(yīng)信號,建立3個用戶的同步通信,完成一小型跳頻局域網(wǎng)的FPGA建模工作。三部跳頻電臺之一加載話音信號,采用開發(fā)系統(tǒng)中的音頻編解碼模塊實(shí)現(xiàn),另外兩部電臺加載隨機(jī)數(shù)發(fā)生器所生成的二進(jìn)制信號。根據(jù)電臺話音通信質(zhì)量情況可以對系統(tǒng)性能作出定性的評價(jià),而本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的誤比特率計(jì)算模塊的輸出結(jié)果可以為系統(tǒng)性能評定給出定量的依據(jù)。
  2、系統(tǒng)原理與技術(shù)特點(diǎn)
  1、應(yīng)用背景與研究意義
  通信對抗作為電子戰(zhàn)的一個重要組成部分,已得到各方的高度重視。采用跳頻方式進(jìn)行通信是一種有效的通信手段。
  自適應(yīng)技術(shù)與跳頻技術(shù)相結(jié)合形成自適應(yīng)跳頻技術(shù),是近年來跳頻通信重要的一個發(fā)展方向。自適應(yīng)跳頻是將跳頻頻率點(diǎn)與干擾的出現(xiàn)聯(lián)系起來,在跳頻頻段出現(xiàn)較大帶寬的干擾時,系統(tǒng)能夠自動識別干擾,實(shí)時自適應(yīng)地改變跳頻圖案,跳到?jīng)]有干擾的頻段上去,以克服部分頻帶干擾的影響。法國的PR4G戰(zhàn)斗跳頻電臺具有自適應(yīng)跳頻功能,當(dāng)敵方施放寬帶干擾時,電臺能夠自動切換到未被干擾信道上進(jìn)行搜索,整個跳頻通信網(wǎng)可以自動的轉(zhuǎn)到無干擾或未被占用的頻率上工作。干擾停止后可以自動回到原來的跳頻方式工作,這種電臺在40%的跳頻信道受到干擾時,依然能夠使話音可懂。
  國內(nèi)首創(chuàng)的“多合一”的自適應(yīng)技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用到新一代的短波戰(zhàn)術(shù)跳頻通信系統(tǒng)中。實(shí)際通信表明:自適應(yīng)跳頻電臺能夠有效利用50%左右的現(xiàn)有信道。由此可見,采用這種自適應(yīng)跳頻設(shè)計(jì)思想的第二代跳頻電臺,是大勢所趨。因?yàn)樾乱淮l電臺的工作靈活性更大,可靠性更好,保密性更強(qiáng),能夠適合在各種復(fù)雜的電磁環(huán)境下進(jìn)行可靠的通信。現(xiàn)代自適應(yīng)通信實(shí)際電路的中斷率可減少,線路利用率可提高,平均在的內(nèi)信道誤碼率可以保持在,因而給高頻通信,特別是軍用通信帶來明顯的好處。但自適應(yīng)通信由于增加了頻率避擾功能,因此通信中會有多次同步,對失步后的再同步能力要求更高。另外現(xiàn)代軍用跳頻通信中,提高抗干擾性能最有效的方式就是提高跳頻速率,跳速的提高也對同步的速度提出更高的要求。因此,研究一種針對自適應(yīng)跳頻通信的高效同步方案顯得極為迫切。
  2、系統(tǒng)原理及系統(tǒng)框圖
  (1)自適應(yīng)雙頻跳頻通信系統(tǒng)(與動態(tài)雙頻跳頻同步方案相對應(yīng)的自適應(yīng)通信系統(tǒng))
  雙頻同步方案已被理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)證明具有良好的同步性能,以三個用戶為例,該方案可描述如下(見圖1):
  首先,所有用戶的跳頻序列發(fā)生器設(shè)置相同的初始狀態(tài),即具有相同密鑰μ和x0,當(dāng)通信雙方只有一方開機(jī)或兩方都未開機(jī)時,系統(tǒng)在預(yù)置頻率上等待,不進(jìn)行通信;都已開機(jī)后,用戶在控制信號作用下從等待狀態(tài)轉(zhuǎn)為工作狀態(tài);
  接著,每個用戶在事先分配好的時隙內(nèi)按照雙頻同步方案完成同步,即f11傳輸信息過程中,f21已經(jīng)產(chǎn)生并準(zhǔn)備好起跳,直到f11結(jié)束,馬上轉(zhuǎn)換到f21進(jìn)行通信,與此同時,f11向f31跳轉(zhuǎn),建立f31后等待,直到f21通信結(jié)束,系統(tǒng)轉(zhuǎn)到f31上進(jìn)行通信,同時f21向f41跳轉(zhuǎn),…,如此循環(huán)下去,系統(tǒng)始終保持在兩個交替向前動態(tài)變化的頻率上進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)信息的保密傳輸;
  最后,若其中某個用戶在連續(xù)M個時隙內(nèi)無消息發(fā)送,則認(rèn)為該用戶已下線,否則認(rèn)為該用戶出現(xiàn)故障或?yàn)檫t入網(wǎng)用戶。M值可根據(jù)系統(tǒng)要求及應(yīng)用環(huán)境確定。
自適應(yīng)跳頻電臺跳頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案分析
 圖1 多用戶跳頻通信系統(tǒng)雙頻同步方案
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