《基于短波信道模拟器的应用平台及主要算法设计（学位论文-工学）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于短波信道模拟器的应用平台及主要算法设计（学位论文-工学）（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、华 中 科 技 大 学硕 士 学 位 论 文基 于 短 波 信 道 模 拟 器 的 应 用 平 台 及 主 要 算 法 设 计姓 名 ： 汤 玉 宇申 请 学 位 级 别 ： 硕 士专 业 ： 微 电 子 学 与 固 体 电 子 学指 导 教 师 ： 吴 国 安20090525华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文摘 要短 波 通 信 在 军 用 通 信 领 域 得 到 广 泛 应 用 。 现 在 短 波 信 道 的 主 要 测 试 方 法 为 外 场 测试 ， 其 成 本 高 ， 受 地 理 环 境 和 天 气 因 素 影 响 很 大 ， 不 可 重 复 试 验 。 因 此 ， 有
2、必 要 研 究一 种 可 在 室 内 测 试 ， 可 模 拟 各 种 环 境 因 素 ， 可 重 复 试 验 的 短 波 信 道 模 拟 器 。本 文 首 先 对 短 波 信 道 的 特 性 进 行 了 分 析 和 研 究 ， 选 取 了 Watterson 模 型 作 为 信 道仿 真 的 数 学 模 型 ， 并 以 此 为 基 础 进 行 系 统 设 计 。 在 综 合 考 虑 系 统 的 设 计 方 案 基 础 上 ，进 行 模 块 划 分 ， 并 规 划 出 各 模 块 的 软 硬 件 框 图 。 系 统 选 取 TI 公 司 的 TMS320C6416tDSP 为处理器，并以此为核心
3、进行设计，分为主控板，模拟多径通信的信号处理板，以 及 合 路 板 三 个 功 能 模 块 。本 文 设 计 了 基 于 TMS320C6416t DSP 的 应 用 平 台 。 主 要 包 括 EMIF 接 口 的 设 计 以及 其 与 FIFO 之 间 的 通 信 ， EDMA 传 输 设 计 ， 以 及 基 于 FLASH 烧写的 BOOTLOADER设 计 。 通 过 逻 辑 分 析 仪 ， 数 字 示 波 器 等 对 数 据 传 输 进 行 测 试 ， 验 证 了 所 搭 建 的 平 台 是成 功 的 。论 文 着 重 对 基 于 Watterson 短 波 信 道 模 型 的 主
4、要 算 法 进 行 了 分 析 ， 包 括 具 有 高 斯功 率 谱 的 抽 头 因 子 G i (t) 的 产 生 ， 高 分 辨 率 小 延 时 和 IQ 正 交 解 调 模 块 。 其 中 ， 对Watterson 模 型 的 核 心 模 块 ， 即 实 时 高 速 高 斯 因 子 G i (t) 的 产 生 过 程 进 行 了 详 细 的 介 绍和 验 证 。本 文 在 最 后 对 短 波 信 道 模 拟 器 现 阶 段 工 作 进 展 进 行 了 总 结 ， 并 对 今 后 工 作 的 重 点难 点 进 行 了 展 望 。关键词： Watterson 模 型 ， DSP， 高 斯 型
5、 功 率 谱 ， 插 值 滤 波 器I华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文AbstractHF communication is used widely in the military communication field. Now, HFchannel test is usually carried in external field. This method cost much, is affected bygeography and weather greatly, and test unrepeatable. So, its necessary to research a
6、HFChannel Simulator, which can test in internal field repeatable, and simulate within variedchannel condition repeatable.This article researches the characteristic of HF channel firstly, then chooses WattersonMode as the mathematic mode, and designs system base on this mode. It divides modulesaccord
7、ing to the function, designs the hardware and software blueprint of the module. TIsTMS320C6416t DSP is chosen as the processor, which is the core of the system. Thefunction modules are controlling module, the processing module which simulating themulti-path and the addition module.This article desig
8、ns the application platform base on the TMS320C6416t DSP. Itincludes the design of EMIF interface and the communication with FIFO, the design ofEDMA transmission, the design of BOOTLOADER base on the flash burning. Then we testthe system with oscillograph and logic analyzer, to prove it successful.T
9、hen, the article discusses the main algorithms of HF Channel Simulator base onWatterson mode. It includes the generation of G i (t) factor with gauss power spectrum,the delay of high precision, and the quadrature demodulator. Especially, the generation ofG i (t) is the core of the Watterson module.
10、So, we introduce and discuss the design indetail.At last, the article summarizes the step of HF Channel Simulator as yet, and bringsforward the crucial and difficult points for the future.Keywords: Watterson mode, DSP, Gaussian power spectrum, Interpolated filterII独创性声明本 人 声 明 所 呈 交 的 学 位 论 文 是 我 个
11、人 在 导 师 的 指 导 下 进 行 的 研 究 工作 及 取 得 的 研 究 成 果 。 据 我 所 知 ， 除 文 中 已 标 明 引 用 的 内 容 外 ， 本 论 文 不包 含 任 何 其 他 人 或 集 体 已 经 发 表 或 撰 写 过 的 研 究 成 果 。 对 本 文 的 研 究 做 出贡 献 的 个 人 和 集 体 ， 均 已 在 文 中 以 明 确 方 式 标 明 。 本 人 完 全 意 识 到 本 声 明的 法 律 结 果 由 本 人 承 担 。学 位 论 文 作 者 签 名 ：日 期 ： 年 月 日学位论文版权使用授权书本 学 位 论 文 作 者 完 全 了 解 学
12、校 有 关 保 留 、 使 用 学 位 论 文 的 规 定 ， 即 ：学 校 有 权 保 留 并 向 国 家 有 关 部 门 或 机 构 送 交 论 文 的 复 印 件 和 电 子 版 ， 允 许论 文 被 查 阅 和 借 阅 。 本 人 授 权 华 中 科 技 大 学 可 以 将 本 学 位 论 文 的 全 部 或 部分 内 容 编 入 有 关 数 据 库 进 行 检 索 ， 可 以 采 用 影 印 、 缩 印 或 扫 描 等 复 制 手 段保 存 和 汇 编 本 学 位 论 文 。保 密 ， 在 年 解 密 后 适 用 本 授 权 书 。本 论 文 属 于不 保 密 。（ 请 在 以 上
13、方 框 内 打 “”）学 位 论 文 作 者 签 名 ： 指 导 教 师 签 名 ：日 期 ： 年 月 日 日 期 ： 年 月 日华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文1 绪 论1.1 课题来源与背景按 照 国 际 无 线 电 咨 询 委 员 会 (CCIR)的 划 分 ， 短 波 是 指 波 长 为 100m10m、 频 率 为3MHz30MHz 的 电 磁 波 。 利 用 短 波 进 行 的 无 线 电 通 信 称 为 短 波 通 信 ， 又 称 高 频 (HF)通 信 。 实 际 上 ， 为 了 充 分 利 用 短 波 近 距 离 通 信 的 优 点 ， 短 波 通 信 实 际
14、使 用 的 频 率 范 围为 1.5MHz30MHz1 。作 为 短 波 通 信 系 统 的 一 部 分 ， 对 短 波 信 道 特 性 的 研 究 是 人 们 十 分 关 注 的 问 题 。 短波 信 道 属 于 时 变 色 散 信 道 ， 它 具 有 时 间 、 频 率 和 空 间 三 种 选 择 性 衰 落 ， 它 直 接 影 响 着通 信 系 统 的 性 能 。 现 在 对 短 波 通 信 系 统 设 计 及 短 波 通 信 对 抗 装 备 的 鉴 定 、 验 收 试 验 工作 主 要 靠 外 场 试 验 完 成 。 外 场 试 验 系 统 的 最 大 优 点 在 于 试 验 信 道
15、环 境 的 真 实 性 。 但 外场 试 验 系 统 的 局 限 性 也 非 常 明 显 。 它 的 真 实 信 道 环 境 受 限 于 试 验 场 区 的 环 境 ， 而 在 试验 场 区 人 为 地 改 变 信 道 参 数 ， 营 造 各 种 不 同 的 无 线 信 道 环 境 几 乎 是 不 可 能 的 。 因 此 它存 在 受 气 候 条 件 限 制 、 机 动 性 差 、 试 验 成 本 高 、 不 可 重 复 试 验 等 一 系 列 缺 点 。 与 之 相比 ， 信 道 模 拟 系 统 具 有 可 以 根 据 试 验 需 要 制 造 各 种 典 型 信 道 特 性 环 境 和 电
16、磁 环 境 ； 能够 模 拟 的 地 域 跨 度 大 ， 不 受 气 候 条 件 限 制 ， 可 以 随 时 重 复 相 同 环 境 下 的 试 验 ； 试 验 成本 很 低 ； 试 验 周 期 较 短 等 一 系 列 优 点 。要 建 立 仿 真 试 验 系 统 ， 仿 真 模 型 的 选 择 是 需 要 解 决 的 首 要 问 题 。 我 们 选 择 了Watterson 模型作为信道仿真的模型，然后经过大量的数字信号处理过程，用来实现信 号 在 短 波 信 道 传 输 中 多 径 传 输 、 时 延 、 多 普 勒 频 移 和 频 展 等 重 要 特 性 的 模 拟 。 对 于整 个 系 统 的 开 发 ， 需 要 以 先 进 的 软 件 无 线 电 技 术 和 数 字 信 号 处 理 技 术 为 前 提 。软 件 无 线 电 2的 概 念 是 由 MILTRE 公 司 的 Joe Mitola 在 1992 年 首
