基于语音接口的猝发通信系统设计与实现

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随着无线电通信技术的飞速发展,频谱资源变得越来越紧张,未来的通讯环境会越来越而恶劣。在信息化的战场上无线电台作为军事应用上的主要通信手段,具备体积小,重量轻,机动性强等优点。由于电磁波的暴露性和开放性,无线电信号容易被监收,破译和干扰,在这种情形下,如何隐蔽传输无线信号就变得非常重要。如何在复杂万变的战场上隐藏自己的同时还能进行对外通信,这些都对战场通信定位等设计提出来了更高的要求。猝发通信也称作突发通信,它是将正常速率信息进行封装,再以高速率数据方式进行随机突发,接收机将收到的信号恢复成原始信息的一种的无线电通信。由于通信时间很短(通常小于1秒),其他时间处于静止状态,发送时机具备随机性,因此猝发信号很难被被侦查、截取,从而大大提高了通信安全性、隐蔽性和抗干扰能力。本论文讨论利用搭建一个FPGA+DSP数字平台,利用软件无线电技术,通过软件嵌入的方式进行猝发通信波形开发,使用AM+MSK调制解调技术,实现在音频信道上传输数据信息。可以在车载、渔船、飞机等平台上的具有话音通信功能的多电台之间实现数据传输的功能,具有技术通用性,在未来可以扩展到控制、通信、搜救等业务范围。本文进行了利用语音接口实现猝发通信的技术研究,重点研究了使用AM+MSK调制解调方法实现猝发通信的方案设计与实现,进行了硬件电路器件选型设计,进行了软件仿真和硬件实现和实际测试,在调制解调方面,论文选用AM+MSK的调制解调方式,针对MSK信号解调比较了延迟差分解调法和平方环相干解调法的的各自优缺点,并提出改进的平方环解调法,可以少进行一次分频操作,大大地简化FPGA资源。根据指标要求进行了硬件单元的方案能设计并进行了器件选型,根据软件方案进行了环路滤波器设计和锁相环低通滤波器设计,并根据设计结果用VHDL语言编写代码进行实现,显示出仿真结果,与设计相符。并对DSP软件流程进行设计说明。由于现有实验硬件平台缺乏音频A/D、D/A转换模块,因此在MSK波形上进行了AM调制,以便在中频下在中频接口验证了整个波形和猝发时间。采用Altera的FPGAEP3C120F48417N和TI的DSP-TMS320VC5509A对整个波形进行了测试和验证。详细给出MSK调制解调结果、AM调制结果以及猝发波形验证情况。
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