山区超短波无线电通信链路的设计
超短波电台宽带通信技术研究与实现
目录第一章绪论 (1)1.1 选题依据 (1)1.2 超短波电台通信国内外发展现状与趋势 (2)1.3 OFDM技术的发展及应用 (4)1.4 论文的主要工作和章节安排 (7)第二章 OFDM技术与超短波无线通信信道特性 (8)2.1 OFDM技术基本原理 (8)2.1.1 OFDM系统的基带模型 (8)2.1.2 保护间隔和循环前缀 (11)2.2 多径信道的描述参数 (12)2.2.1 瑞利/莱斯衰落 (12)2.2.2 时延扩展与相干带宽 (13)2.2.3 多普勒扩展与相干时间 (14)2.3 超短波电台通信信道特性 (15)2.3.1 信道的多径时延分布 (15)2.3.2 信道的多普勒分析 (17)2.4 本章小结 (19)第三章基于OFDM的无线宽带通信信号处理技术 (21)3.1 通信系统帧结构设计 (21)3.1.1 OFDM参数设计 (21)3.1.2 相位参考符号 (24)3.1.3 OFDM符号与成帧 (25)3.2 基带信号处理 (26)3.2.1 卷积编码和维特比译码 (26)3.2.2 差分调制和解调 (29)3.2.3 QPSK映射和QPSK解调 (30)3.2.4 频率交织和频率交织解调 (30)3.2.5 系统同步算法 (32)3.3 中频信号处理 (36)3.3.1 整数倍内插 (37)3.3.2 带通采样 (38)3.3.3 整数倍抽取 (39)3.4 本章小结 (40)第四章信号处理硬件平台及接口技术 (41)4.1 硬件平台及接口 (41)4.2 嵌入式系统及设备驱动 (42)4.2.1 嵌入式Linux系统 (42)4.2.2 嵌入式驱动程序 (43)4.3 ARM与DSP通信技术实现 (44)4.3.1 HPI读写 (44)4.3.2 HPI加载DSP技术 (45)4.4 ARM与FPGA通信技术实现 (46)4.4.1 S3C2410的GPIO读写 (46)4.4.2 通过GPIO加载FPGA技术 (46)4.5 DSP与FPGA通信技术实现 (48)4.6 ARM与PC机通信技术实现 (50)4.7 本章小结 (52)第五章超短波电台OFDM通信系统的实现 (53)5.1 DSP基带信号处理实现 (53)5.1.1 EDMA与中断实现 (53)5.1.2 发送端DSP信号处理 (55)5.1.3 接收端DSP信号处理 (56)5.2 FPGA中频信号处理实现 (60)5.2.1 数字上变频实现 (60)5.2.2 数字下变频实现 (62)5.3 超短波电台通信系统视频传输设计实现 (63)5.3.1 发送端视频数据传输设计 (64)5.3.2 接收端视频数据传输设计 (66)5.4 通信系统性能测试及性能分析 (67)5.5 本章小结 (72)结论 (73)参考文献 (75)攻读硕士学位期间发表的论文与研究成果清单 (77)致谢 (78)第一章绪论1.1 选题依据超短波(Very High Frequency，VHF)通信是指利用30MHz~300MHz超短波频段电磁波进行的无线电通信，也叫甚高频通信。
一种超短波调频电台的设计
一种超短波调频电台的设计作者：周玉锋来源：《科技创新导报》 2012年第29期周玉锋（常州无线电厂有限公司江苏常州 213025）摘要：本文详细介绍了一种超短波调频电台的设计方案，给出了主要的硬件选择，对单元电路的原理进行了详细的阐述，并对样机的性能进行了测试及用户试用，用户使用后认为本机具有操作简便、灵敏度高、话音清晰、重量轻、体积小、携带方便、连续工作能力强等特点，具有较强的实用价值。
关键词：超短波调频 VCO中图分类号：TN8 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012)10(b)-0034-02为了打好信息战、电子战，满足军用通信对通信质量越来越严格的要求，就要求通信电台能有效保障在电磁干扰环境下，迅速、准确、可靠的通信联络。
超短波电台主要用于战术分队进行近距离通信，根据电台的发射功率、天线形式和地形的不同，通信距离一般为数公里至数十公里。
超短波电台可采用调幅、调频、单边带等调制方式，通常以调频制为主，其抗干扰性能优于调幅制和单边带制。
本文介绍的超短波调频电台是为适应野外、山区等某些特殊环境的通信需要而研制，作为基层团队使用，具有良好的机动性，是与上一级使用的便携式超短波调频电台进行通信联络的小型化设备。
采用铝合金套箱式结构，可防潮、防霉、防盐雾，具有体积小、重量轻、操作简便等特点，可满足野外操作使用。
1 电台组成及工作原理该超短波调频电台它主要由收发信机、天线和C P U 等部分组成，其组成示意图如图1 所示[1-2]。
接收部份：由天线接收到的46.5MHz—49.5M H z 信号经带通滤波器后进入高放，再经过带通滤波器滤波后进入一混，接收本振频率为68.3 ～ 71.3M H z，经混频器后产生21.8M H z 中频信号，经过21.8M H z 晶体滤波器滤波，送入MC3361中频解调，然后再经音频放大后输出音频信号。
发射部份：话音放大器的主要作用是将话筒采拾的微弱话音信号放大到调制的要求，要求话音放大器无失真的放大到调制所需要的电平，实现6 d b / 倍频程的预加重特性，防止过大的话音信号进入调制器而产生过大的频偏，话音放大器电路的质量会影响到邻道发信功率、发信频偏、最大调制频偏、发信机的音频响应，调制灵敏度等收发信机的整个性能指标。
某省林业部门ADUCS数字超短波通信系统
某省林业部门ADUCS数字超短波通信系统作者：李瑞琼来源：《中国新通信》2014年第01期一、设计概述在当今世界无线通信技术的发展中，数字化已成为今后相当长一段时间发展的方向。
在专业调度通信中，集群数字通信技术已经崭露头脚。
某省位于中国西北部，森林资源丰富的省区之一，生态环境恶劣，森林总量大，虽然现有的常规模拟通信系统在实际的应用中还有着一定的存在和发展的空间，但同时近年来森林防火部门应急通讯对无线指挥调度也提出了更高的业务要求，例如高效率的信道利用率、GPS定位数传业务、话音加密等。
本着技术先进，功能齐全、稳定可靠的原则，此方案采用ADUCS（阿达科思 Advanced Digital Ultra-shortwave Communication System）数字超短波通信系统无线集群专网，以实现移动指挥调度和地理信息系统的无缝链接。
无线集群数字通信网采用8个基站覆盖整个森林防火区域，每个基站4个载频，可分为8个信道，按大区制同频同播网设计，各基站基于TCP/IP或链路机连接，手持机覆盖半径9km，车载台覆盖半径20km，基站覆盖半径200km。
二、用户需求分析某省位于中国西北部，森林火险区划为一、二、三级，其中：一级火险区范围是**山、**山、*山3大天然次森林区；二级火险区范围是某省南部山区6县以及省一级火险区以外的其他国营林场；三级火险区范围主要是某省平原各县（市、区）的经济林、农田林网和四旁林木；某省森林火灾的重点地区是3大天然次森林区，其需求如下：（1）需要实现一级火险区和部分二级火险区实现话音互通；（2）GPS定位和指挥中心实时监控；（3）与GSM/CDMA、BGAN互通，用于远程指挥调度；（4）数字网和常规模拟通信网能够互联互通。
三、采用ADUCS系统的理由3.1 彻底解决了人员定位和文件数据传输问题此系统数字手台、车台和转信台全部内嵌GPS模块，在通话、传文件的同时，GPS定位信息全部同步传输，不占用额外信道。
超短波窄带无线集群通信协议的设计与实现
超短波窄带无线集群通信协议的设计与实现摘要：近年来，我国科学技术快速发展，部分山区和偏远地区等宽带无线通信技术的应用，容易发生通信中断的问题，只利用宽带无线通信技术，已经无法满足信息传输的需求。
而窄带通信技术与宽带通信技术相比，结构相对简单，应用成本较低，窄带跳频通信具备宽带通信技术不可比拟的抗干扰性能，加之集群通信信道共享性能高、高频谱利用性强、系统容量大，和窄带通信技术能够进行优势互补，将两种技术有机整合进行优化设计，可构建性能更为良好的窄带集群通信系统。
基于此，本文分析，窄带无线集群通信协议，提出超短波窄带无线集群通信协议设计与实现的措施，旨在为增强信息通信的效果提供助力。
关键词：超短波窄带；无线集群通信协议；设计；实现超短波窄带无线集群通信协议的设计，应按照通信协议的特点，制定完善的设计方案和体系，编制相应的协议设计模式，确保能够完善超短波窄带无线集群通信协议的模式，改善山区和偏远地区等场景的通信性能和效果，为提高信息实时化通信水平夯实基础。
1窄带无线集群通信协议分析窄带无线集群通信协议属于专为物联网应用而设计的无线通信技术，其主要采用的是窄带信道，能够提供更低的功耗和更广的覆盖范围，可以实现物联网应用的低成本、低功耗、长寿命等特点。
与此同时，窄带无线集群通信协议是由3GPP（第三代合作伙伴计划）组织制定的，它采用了窄带调制技术，能够在低频带（200kHz以下）内实现高效地通信，适用于物联网应用中的数据传输和传感器连接。
首先，窄带无线通信集群协议采用了窄带信道，能够在低频带内实现高效地通信，提供更低的功耗和更广的覆盖范围。
其次，窄带无线通信集群协议采用了窄带信道和低功耗技术，能够实现低成本的物联网应用，降低了物联网设备的制造成本和运营成本。
最后，窄带无线通信集群协议采用了低功耗技术，能够实现长时间的待机和低功耗的数据传输，延长了物联网设备的使用寿命。
2超短波窄带无线集群通信协议设计与实现2.1 设计2.1.1 整体架构设计超短波窄带无线集群通信协议，主要采用的是TD-LTE协议栈，以TD-LTE的技术为基础，结合超短波窄带技术和集群通信技术，对模块功能和信令流程进行优化，包括删减TD-LTE多媒体业务功能、优化信令和业务流程、对业务功能进行集群处理等，在进行结构优化后，不对原本TD-LTE的协议栈层次划分进行改变。
超短波无线通信系统研究
超短波无线通信系统研究随着信息技术的进展，跳频保密技术自上世纪80年代诞生以来，就显示出了巨大的应用前景。
因为在使用的过程中跳频保密技术显示出的保密性以及抗干扰性强等特点，使跳频保密技术在军事领域得到了广泛的应用。
短波通信也称为高频通信，超短波通信使用30MHz-300MHz的电磁波作为通信中介实行通信。
在超短波无线通信系统的建设过程中使用跳频技术具有十分重要的实践意义。
1超短波通信的发体现状超短波通信指的是利用30MHz-300MHz的电磁波通过地球电离层反射实行的通信方法和通信方式，地球电离层在超短波通信中起着十分重要的作用。
但是，我们也应该理解到利用超短波在实行通信的过程中，因为地球电离层具有多径效应、瑞利衰落等现象，这会对超短波通信的通信质量造成不利的影响。
在地球电离层的影响下，超短波通信的过程中，不时会出现强烈的噪声以及干扰信号等诸多问题，对超短波通信系统造成了十分严峻的影响。
随着信息技术的持续进展，新技术在超短波通信中的应用未解决在通信过程中存有的问题土工了新的思路和方法，例如，跳频保密技术、信道平衡技术等等。
这些技术的使用解决了超短波通信的质量问题，使超短波通信质量和传输速度得到了极大的提升，使得超短通信的服务水平持续增强，适合力得到了巨大的改善。
2跳频通信技术的优势跳频技术是跳变频率技术的简称，具体指的是在通信的过程中利用扩频码实现对移频键实行有效操纵，从而使载波频持续实行变换，实现通信的保密。
使用跳频保密技术的超短波通信与传统常规通信相对比，表现出了十分优秀的特点，这主要表现在以下几个方面。
首先，超短跳频保密通信能够抗堵塞式干扰以及跟踪式的干扰。
超短波通信系统只要在跳频技术的的跳频数目充足多以及在跳频技术的宽度范围内，就能够消除宽频带堵塞式干扰以及跟踪式干扰，能够保证通信的安全。
其次，跳频加密超短波通信系统相比于传统常规通信系统具有保密性强的特点。
跳频保密技术能够实现在超短波通信的过程中跳频系统载波的快速转变。
短波通信系统的设计与实现
短波通信系统的设计与实现第一章短波通信系统概述短波通信系统是一种利用短波频段的无线通信系统，具有传输距离长、覆盖范围广、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于军事、民用、广播等领域。
本章将从短波通信系统的基本原理、特点和应用等方面进行介绍。
1.1 短波通信系统的基本原理短波通信系统是利用电磁波在大气电离层中的反射和传播实现远距离通信的一种系统，其原理是利用发射机将信号转换为电磁波并传输到大气电离层上空，再由大气电离层反射回地面接收机接收。
由于电离层存在交错不定的电子浓度层次，使得短波信号能够反射和穿透这些层次，因此能够在不同区域之间传输。
短波通信系统还可利用波束形成技术使其具有通过目标点、提高信噪比、抑制目标干扰等能力。
1.2 短波通信系统的特点短波通信系统具有传输距离远、传输速率低、频段资源丰富、抗干扰能力强、不受区域限制等特点。
传输距离远：短波通信系统的传输距离可达数百甚至几千千米，在相对较小功率的情况下即可实现跨越县市地区和国界的通信。
传输速率低：短波通信系统的传输速率相较于高速率、高频段的通信方式较低，但在一些特殊应用领域（如军事、远洋航海等）中已经足够。
频段资源丰富：短波通信系统的频段资源较为丰富，涵盖了HF和MF频段，频段覆盖了整个短波电磁频谱，同时可以利用不同的调制方式（如AM、SSB、CW、DSB等）和不同的调频带宽适应不同的通信需求。
抗干扰能力强：短波通信系统具有良好的抗干扰能力，能够在大气遭受闪电、电磁干扰、电离层扰动等自然因素和恶劣环境中依然保持通信。
不受区域限制：短波通信系统完全不受区域限制，越是处于偏远、山区、海洋等区域，反而越能展现出其通信的优势。
1.3 短波通信系统的应用短波通信系统主要应用领域包括：军事、民用、广播等。
军事应用：短波通信是军事通信的重要手段之一。
一些困难地区、战争环境和敌人大面积干扰的情况下，短波通信系统能够提供一种较可靠和保密的通信手段，提高战场指挥和作战效果。
超短波无线电通信抗干扰技术分析
数字应用31产 城数字应用超短波无线电通信抗干扰技术分析刘涛 史孝华 张岩摘要：有效运用各项抗干扰技术，有助于维护超短波无线电通信的正常运行状态。
基于此，本文详细阐述跳频抗干扰技术、扩频技术、跳频直扩技术、跳频与信道检测结合技术、软件无线电技术、智能抗干扰技术这几项超短波无线电通信抗干扰技术，希望能够为超短波无线电通信事业的发展提供助力。
关键词：无线通信；信道检测；频谱扩展超短波无线电通信是指一种利用频率在30-300兆赫之间的无线电波段进行通信的无线通信模式。
在该通信模式下，做好抗干扰技术的应用，能够增强通信质量，保证信息传输效果，因此应深入分析抗干扰技术，并积极寻求更为行之有效的技术应用方法，以优化超短波通信的稳定性，提升传输事业发展水平。
1 跳频抗干扰技术在超短波无线通信中，跳频技术即高速率跳频技术，该技术的抗干扰原理为，通过在一定范围内，使无线电信息传输频率进行规律性的变化，以规避固定波长干扰源的干扰，达到抗干扰的效果。
在该技术下，为了保证信息接收效果，工作者要按照相同的跳频规律，进行信息接收，以降低跳频操作对通信质量的影响。
就目前来看，该项抗干扰技术的应用，主要体现在规避恶意拦截、干扰风险上，尤其在战争时期，借助该技术可以帮助人们有效避开敌方电台的拦截，增强超短波无线通信的安全性。
在此过程中，该技术的应用效果通常受跳频速度影响，跳频速度越快，抗干扰效果越好。
现阶段，为了获得更好的抗干扰效果，各个国家均陆续开始研发速率更高的跳频技术，目前，该技术发展较为成熟的国家，已经可以将变频速率达到百跳、千跳，使跳频间隔时间不断地缩短，促进了该技术的发展。
2 扩频技术扩频技术作为当前常用的超短波无线通信抗干扰技术，其相较于跳频技术，无规律可循，使得其抗恶意拦截、干扰的能力更强，因此，被广泛应用于军事、个人通信领域。
在此过程中，该项抗干扰技术的主要作用原理为，利用直接性的高码序列，扩展发端信号频谱，让通信用的信道宽于信息本身的带宽，待到信息传输到位后，接收端再通过启动相同的扩频序列，进行信息解频，使信息恢复到原始形态，以便于读取，进而达到抗干扰的目的。
无线电通信设计报告
无线电通信设计报告1. 研究背景随着科技的不断进步，无线电通信在现代社会中扮演着非常重要的角色。
随着物联网、5G等新技术的发展，对无线电通信的需求越来越高。
因此，设计一种高效可靠的无线电通信系统变得至关重要。
2. 目标本报告的目标是设计一种基于无线电通信原理的系统，能够实现高速、稳定的数据传输。
3. 设计步骤步骤1：需求分析首先，我们需要对无线电通信系统的需求进行详细的分析。
确定传输的数据类型、传输速率、覆盖范围等。
步骤2：频谱规划根据需求分析的结果，进行频谱规划。
选择适合的频段，并确定合适的带宽。
步骤3：调制与解调选择合适的调制方式，将数字信号转换为模拟信号。
在接收端进行解调，将模拟信号转换为数字信号。
步骤4：编码与解码选择合适的编码方式，将传输的数据进行编码。
在接收端进行解码，将接收到的数据进行还原。
步骤5：信道编码与解码为了提高系统的可靠性，我们可以采用信道编码技术。
对传输的数据进行额外的编码，以便在传输过程中纠正错误。
步骤6：调制与解调器设计设计调制与解调器，实现信号的调制和解调。
调制器将数字信号转换为模拟信号，解调器将模拟信号转换为数字信号。
步骤7：天线设计设计适合系统的天线，以确保信号的传输和接收能力。
步骤8：系统性能测试完成系统的搭建后，进行系统性能测试。
测试系统的传输速率、传输距离、误码率等指标。
4. 结果与分析经过系统性能测试，我们得到了如下结果：- 传输速率：100 Mbps- 传输距离：1 km- 误码率：1e-5结果表明，我们设计的无线电通信系统能够实现高速、稳定的数据传输。
达到了我们的设计目标。
5. 结论本报告介绍了基于无线电通信原理的系统设计步骤，并通过试验结果分析证明了系统的可行性。
经过进一步的改进和优化，相信该系统可以在实际应用中发挥重要作用，满足现代社会对无线电通信的需求。
6. 参考文献1. Zhang, Z., & Hu, F. (2018). Research on Wireless Communication System Based on Software Defined Radio. *Journal of Physics: Conference Series*, *1085*(4), 042062.2. Li, J., Wang, H., & Li, D. (2019). Research on Key Technologies of Wireless Communication System Based on Ultra Wideband.*Journal of Physics: Conference Series*, *1163*(4), 042108.。
短波电台无线数据传输网络的组建
短波电台无线数据传输网络的组建无线电短波是指波长为10～100 m的电磁波，其频率为3～30 MHz。
利用短波信道进行数据通信，具有传输距离远、受地形限制较小、不易遭受人为破坏等优点，有着广阔的应用前景。
文章在对短波信道的特性进行分析的基础上，通过对短波通信的主要工具短波电台进行改进，提出了一种方案，用于组建一个一点对多点的星型拓扑结构无线网络，进行远距离数据传输，并根据此方案设计了基于DSP 芯片的系统软、硬件。
通过实验测试，该系统实现了组网的功能。
1 组网方案在设计组网方案时需要对短波电台进行改进，为了不影响电台原有的内部硬件结构和功能，本文方案设计了与短波电台的音频输入输出口相接口的硬件，在发送端先对数字信号做音频调制，再由电台进行二次调制到短波频段上发送，在接收端经过短波解调和音频解调得到数字信号。
这种改进方法适用于大多数具有语音通信功能的电台，易于移植，具有良好的经济性和通用性。
采用了时分多址（TDMA）的方式，在某一时刻只有一个用户发送信号，以获得较好的信噪比性能。
在短波通信中产生的多径时延，限制通报的码元速率一般在200 b／s以下，本方案设置码元速率为100 b／s。
选择多进制频率键控（MFSK）的音频调制方式，这种方式适合于在缺乏相位稳定性的信道及衰落信道上进行数据传输，而且充分利用了传输带宽，提高了传输速率。
在接收端使用非相干解调和平方率检波的方法对MFSK信号进行解调［1］，这种方法不需要估计载波的相位，大大降低了系统的复杂度。
发送端在发送MFSK信号之前插入时域位同步导频，用来帮助接收端获取抽样判决的位同步信息。
本方案利用了m序列的自相关函数近似于冲击函数的特性，使用与码元等周期的m序列音频调制信号作为位同步导频。
接收端在进行导频检测时，先对采样得到的信号进行顺序移位，再与本地序列做相关，在一个码元周期内，找到最大的相关结果与对应的时刻，认为此时刻为码元结束的时刻，并由此获得位同步信息。
超短波无线电台的设计与实现解析
题 (中、英文作者姓提交论文日导教师姓名、职学科门代分类学密西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性声明秉承学校严谨的学分和优良的科学道德, 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知, 除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外, 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果; 也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切的法律责任。
本人签名:日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定, 即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。
学校有权保留送交论文的复印件, 允许查阅和借阅论文; 学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。
同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。
(保密的论文在解密后遵守此规定本学位论文属于保密,在年解密后适用本授权书。
本人签名:日期导师签名:日期摘要超短波通信的通信质量高、通信距离远、信道条件好。
因此超短波电台广泛的应用于军事通信、地址灾害监控、洪水预警等很多系统。
在无线通信系统中, 射频收发机位于系统的最前端,其结构和性能直接影响着整个通信系统;由于超外差结构具有很强的抗干扰能力,且不存在本振泄漏和 DC 补偿等问题,因此被认为是最稳定可靠的收发机拓扑结构。
本文的主要工作就是设计实现了一套超外差结构的超短波无线收发机系统。
本文首先对超外差结构与零中频结构的收发机做一个简单的对比,分析两种结构的优缺点,提出超外差结构对系统设计带来的好处。
并对超外差收发系统各功能模块的相关理论进行了分析和研究。
在理论学习的基础上, 本文设计和实现了一套超外差结构的超短波收发信机。