基于DSP的單兵背負式短波數(shù)字通信系統(tǒng)

二十一世紀的戰(zhàn)爭將以數(shù)字化戰(zhàn)場為背景,而數(shù)字化戰(zhàn)場的一個重要特點是信息可以直達單個士兵。采用基于軟件無線電的思想,應用第三代數(shù)字信號處理器 TMS320C31和數(shù)模轉換芯片TLC32044等器件構成短波自適應調制解調器的硬件平臺,將其與傳統(tǒng)的模擬電臺相連接,構成了可傳輸數(shù)據(jù)信息的單兵背負式數(shù)字化電臺,通過軟件程序的編寫實現(xiàn)信息處理的一系列功能。

此數(shù)字化電臺不僅保留了原有的話音通信能力,而且又增加了數(shù)據(jù)通信功能。它充分利用了現(xiàn)有的短波通訊設備,并大大降低了數(shù)字化改造的成本。采用它可以將戰(zhàn)場上的各種信息轉化為數(shù)字保密代碼,通過短波無線信道發(fā)送接收,把指揮所、部隊及單個士兵緊密聯(lián)系起來,形成機動靈活的短波通信網路,使指戰(zhàn)員實時掌握戰(zhàn)場態(tài)勢,增加信息對抗和信息攻擊能力,從而提高部隊的戰(zhàn)斗力。

1 軟件無線電技術

隨著高速數(shù)字信號處理器(DSP)的研究開發(fā),軟件無線電技術得到飛速發(fā)展。其基本概念是將硬件作為無線通信的基本平臺,而將盡可能多的無線及個人通信功能以軟件實現(xiàn)。其組成框圖如圖1所示。



軟件無線電的核心是將寬帶A/D和D/A盡可能靠近天線(將A/D和D/A由基帶移到中頻甚至射頻),用實時高速DSP/CPU代替?zhèn)鹘y(tǒng)的專用數(shù)字電路做 A/D后的一系列處理,將無線通信的各種功能采用軟件進行定義。軟件無線電代表一個軟件可重構的無線電體系,它的可重構性主要體現(xiàn)在其射頻、中頻以及基帶信號處理可以通過軟件編程來控制和實現(xiàn)。其硬件平臺可以用可編程數(shù)字信號處理芯片或可重構專用功能信號處理器來實現(xiàn)。

2 系統(tǒng)硬件組成及工作原理

以TMS320C31高速信號處理器為核心,輔以相應外圍電路,構成短波自適應調制解調器,它和短波單邊帶電臺連接后,構成短波數(shù)字通信系統(tǒng)中的一個站。短波自適應控制調制解調器主要由主處理器TMS320C31、溫補晶振、高速RAM、低速EPROM、A/D、D/A轉換器、控制頻道轉換電路、液晶顯示器、按鍵等部分組成,如圖2所示。