基于DSP的單兵背負式短波數字通信系統

二十一世紀的戰爭將以數字化戰場(chǎng)為背景,而數字化戰場(chǎng)的一個(gè)重要特點(diǎn)是信息可以直達單個(gè)士兵。采用基于軟件無(wú)線(xiàn)電的思想,應用第三代數字信號處理器 TMS320C31和數模轉換芯片TLC32044等器件構成短波自適應調制解調器的硬件平臺,將其與傳統的模擬電臺相連接,構成了可傳輸數據信息的單兵背負式數字化電臺,通過(guò)軟件程序的編寫(xiě)實(shí)現信息處理的一系列功能。

此數字化電臺不僅保留了原有的話(huà)音通信能力,而且又增加了數據通信功能。它充分利用了現有的短波通訊設備,并大大降低了數字化改造的成本。采用它可以將戰場(chǎng)上的各種信息轉化為數字保密代碼,通過(guò)短波無(wú)線(xiàn)信道發(fā)送接收,把指揮所、部隊及單個(gè)士兵緊密聯(lián)系起來(lái),形成機動(dòng)靈活的短波通信網(wǎng)路,使指戰員實(shí)時(shí)掌握戰場(chǎng)態(tài)勢,增加信息對抗和信息攻擊能力,從而提高部隊的戰斗力。

1 軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)

隨著(zhù)高速數字信號處理器(DSP)的研究開(kāi)發(fā),軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)得到飛速發(fā)展。其基本概念是將硬件作為無(wú)線(xiàn)通信的基本平臺,而將盡可能多的無(wú)線(xiàn)及個(gè)人通信功能以軟件實(shí)現。其組成框圖如圖1所示。



軟件無(wú)線(xiàn)電的核心是將寬帶A/D和D/A盡可能靠近天線(xiàn)(將A/D和D/A由基帶移到中頻甚至射頻),用實(shí)時(shí)高速DSP/CPU代替傳統的專(zhuān)用數字電路做 A/D后的一系列處理,將無(wú)線(xiàn)通信的各種功能采用軟件進(jìn)行定義。軟件無(wú)線(xiàn)電代表一個(gè)軟件可重構的無(wú)線(xiàn)電體系,它的可重構性主要體現在其射頻、中頻以及基帶信號處理可以通過(guò)軟件編程來(lái)控制和實(shí)現。其硬件平臺可以用可編程數字信號處理芯片或可重構專(zhuān)用功能信號處理器來(lái)實(shí)現。

2 系統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,構成短波數字通信系統中的一個(gè)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。