FPGA实现的高速跳频信号发送系统：设计与应用价值

本文主要探讨了一种基于FPGA（Field-Programmable Gate Array）的跳扩频信号发送系统的设计。该系统结合了FPGA作为硬件平台和DDS（Direct Digital Synthesizer，直接数字式频率合成器）的技术，使用VHDL（Vocabulary for Hardware Description Language，硬件描述语言）进行编程实现。系统的核心特点是实现了软件无线电技术，使得信号处理速度达到4.8 Kb/s，且能够在108~155.975 MHz的宽频段内进行高效率的宽间隔跳频发送。 设计的关键模块包括： 1. 基带处理：FPGA负责接收MCU（微控制器）传输的4.8 Kb/s信息数据，然后进行差错编码，确保数据的准确性。编码后的基带信号以9.6 Kb/s速率送入成帧电路，进一步提高数据传输速率到38.4 Kb/s。 2. DQPSK调制：采用数字化差分正交相移键控(DQPSK)调制技术，有效利用带宽并解决QPSK调制中的相位模糊问题，保证了信号在传输过程中的正确解调。 3. 错误控制编码与交织：采用(217)卷积编码和块交织技术，交织器长度为384，以防止数据失序并确保连续发送。交织后，数据以9.6 Kb/s速率进入DQPSK调制，经过差分串并转换，采用64位码长的M序列进行扩频调制和成形滤波。 4. 滤波成形：DQPSK调制后的信号需经过滤波处理，以抑制瞬时频谱扩散。采用56阶平方根升余弦滤波器，滚降系数为0.35，以减少码间干扰(ISI)，确保信号在有限的信道带宽下无失真传输。 这种设计的优势在于其高速度、高稳定性和高可靠性，使得系统体积小巧、重量轻，具有很高的性价比。实验结果表明，该跳频信号发送系统在可控制的外部参数条件下，能够稳定地传输全频段的跳频信号，对于部队中大量使用的跳扩频电台的维护和测试具有重要的实际应用价值，特别适合于对信号质量和稳定性有较高要求的场景。