基于ZYNQ水聲通信系統(tǒng)的設計與實現.pdf

1、隨著人類科文明的快速發(fā)展，水聲通信是通信領域里的一個重要分支，占地球表面積近3/4的浩瀚水域已成為信息領域研究的熱點，水聲通信的發(fā)展對海洋資源的探索和國防安全具有十分重要的意義。然而，水聲信道是時變、頻變、空變的復雜信道，多途效應強、傳輸時延長，多普勒效應明顯，因此需要一個可靠的、高速的通信方式進行數據通信。
　　本文采用啁啾載波循環(huán)移位（Chirp-Cyclic Shift Keying，Chirp-CSK）的通信方式。在發(fā)送端

2、，將Chirp信號作為載波信號，獲得擴頻增益，來提高系統(tǒng)抗干擾、抗多徑能力。對Chirp載波信號進行循環(huán)移位，通過移位的長度來攜帶數據比特信息，提高系統(tǒng)的通信速率。在接收端，將接收信號進行匹配濾波，通過各個匹配濾波器輸出的峰值的相對位置進行解調原始數據信息。
　　論文的主要工作是以Xilinx公司推出的ZYNQ全可編程器件設計實現Chirp-CSK水聲通信系統(tǒng)。它采用的是ARM+FPGA的架構，擁有很強的靈活性和配置能力，既能使用

3、FPGA進行高速算法庫的開發(fā)，也能使用ARM進行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。本設計中的硬件部分包含了發(fā)送端的功率放火器的設計，接收端前級放大、帶通濾波、程控增益組成的前級調整電路，以及使用FPGA配置XFIFO，它將作為AD/DA的數據緩沖區(qū)來使用。軟件設計部分包括，XFIFO的驅動設計，DMA的驅動配置，使用ARM進行多線程編程，以及與PC機程序的網絡通信。PC機上使用Qt軟件編寫發(fā)送端和接收端的程序，來進行輸入Chirp-CSK制式參數、發(fā)送數