摘 要

由于短波数字通信调制通信设备远、设备简单以及移动方便等优点被广泛应用于无线通信领域，本文主要撰写了一种应用于船岸之间通信的高效数字短波调制仿真模型。主要采用了数字信号处理技术与正交频分复用相结合，设计出来的系统具有很高的频带利用率以及传输效率。给出了在典型信道条件下的编码方案，映射方式采用的为查分幅度相位调制（MDAPSK）。仿真结果显示所设计的方案满足数字短波的要求。与正交幅度调制（16QAM）相比较，虽16DAPSK在相同的误码率时所需要的信噪比增加了1-2dB，但大幅度降低了接收机复杂度，同提高了数据传输效率。

关键词：短波数字通信；FPGA；MDAPSK

Abstract

Since short-wave digital communications modlation communication equipment far, the equipment is simple and easy to move, etc. are widely used in wireless communications, writing a paper mainly used in communications between the ship and shore shortwave efficient digital modulation simulation model. Error correction coding using a multi-level coding (MLC) and orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) combined, designed the system with high spectral efficiency and transmission efficiency. Coding scheme is given in the typical channel conditions, mapping using phase modulation amplitude of check points (MDAPSK). The simulation results show that the design of the program to meet the requirements of digital shortwave. Compared with quadrature amplitude modulation (16QAM), although at the same SNR 16DAPSK error rate required increased 1-2dB, but a significant reduction in the complexity of the receiver, with improved data transmission efficiency.

Key Words：HF digital communications;；FPGA；MDAPSK

目录

摘要 3

Abstract 4

第1章 绪论 7

1.1目的及意义 7

1.2国内外研究现状 8

1.3研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 9

1.4本章小结 11

第2章 水上短波数字通信调制解调协议 12

2.1 正交频分复用技术的基本计时周期 12

2.2 正交频分复用技术的信息块格式 13

2.3 正交频分复用技术通信过程 13

2.3.1数据交换 13

2.3.2 数据流控制 14

2.3.3 换流指令（OVER） 15

2.3.4结束指令 15

2.4 OFDM链路建立 16

2.5本章小结 16

第3章 正交频分复用技术 17

3.1正交频分复用调制器的组成 18

3.2设计参数选择 19

3.3长帧格式 21

3.4循环冗余校验码 21

3.5序列号 21

3.6收妥帧格式 22

3.7扰频器 22

3.8比特到符号的映射 22

3.9调制差分编码 22

3.10同步序列 23

3.11快速傅立叶逆变换 23

3.12调制信号的周期延长 23

3.13并行到串行转换 24

3.14内插器 24

3.15上变频器 25

3.16本章小结 26

第4章 总结 27

参考文献 28

致 谢 29

第1章 绪论

1.1目的及意义

由于受到自然条件的限制，如果需要进行陆地与海上之间的远距离通信，所采用的技术非常的少，主要的技术手段包括短波数字通信传输技术以及卫星设备通信。但是由于利用卫星设备通信技术，所需要的成本太高，它的灵活度也很低，不够方便的传输，传输过程中的信号也非常容易受到干扰，在某些情况下，卫星通信并不能很好的满足用户的需求。存在的这些问题使得人们不能很好的利用卫星通信进行传输^[1]。而最新型的技术不断的发展，尤其是其中的自适应技术以及数字信号处理技术的不断完善，极大的提高了短波通信的质量，并且使得短波通信的数据传输速率也变得更加的高，由于这些良好的通信优点，使得短波通信技术被人类普遍的开始使用和发展，在人类的各个领域内不断的研究提高技术的应用。

在海上引进数字通信有许多急需解决研究的如下问题：（1）由于海上高频数字数据业务的不断扩大，海上移动业务频率的需求不断增大，需要研究用于现有的或者正在研发的全球及区域HF电子邮件的业务问题，并于现有的无线电规则相统一。（2）使用海上特定的软件无线电，探讨如何进一步在经济技术和频谱效能上受益，以及引进这样的无线电设备不需要改变现有的规则。（3）更新低级别的图表传输和电子海图信息显示系统必须要实现HF无线电设备的高速数据业务^[2]。（4）可以有效的增强工作的有效性和海上安全问题。（5）利用INTERNET业务提供者自动提供的海上HF数据系统链接，在网络中可以互通以及改善通信处理效率。

短波通信（High Frequency），拥有人类悠久的发展历史，是人类社会里面最早发现的通信手段的一种，同时短波通信也是远距离无线电通信的一种成本最低的有效方式，通信设备远、设备简单以及移动方便的优点被广泛应用于无线通信领域，在通信技术的发展过程中曾起到过非常重要的作用^[3]。短波通信方式在迅速发展，在新型无线电的通信系统之中并没有被时代淘汰，仍然受到全世界普遍重视。其原因主要有如下三点：

（一）唯一不受到有源中继体以及网络枢钮制约的远程通信手段，即使地区发生了灾害或者战争，其他的通信网络都有可能受到波及和破坏，科技发展当然卫星也可能遭受到攻击。而短波通信在抗毁能力以及自主通信方面的能力远远的超过其他的通信方式；

（二）短波也主要应用在山区、戈壁、海洋这些超短波覆盖不到的地区。