本系統(tǒng)采用了2FSK調(diào)制方式。2FSK調(diào)制實(shí)際上就是根據(jù)二進(jìn)制碼流的極性輸出頻率f0（頻點(diǎn)0）或頻率f1（頻點(diǎn)1），跳頻通信系統(tǒng)根據(jù)跳頻圖案決定載波頻率，但歸根結(jié)底就是改變DDS的輸出信號(hào)頻率。

　　本設(shè)計(jì)采用了相干解調(diào)方式，圖5給出FPGA的正交NCO相干解調(diào)邏輯圖。

　　圖5中ACC為32bit相位累加器，Sub32提供π/2的相位平移得到Q支路的波表地址，Lanch32的作用是使相位累加器的輸出結(jié)果延時(shí)一個(gè)時(shí)鐘周期，保持I、Q支路嚴(yán)格同步，因?yàn)镾ub32的運(yùn)算會(huì)使Q支路延時(shí)一個(gè)時(shí)鐘周期。雙口ROM存儲(chǔ)余弦表，同時(shí)產(chǎn)生I支路和Q支路的波形。

　　正交NCO、數(shù)字混頻器、低通濾波和采樣調(diào)整模塊共同構(gòu)成了解調(diào)單元DeModulationLogic。DeModulationLogic在FPGA系統(tǒng)中的位置如圖6所示。

　　3.3 跳頻序列的DSP控制設(shè)計(jì)

　　跳頻序列是決定跳頻通信系統(tǒng)跳頻圖案的偽隨機(jī)序列。對(duì)跳頻序列的要求是循環(huán)周期長(zhǎng)、最小碼距大、隨機(jī)性強(qiáng)等。本設(shè)計(jì)采用了理論研究最完備、易于產(chǎn)生的m序列作為跳頻序列，在DSP中通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)偶頻帶法對(duì)最小跳頻間隔的控制，DSP判斷相鄰兩次生成的m序列的碼距是否符合要求。若不符合最小碼距的要求，則跳到此次生成碼的對(duì)偶頻道上去。如圖7所示。

　　3.4 同步設(shè)計(jì)

　　同步是跳頻通信系統(tǒng)的核心技術(shù)。跳頻通信系統(tǒng)的同步包括載波同步、位同步和幀同步（跳頻圖案同步）。

　　由于本設(shè)計(jì)采用2FSK調(diào)制解調(diào)方式，所以僅需要接收端提供一個(gè)與所接收到的載波信號(hào)同頻的本地載波信號(hào)即可，因而可以不進(jìn)行載波跟蹤，直接通過(guò)設(shè)置頻率合成器的頻率控制字實(shí)現(xiàn)收發(fā)同頻即可實(shí)現(xiàn)載波同步。

　　位同步是以解調(diào)電路為基礎(chǔ)的。由于碼速率較高，位同步運(yùn)算大都在FPGA中通過(guò)硬件完成。

　　圖8（a）是沒(méi)有同步時(shí)的示波器波形圖，圖8（b）是同步后的示波器波形圖。通道一（上方）是發(fā)送端的發(fā)送脈沖，通道二（下方）是接收端的位同步脈沖。位同步以后，接收端的位同步脈沖和發(fā)射端的發(fā)射脈沖完全對(duì)齊，波動(dòng)范圍不超過(guò)1μs， 最大偏移不超過(guò)碼元寬度的4％。圖中，時(shí)間：5μs/格；電壓2V/格（上）；電壓2V/格（下）。

　　跳頻圖案同步是跳頻通信系統(tǒng)中特有的同步概念，它是指接收方的跳頻圖案與發(fā)射方跳頻圖案保持一致的過(guò)程或狀態(tài)。在跳頻通信系統(tǒng)中，幀同步和跳頻圖案同步概念相似，有時(shí)候不加區(qū)分， 本設(shè)計(jì)選用13位巴克碼{1，1，1，1，1，-1，-1，1，1，-1，1，-1，1}作為幀同步信號(hào)。圖9是FPGA中信號(hào)跳頻圖案同步示意圖。

　　最上方信號(hào)是發(fā)射端跳頻序列的波形；中間信號(hào)是接收端跳頻序列的波形；最下方是幀同步信號(hào)。當(dāng)識(shí)別到巴克碼時(shí)，幀同步信號(hào)出現(xiàn)一負(fù)脈沖，完成接收端調(diào)頻序列發(fā)生器反饋系數(shù)和初始相位的加載。從圖9中可知：（1）接收端跳頻序列與發(fā)射端跳頻序列變化規(guī)律一致，跳頻圖案同步成功；（2）最小碼距滿足要求，通過(guò)對(duì)偶頻帶法得到寬間隔跳頻序列成功。

　　本文對(duì)跳頻通信技術(shù)及基帶各關(guān)鍵模塊進(jìn)行了深入探討和分析，給出了高速跳頻通信系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并通過(guò)軟件無(wú)線電技術(shù)對(duì)其進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

　　系統(tǒng)以TI公司DSP為中心控制單元，Altera公司的FPGA為硬件邏輯平臺(tái)，AD公司的DDS為頻率合成器，采用2FSK調(diào)制解調(diào)方式，超前滯后支路的位同步方式，TOD跳頻圖案同步方式，以m序列作為跳頻序列，輔助對(duì)偶跳頻間隔控制手段，實(shí)現(xiàn)了高速、寬間隔跳頻通信系統(tǒng)。系統(tǒng)達(dá)到40kbps的跳頻速度，1 024個(gè)跳頻頻道，108M～189.84MHz的跳頻帶寬，400kHz的最小跳頻間隔，小于0.5s的入網(wǎng)時(shí)間以及小于30s的同步最大時(shí)差。

　　本高速跳頻通信系統(tǒng)與同類系統(tǒng)相比最大的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在它40kbps的超高速跳頻速率和近百兆的跳頻帶寬上。通過(guò)與國(guó)內(nèi)外類似系統(tǒng)進(jìn)行比較，40kbps的跳頻速率處于技術(shù)領(lǐng)先位置。各關(guān)鍵模塊性能優(yōu)良，接口一致且工作穩(wěn)定，可以靈活組合成多種數(shù)字通信系統(tǒng)的基帶部分。相信本文對(duì)今后數(shù)字通信系統(tǒng)基帶部分的研究和實(shí)現(xiàn)具有很強(qiáng)的借鑒意義。