基于FPGA加密扩频通信系统的研究

来源 :南京理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hdu07095238
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
扩频通信具有抗干扰性好,保密性好,频谱密度低,通信容量大的优点,被广泛应用于现代通信领域的各个方面。随着信息技术的快速发展,人们在享受信息化带来便利的同时,也在面临着其带来的问题和隐患,其中一个重要的方面就是信息的安全问题。密码技术就是保障信息安全的核心技术,事实证明保证信息机密性的最有效的方法是使用密码算法对其进行加密。EDA技术和FPGA工艺的快速发展为扩频和信息加密的应用提供了新的技术,本文围绕这几个方面展开了对一种基于FPGA的加密扩频通信系统的研究,分析了加密算法和扩展频谱通信的相关原理;探讨了加密算法和扩频通信的FPGA的实现方案;并以Altera公司的StratixⅣ系列芯片作为硬件载体,利用开发、仿真和综合工具,实现了一个加密扩频通信系统中的加/解密和扩频发送和接收的相关功能。首先,研究了加密扩频通信系统的性能指标,分析了系统的工作原理。其次,研究扩频通信技术,依据射频的相关理论,完成了射频发送单元的系统设计和性能指标分析;分析并比较了各类伪码特性,实现了具有优良自相关性的m序列;选定并实现了QPSK数字窄带调制技术,完成了扩频通信过程中信号低误码率的调制与解调。利用科斯塔斯环路准确实现接收载波同步;设计采用了并行匹配滤波器实现了扩频码的快速捕获;设计并实现了超前滞后门模块用以完成对接收信号的精确跟踪;最后完成了加扩/解扩核心模块。上述各单元电路和相关功能模块相互协调作用,采用EP4SGX70 FPGA核心芯片作为硬件载体,最终实现了一个完整的扩频通信系统。第三,研究了加/解密技术。在3DES算法理论的基础上,完成了对于3DES算法的基本单元DES中每一个处理步骤的理论分析和相应模块的FPGA实现方案;同时采用EP4SE110型号FPGA作为核心芯片对其进行了相关的功能验证,仿真结果表明该模块可以快速稳定的工作,能够达到预期的处理效果;文中同时进一步分析讨论了如何采用状态机和流水线技术对整个加/解密过程加以控制来提高算法的处理效率,最终实现资源损耗和处理速度的优化。
其他文献
21 世纪,随着数字信息技术、多媒体技术和互联网技术的进步与发展,数码相机和网络照片越来越接近人们的日常生活。这种由数码相机拍摄由电子感光设备获取然后通过数字化存储的
随着网络技术的快速发展,用户对基于网络的实时、多媒体应用的兴趣和需求不断提高,如何发展、规划、改造现有的网络,以适应这样的变化,并满足用户多样化的需求也成为研究领域和业
随着微电子技术的高速发展,实时图像处理在多媒体、图像通信等领域有着越来越广泛的应用。FPGA就是硬件处理实时图像数据的理想选择,基于FPGA的图像处理专用系统的研究将成为
WCDMA是3G的主要标准之一,已经在全世界范围内形成规模商用,但由于其为多电平信号,峰均比较高,因此WCDMA基站以及直放站设备中功率放大器的线性化技术仍备受关注。目前,工业
The safety of human life in the maritime industry is carried out by taking into the considerations which are proposed by the International Maritime Organization
在未来的宽带无线通信系统中,存在两个最严峻的挑战:多径衰落信道和带宽效率。OFDM通过将频率选择性多径衰落信道在频域内转化成平坦信道,从而减小了多径衰落的影响。这种多载
在多媒体信息中,视频信息多具有商业价值,如广告,电影等,也有可能作为法律证据,如监控信息。对这些信息进行版权保护及内容认证等具有重要的实用价值。视频数字水印技术作为解决这
随着网络业务量的爆炸性增长以及低成本、高性能的光网络设备的不断出现,基于波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)和波长路由技术的波分复用网络被认为是下一代
高中是一个很特殊的时期,学生不管是心理还是身体的发展,都是人生中的关键时期,所以体育课程在高中是尤为重要的,这关系到学生的身体和心理的双向发展,作为教师应该采取相应
多输入多输出正交频分复用(MIMO_OFDM)技术结合了MIMO技术和OFDM技术的优点,由于它具有能够有效提高信道容量,使频谱利用效率成倍提升,同时大大降低在多径环境下的接收机复杂