数字集群移动通信系统是一种高级指挥调度系统,是专用移动通信系统的重要组成部分。目前,模拟集群移动通信系统的技术已不适应市场需求,而数字集群移动通信系统因其具有更高频谱利用率、更大系统容量、更佳通话质量以及具有操作简单、控制灵活、保密性强、以及可进行多级分组等优点,成为一种高效廉价的先进无线指挥、联络、调度通信系统,在航运交通、公安消防、国防军事以及重大突发事件处理等领域获得广泛重视和应用。在当前智能手机比拼配置和功能的情况下,数字集群手持终端在近期的特大自然灾害雅安地震中利用其紧急时期的通讯与调度功能,发挥了巨大的作用。数字集群手机的设计时已充分考虑了恶劣的使用环境和超常规的使用方法,采用防水、防尘、防震设计,在手机结构上也做了防滑处理,并可提供GPS全球定位等功能,所以在当地电力、通讯等方面已经遭到严重破坏的情况下其能很好地对救灾人员进行调度,信息可以及时传达,以保证救灾行动地顺利进行。CNTM集群标准是根据我国军方某部门需求定制的,通过参考TETRA协议架构自主设计以基于"OMAP+FPGA’多核芯片为基础平台的数字集群移动通信系统。本文首先介绍了课题的研究背景和数字集群通信技术发展历史、现状及发展趋势,接着详细阐述了数字集群的空中接口协议栈的整体结构和分层模型以及功能接口等基本概念,比较了四种不同的基站时钟与时间同步技术,介绍了空口基带信号处理模型及原理框图等。其次,根据逻辑信道类型的不同,系统会自主选择不同的信道编解码方式,接着具体阐述了D-MAC层中涉及的所有信道编解码算法,包括CRC校验码、Reed-Muller纠错码、码率兼容凿孔卷积码RCPC及其对应的Viterbi译码、交织技术和扰码等,以及这些编解码方式在DSP端具体的软件设计和具体实现过程。然后,分析了GMSK调制技术的演进过程及其基本原理,并基于Altera的Cyclonell EP2C50F484I8型号的FPGA,设计了GMSK调制器的一种全数字实现电路。该电路采用查表法实现高斯滤波功能,采用了坐标旋转数字(CORDIC, Coordinate Rotation Digital Computer)算法计算完成正交调制信号的输出,具有电路规模小、精度可调、应用灵活等特点。该电路通过了Modelsim仿真并成功完成了FPGA验证,已应用于CNTM集群通信系统的商业化产品中。最后,对数字集群终端的硬件实现平台进行了简要阐述,描述了OMAP3530和FPGA的自身软硬件架构,重点对核心技术—基于“ARM+DSP+FPGA"三核之间的通信机制及其最终方案选择原因进行了分析和比较。并给出了本系统整体软件系统的结构模型框图,通过阐述移动终端发送的上行数据的基带信号在DSP软件中的处理过程及其基站接收的逆过程,详细分析了从用户端发送数据到解析封装到达ARM端的上层数据,再经信道处理、信道复用及形成突发发送到射频等过程及其逆过程,并给出了部分ARM与DSP、DSP与FPGA之间交互数据的封装结构体和处理函数等内容。论文最后对本人研究工作进行了总结,并展望了还可以继续深入工作内容和研究方向。