跳頻通信系統(tǒng)研究分析與仿真

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1、...頁眉*******************實踐教學*******************蘭州理工大學計算機與通信學院2014年秋季學期通信綜合訓練課程設計題目：跳頻通信系統(tǒng)的研究與仿真專業(yè)班級：姓名：學號：指導教師：成績：摘要....頁腳...頁眉跳頻通信系統(tǒng)是一種典型擴展頻譜通信系統(tǒng)，它在軍事通信、移動通信、計算機無線數(shù)據(jù)傳輸和無線局域網(wǎng)等領域有著十分廣泛的應用，已成為當前短波保密通信的一個重要發(fā)展方向。本文介紹了跳頻通信系統(tǒng)的基本工作過程，從跳頻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理、主要技術(shù)指標、跳頻通信系統(tǒng)的解跳和解調(diào)等方面闡述了跳頻通信基本原理,并對跳頻通信系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)及

2、其性能進行了仿真研究和理論分析。本文從理論上分析了跳頻通信系統(tǒng)的抗干擾性能,其組成部分包括信號生成部分、發(fā)送部分、接收部分、判決部分、跳頻子系統(tǒng)模塊五個部分,并以2FSK系統(tǒng)為例,給出了上述通信干擾樣式下的誤碼率理論分析結(jié)果，并利用Matlab中的Simulink仿真系統(tǒng)實現(xiàn)跳頻系統(tǒng)的仿真和分析，達到了預期的效果。關(guān)鍵詞：擴頻通信、跳頻通信、MATLAB　Simulink仿真....頁腳...頁眉一、Simulink簡介Simulink是MATLAB軟件的應用，是一個對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和對仿真結(jié)果進行分析的一個軟件包，是在MATLAB中建立系統(tǒng)方框圖和基于方框圖的系統(tǒng)仿真

3、環(huán)境。Simulink將工程中通用的方框圖設計方法與仿真系統(tǒng)建模統(tǒng)一起來，其采用的是基于時間流的鏈路級仿真方法。這種系統(tǒng)中，仿真結(jié)果可以實時的通過可視化模塊，將輸入輸出數(shù)據(jù)顯示出來，可以更加方便地對系統(tǒng)進行可視化建模，使系統(tǒng)設計、模型檢驗和仿真調(diào)試工作更為方便。經(jīng)過多年的應用，Mathwork公司開發(fā)出了很多工具箱，其中包括Simulink通信系統(tǒng)。此系統(tǒng)目前已成為科學研究和工程應用的軟件工具包。Simulink能夠完成大部分系統(tǒng)的動態(tài)仿真，提供了大量的內(nèi)置模塊，用戶只需要知道模塊的參數(shù)配置、輸入輸出等少數(shù)外部接口即可，而不必去關(guān)心其內(nèi)部實現(xiàn)方式。這些模塊都是圖形化的。整個Si

4、mulink的建模過程都是在圖形用戶界面上完成的，這樣可以使得用戶把更多的精力投入到系統(tǒng)模型的構(gòu)建，而非語言的編程上。Simulink本身可以實現(xiàn)微分方程和差分方程的求解等復雜的數(shù)值計算問題，用戶只需要根據(jù)問題類型及精度要求對求解器類型進行配置即可。通過對這些基本模塊的調(diào)用，再將它們連接起來，就可以構(gòu)成所需要的系統(tǒng)模型，從而進行系統(tǒng)仿真與分析。....頁腳...頁眉二、跳頻通信簡介2.1擴頻通信系統(tǒng)概述擴頻通信系統(tǒng)是一種信息處理傳輸系統(tǒng)，這種系統(tǒng)是利用偽隨機碼對被傳輸信號進行頻譜擴展，使之占有遠遠超過被傳輸信息所必需的最小帶寬。在接收機中利用同一碼對接收信號進行同步相關(guān)處理以解

5、擴和恢復數(shù)據(jù)。由于擴頻技術(shù)尤其是調(diào)頻具有很多優(yōu)點：很強的抗干擾能力；低截獲概率性；可用于具有選址能力的隨機選址多用戶通信系統(tǒng)中；較高的距離分辨力等等，因此，它的理論和實踐發(fā)展非常迅速。擴頻信號具有以下三個特性：1、擴頻信號是不可預測的偽隨機的寬帶信號；2、擴頻信號帶寬遠大于欲傳輸數(shù)據(jù)(信息)帶寬；3、接收機中必須有與寬帶載波同步的副本。擴頻通信系統(tǒng)是最具有代表性的擴頻通信技術(shù)的應用，它的基本工作方式有以下幾種：(1)直接序列擴頻系統(tǒng)(DSSS)直接序列擴頻系統(tǒng)簡稱直接擴頻(DSS)系統(tǒng)或直接序列(DS)系統(tǒng)。準確地說，這種系統(tǒng)應稱為直接用編碼序列對載波調(diào)制的系統(tǒng)。直接序列系統(tǒng)中

6、用的編碼序列通常是偽隨機序列或偽噪聲序列(PN碼)。要傳送的信息經(jīng)數(shù)字化后變成二元數(shù)字序列，它和偽隨機序列模二加(波形相乘)，合成復合碼去調(diào)制載波。在直接序列系統(tǒng)中通常對載波進行相移鍵控調(diào)制，為了節(jié)省發(fā)射功率和提高發(fā)射機的工作效率，擴頻系統(tǒng)中采用平衡調(diào)制器，抑制載波的平衡調(diào)制對提高擴頻信號的抗偵破能力也有利。當擴頻信號采用相移鍵控調(diào)制后由天線發(fā)射出去，在接收機中要有一個和發(fā)射機中的偽隨機碼同步的本地碼，對接收信號進行解擴(也叫做縮譜)，解擴后的信號送到解調(diào)器取出傳送的信息。(2)頻率跳變擴頻系統(tǒng)(FHSS)頻率跳變擴頻系統(tǒng)更確切地說應叫做“多頻、碼選、頻移鍵控”系統(tǒng)。簡單的頻移

7、鍵控通常只利用兩個頻率，例如用f1表示傳號，f2表示空號。而頻率跳變系統(tǒng)常常有成百上千甚至數(shù)萬個頻率可供選用，選用哪個頻率由碼決定。頻率跳變系統(tǒng)主要由碼發(fā)生器和頻率合成器兩部分組成，快速響應的頻率合成器是頻率跳變系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。(3)時間跳變系統(tǒng)(THSS)....頁腳...頁眉在時間跳變擴頻系統(tǒng)中，擴頻碼是用來控制發(fā)射機的通斷的。對于m序列來說，由于0與1各占了約一半，時間跳變系統(tǒng)的發(fā)射占空比接近一半。(4)混合擴頻系統(tǒng)上面的三種基本擴頻系統(tǒng)各有優(yōu)缺點，單獨使用一種系統(tǒng)有時難以滿足要求，將