跳頻通信系統(tǒng)抗干擾性能分析

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1、題目：跳頻通信系統(tǒng)抗干擾性能分析姓名：學(xué)院：信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系：通信工程系專業(yè)：年級(jí)：學(xué)號(hào)：教師：2012年7月10日跳頻通信系統(tǒng)抗干擾性能分析摘要擴(kuò)頻技術(shù)是一種信息傳送技術(shù)，它利用偽隨機(jī)碼對(duì)被傳輸信號(hào)進(jìn)行頻譜擴(kuò)展，使之占有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被傳送信息所需的最小帶寬。而跳頻技術(shù)以其良好的抗干擾性能和衰落性及較低的信號(hào)被截獲概率，成為戰(zhàn)術(shù)通信領(lǐng)域應(yīng)用最廣的一種抗干擾手段。本文在介紹跳頻通信基礎(chǔ)原理的基礎(chǔ)上，并借助計(jì)算機(jī)仿真工具M(jìn)atlab/Simulink搭建仿真模型，得到了在多徑信道下的誤碼率-信噪比曲線，從而分析跳頻通信系統(tǒng)的抗干擾性能。關(guān)鍵字：跳頻、Sim

2、ulink仿真、多徑、抗干擾一．引言跳頻通信時(shí)現(xiàn)代通信中采用的最常用的擴(kuò)頻方式之一，其基本原理是指收發(fā)雙方傳輸信號(hào)的載波頻率按照預(yù)定規(guī)律進(jìn)行離散變化。與定頻通信相比，由于發(fā)送的信號(hào)調(diào)制在多個(gè)偽隨機(jī)跳變的頻率上，敵方不容易捕獲到所發(fā)送的信息，有利于信號(hào)的隱藏，可以有效躲避干擾。因此，跳頻技術(shù)在通信對(duì)抗尤其是衛(wèi)星通信中處于特別有利的位置。擴(kuò)頻技術(shù)正在取代常規(guī)通信技術(shù)成為軍事通信的一種主要抗干擾通信技術(shù)。因此，對(duì)擴(kuò)頻通信的研究，成為通信對(duì)抗中的重要部分。本文通過Matlab軟件仿真跳頻通信系統(tǒng)的基本過程，在多徑信道下分析其抗干擾能力。二．跳頻通信的基本原理擴(kuò)

3、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(jī)碼對(duì)被傳輸信號(hào)進(jìn)行頻譜擴(kuò)展，使之占有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被傳輸信息所必需的最小帶寬。在接收機(jī)中利用同一碼對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行同步相關(guān)處理以解擴(kuò)和恢復(fù)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有的擴(kuò)頻系統(tǒng)可分為：直接序列擴(kuò)頻、跳頻、跳時(shí)，以及上述幾種方式的組合。其中跳頻系統(tǒng)是如今使用最多的擴(kuò)頻技術(shù)。跳頻擴(kuò)頻的調(diào)制方式可以為二進(jìn)制或M進(jìn)制的FSK(MFSK)。如果采用二進(jìn)制FSK，調(diào)制器選擇兩個(gè)頻率中的一個(gè)，設(shè)為或，對(duì)應(yīng)于待傳輸?shù)男盘?hào)0或1.得到的二進(jìn)制FSK信號(hào)是由PN碼生成器輸出序列輸出覺得的頻率平移量，選擇一個(gè)由頻率合成器合成的頻率，與FSK調(diào)制器

4、的輸出進(jìn)行混頻，再將混頻合成器合成的信號(hào)由信道發(fā)送。在接收端，有一個(gè)相同的PN碼序列生成器，與接收信號(hào)同步，并用來控制頻率合成器輸出。因此發(fā)射機(jī)中引入的偽隨機(jī)頻率平移，在接收器端通過合成器的輸出與接收的信號(hào)混頻，而將其去除。隨后，得到的信號(hào)再經(jīng)過FSK解調(diào)器就能恢復(fù)出原始信號(hào)。其基本的結(jié)構(gòu)框圖如下：圖1.1擴(kuò)頻基本結(jié)構(gòu)框圖對(duì)于干擾信號(hào)和噪聲而言，由于與偽隨機(jī)序列不相關(guān)，在相關(guān)解擴(kuò)器的作用下，相當(dāng)于進(jìn)行一次解擴(kuò)，干擾信號(hào)和噪聲頻譜被擴(kuò)展后，其譜密度降低，這樣就大大減小了進(jìn)入信號(hào)帶通內(nèi)的干擾功率，使解擴(kuò)器的輸入信噪比和輸入信干比提高，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾

5、能力。跳頻通信與其他方式的通信方式相比有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。1.抗干擾性強(qiáng)跳頻通信抗干擾的機(jī)理是“打一槍換一個(gè)地方"的游擊策略，敵方很難搞清楚我方的跳頻規(guī)律，因而具有較強(qiáng)的抗干擾能力。一方面，跳頻指令是偽隨機(jī)碼，其周期可長(zhǎng)達(dá)幾年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間；另一方面，跳變的頻率個(gè)數(shù)可以達(dá)到成千上萬。因此，敵方即使在某一頻率上或某幾個(gè)頻率上施放長(zhǎng)時(shí)間的干擾也是無濟(jì)于事的。另外，跳頻頻率受偽隨機(jī)碼控制而不斷跳變，在每一個(gè)頻率的駐留時(shí)間內(nèi)，所占信道的帶寬是很窄的。2.頻譜利用率高跳頻通信可以利用不同的跳頻圖案或時(shí)鐘，在一定帶寬內(nèi)容納多個(gè)跳頻通信系統(tǒng)同時(shí)工作，達(dá)到頻譜資源共享的目

6、的，從而大大提高頻譜利用率。3.易于實(shí)現(xiàn)碼分多址多址通信是指許多用戶組成一個(gè)通信網(wǎng)，網(wǎng)內(nèi)任何兩個(gè)用戶都可建立通信，并且多對(duì)用戶同時(shí)通信時(shí)又互不干擾。應(yīng)用跳頻通信可以很容易地組成這樣一個(gè)多址通信網(wǎng)，網(wǎng)內(nèi)各用戶都被賦予一個(gè)互不相同的地址碼，這個(gè)地址碼恰似電話號(hào)碼，每個(gè)用戶只能收到其他用戶按其地址碼發(fā)來的信號(hào)才可判別出是有用信號(hào)，對(duì)其他用戶發(fā)來的信號(hào)，則不會(huì)被解調(diào)出來。4．兼容性對(duì)于跳頻通信而言，兼容的含義是指一個(gè)跳頻通信系統(tǒng)可以與一個(gè)不跳頻的窄帶通信系統(tǒng)在定頻上建立通信。顯而易見，兼容的好處在于先進(jìn)的跳頻電臺(tái)可與常規(guī)的定頻電臺(tái)瓦通三．跳頻通信抗干擾性能分析

7、3.1抗干擾性能仿真方案本文使用MATLAB中的Simulink工具包構(gòu)建仿真平臺(tái)，。Simulink是Matlab中的一種可視化仿真工具,是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)集成環(huán)境,廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中[5]。它包括一個(gè)復(fù)雜的由接受器、信號(hào)源、線性和非線性組件以及連接件組成的模塊庫(kù),用戶也可以根據(jù)需要定制或者創(chuàng)建自己的模塊。Simulink的主要特點(diǎn)在于使用戶可以通過簡(jiǎn)單的鼠標(biāo)操作和拷貝等命令建立起直觀的系統(tǒng)框圖模型,用戶可以很隨意地改變模型中的參數(shù),并可以馬上看到改變參數(shù)后的結(jié)果,從而達(dá)到方便、快捷

8、地建模和仿真的目的本文仿真方案如下：隨機(jī)數(shù)字信號(hào)先經(jīng)過2FSK調(diào)制，然后經(jīng)過跳頻調(diào)制，接著進(jìn)入