跳频通信系统设计与研究报告与仿真

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1、-*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2014年秋季学期通信综合训练课程设计题目：跳频通信系统的研究与仿真专业班级：姓名：学号：指导教师：成绩：摘要.---跳频通信系统是一种典型扩展频谱通信系统，它在军事通信、移动通信、计算机无线数据传输和无线局域网等领域有着十分广泛的应用，已成为当前短波保密通信的一个重要发展方向。本文介绍了跳频通信系统的基本工作过程，从跳频系统的结构组成、工作原理、主要技术指标、跳频通信系统的解跳和解调等方面阐述了跳频通信基本原理,并对跳频通信系统的抗干扰技术及其性能进行

2、了仿真研究和理论分析。本文从理论上分析了跳频通信系统的抗干扰性能,其组成部分包括信号生成部分、发送部分、接收部分、判决部分、跳频子系统模块五个部分,并以2FSK系统为例,给出了上述通信干扰样式下的误码率理论分析结果，并利用Matlab中的Simulink仿真系统实现跳频系统的仿真和分析，达到了预期的效果。关键词：扩频通信、跳频通信、MATLAB　Simulink仿真.---一、Simulink简介Simulink是MATLAB软件的应用，是一个对动态系统进行建模、仿真和对仿真结果进行分析的一个软件包，是在MATLAB中建立系统方框图和基于方框图的系统仿真环境。Sim

3、ulink将工程中通用的方框图设计方法与仿真系统建模统一起来，其采用的是基于时间流的链路级仿真方法。这种系统中，仿真结果可以实时的通过可视化模块，将输入输出数据显示出来，可以更加方便地对系统进行可视化建模，使系统设计、模型检验和仿真调试工作更为方便。经过多年的应用，Mathwork公司开发出了很多工具箱，其中包括Simulink通信系统。此系统目前已成为科学研究和工程应用的软件工具包。Simulink能够完成大部分系统的动态仿真，提供了大量的内置模块，用户只需要知道模块的参数配置、输入输出等少数外部接口即可，而不必去关心其内部实现方式。这些模块都是图形化的。整个Si

4、mulink的建模过程都是在图形用户界面上完成的，这样可以使得用户把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。Simulink本身可以实现微分方程和差分方程的求解等复杂的数值计算问题，用户只需要根据问题类型及精度要求对求解器类型进行配置即可。通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来，就可以构成所需要的系统模型，从而进行系统仿真与分析。.---二、跳频通信简介2.1扩频通信系统概述扩频通信系统是一种信息处理传输系统，这种系统是利用伪随机码对被传输信号进行频谱扩展，使之占有远远超过被传输信息所必需的最小带宽。在接收机中利用同一码对接收信号进行同步相关处理以解扩

5、和恢复数据。由于扩频技术尤其是调频具有很多优点：很强的抗干扰能力；低截获概率性；可用于具有选址能力的随机选址多用户通信系统中；较高的距离分辨力等等，因此，它的理论和实践发展非常迅速。扩频信号具有以下三个特性：1、扩频信号是不可预测的伪随机的宽带信号；2、扩频信号带宽远大于欲传输数据(信息)带宽；3、接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频通信系统是最具有代表性的扩频通信技术的应用，它的基本工作方式有以下几种：(1)直接序列扩频系统(DSSS)直接序列扩频系统简称直接扩频(DSS)系统或直接序列(DS)系统。准确地说，这种系统应称为直接用编码序列对载波调制的系统。直接

6、序列系统中用的编码序列通常是伪随机序列或伪噪声序列(PN码)。要传送的信息经数字化后变成二元数字序列，它和伪随机序列模二加(波形相乘)，合成复合码去调制载波。在直接序列系统中通常对载波进行相移键控调制，为了节省发射功率和提高发射机的工作效率，扩频系统中采用平衡调制器，抑制载波的平衡调制对提高扩频信号的抗侦破能力也有利。当扩频信号采用相移键控调制后由天线发射出去，在接收机中要有一个和发射机中的伪随机码同步的本地码，对接收信号进行解扩(也叫做缩谱)，解扩后的信号送到解调器取出传送的信息。(2)频率跳变扩频系统(FHSS)频率跳变扩频系统更确切地说应叫做“多频、码选、频移

7、键控”系统。简单的频移键控通常只利用两个频率，例如用f1表示传号，f2表示空号。而频率跳变系统常常有成百上千甚至数万个频率可供选用，选用哪个频率由码决定。频率跳变系统主要由码发生器和频率合成器两部分组成，快速响应的频率合成器是频率跳变系统的关键部件。(3)时间跳变系统(THSS).---在时间跳变扩频系统中，扩频码是用来控制发射机的通断的。对于m序列来说，由于0与1各占了约一半，时间跳变系统的发射占空比接近一半。(4)混合扩频系统上面的三种基本扩频系统各有优缺点，单独使用一种系统有时难以满足要求，将几种扩频方法结合起来就构成了混合扩频系统。常见的有频率跳变一直接