基于Simulink的高速跳频通信系统仿真

******水*********** 实践教学 兰州理工大学 计算机与通信学院 2014年秋季学期 通信系统综合训练 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 本次课程设计介绍了跳频通信系统的基本匸作过程，从跳频系统的结构组成、匸作原理、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。并利用Matlab 中的Simuliiik 仿真系统对跳频通信系统进行了仿真研究和理论分析。着重研究了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的工作方式及仿真设计并达到了预期结果。 关键词：跳频系统；扩频通｛a； Matlab; Simuliiik仿真

前言 (1) 1.跳频 (2) 1.1跳频通信系统简介及发展状况 (2) 1.2跳频通信系统的组成 (3) 1.2. 1跳频发送端 (3) 1.2. 2跳频接收端 (4) 13跳频通信系统关键技术 (5) 2.跳频通信理论基础 (6) 2.1跳频信号及频率合成器的设计 (6) 2.1.1伪随机码-m序列的产生 (6) 2.1.2频率合成器设计 (7) 2.2桃频调制 (7) 2.3跳频信号的解跳与解调 (8) 2.3.1跳频信号的解跳 (8) 2.3. 2跳频信号的解调 (9) 3.跳频通信系统仿真 (11) 3.1 Simuliiik 仿真介绍 (11) 3.2跳频通信系统仿真设计 (13) 3.3仿真流程图设计 (14) 3.4跳频系统模块设计仿真 (15) 3.5仿真各示波器的仿真结果 (19) 3.6系统抗干扰性能分析 (22) 总结 (23) 参考文献 (24)

题目：跳频通信系统抗干扰性能分析 姓名： 学院：信息科学与技术学院 系：通信工程系 专业： 年级： 学号： 教师： 2012年7月10日

跳频通信系统抗干扰性能分析 摘要 扩频技术是一种信息传送技术，它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送信息所需的最小带宽。而跳频技术以其良好的抗干扰性能和衰落性及较低的信号被截获概率，成为战术通信领域应用最广的一种抗干扰手段。本文在介绍跳频通信基础原理的基础上，并借助计算机仿真工具Matlab /Simulink 搭建仿真模型，得到了在多径信道下的误码率-信噪比曲线，从而分析跳频通信系统的抗干扰性能。 关键字：跳频、Simulink 仿真、多径、抗干扰 一．引言 跳频通信时现代通信中采用的最常用的扩频方式之一，其基本原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化。与定频通信相比，由于发送的信号调制在多个伪随机跳变的频率上，敌方不容易捕获到所发送的信息，有利于信号的隐藏，可以有效躲避干扰。因此，跳频技术在通信对抗尤其是卫星通信中处于特别有利的位置。扩频技术正在取代常规通信技术成为军事通信的一种主要抗干扰通信技术。因此，对扩频通信的研究，成为通信对抗中的重要部分。本文通过Matlab 软件仿真跳频通信系统的基本过程，在多径信道下分析其抗干扰能力。 二．跳频通信的基本原理 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和恢复数据。现有的扩频系统可分为：直接序列扩频、跳频、跳时，以及上述几种方式的组合。其中跳频系统是如今使用最多的扩频技术。 跳频扩频的调制方式可以为二进制或M 进制的FSK(MFSK)。如果采用二进制FSK ，调制器选择两个频率中的一个，设为0f 或1f ，对应于待传输的信号0或1.得到的二进制FSK 信号是由PN 码生成器输出序列输出觉得的频率平移量，选择

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：跳频系统; 扩频通信; Matlab; Simulink仿真

目录 第1章绪论 (1) 1.1 概述 (2) 1.2 跳频通信简介 (1) 1.2.1 跳频通信系统概述 (1) 1.2.2 跳频技术的应用背景和发展趋势 (2) 1.3 MATLAB简介 (3) 1.4 本文研究内容及章节安排 (3) 第2章跳频通信系统的基本原理 (4) 2.1 跳频通信系统的结构组成 (4) 2.1.1 跳频系统的发送部分 (4) 2.1.2 跳频系统的接收部分 (5) 2.2 跳频通信系统的性能指标 (6) 2.3 跳频通信系统的调制方式 (7) 2.4 频率合成器 (8) 2.5 跳频信号的解跳与解调 (8) 2.5.1 跳频信号的解跳 (8) 2.5.2 跳频信号的解调 (9) 第3章跳频通信系统仿真及性能分析 (10)

基于MATLAB的跳频通信系统仿真研究 1.1 研究背景与意义 随着军事的现代化进程的加快，未来战争将是以电子战、信息战的对抗为主，运用于军事设备中的跳频技术的性能研究也成为了各国关注的焦点，抗干扰、抗截获、抗衰落等性能的提高也成为跳频研究的发展方向。同时，随着个人通信业务和蜂窝移动通信的发展，跳频技术在民用领域的运用也日趋成熟，在现有的DS/CDMA 系统中，远近效应是一个很大的问题。由于大功率信号只在某个频率上产生远近效应，当载波频率跳变到另一个频率时则不受影响，因此跳频系统没有明显的远近效应，这使得它在移动通信中易于得到应用和发展。在数字蜂窝移动通信系统中，如果链路间采用相互正交的跳频图案同步跳频，或者采用低互相关的跳频图案异步跳频，可以使得链路间的干扰完全消除或基本消除，对提高系统的容量具有重要意义。此外，跳频是瞬时窄带系统，其频率分配具有很大的灵活性，在现有频率资源十分拥挤的条件下，研究跳频通信技术具有重要意义。 1.2 跳频通信技术的发展及研究现状 从 20 世纪 50 年代开始，西方国家就已经展开了对跳频技术的理论研究。美国的Laboratories of Sylvania 率先研制出了世界上第一个实用的跳频通信系统Baffalo Laboratories Application of Digitally Exact Spectra，简称BLADES 系统，并在海军的 Mt. Mc Kinley 指挥舰上试验成功。到了 70 年代，跳频通信技术快速发展，美、英、法等国的超短波跳频电台相继研制成功且应用于军事当中，其中以美国的INCGARS-V 和英国的 Jaguar 为典型代表。到了80年代，跳频技术应用于实战当中，在英国的马尔维纳斯岛(福克兰群岛)战争与美国入侵巴拿马的战争中，参战部队都装备了跳频电台用于相互联络，取得良好效果。到了1991年的海湾战争时，美、英、法等国部队大量装备了跳频电台用于军事指挥，如美国的SINCGARS、法国TRC-950、英国的Jaguar-V，成效斐然。但是，由于不同参战国研制的跳频电台，标准各不相同，因此无法用于不同国家参战部队之间的相互联络。到90年代末的科索沃战争时，北约各国参战部队普遍采用跳频技术用于通信，且实现各国通信互联。 自20世纪80年代开始，跳频技术开始应用于民用通信领域。GSM系统率先采用跳频

通信仿真技术实验报告 扩频通信，即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)，它与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。具有巨大的发展前景。 扩展频谱通信（Spread Spectrum Communication）的原理发表的很早，它是将待传送的信息数据被伪随机编码也就是扩频序列调制，实现频谱扩展以后再在信道中传输，接收端则采用与发送端完全相同的编码进行解调和相关处理，从而恢复出原始的信息数据。从这里我们可以看出，扩展频谱通信（以下简称扩频通信）作为一种新的通信方式与一般的常见的窄带通信方式是不同的，它们刚好相反，它是在发送端经过扩展频谱以后，在信道中进行宽带传输，然后在接收端进行相关处理以及解扩后恢复成窄带后解调数据。恢复出原始信息数据。因此，扩频通信具有伪随机编码调制和相关处理两个特点。也正是这两个特点，使得扩频通信方式有许多优点:如抗干扰、抗噪音、抗多径衰落、具有保密性、功率谱密度低，具有隐蔽性和低的截获概率、可多址复用和任意选址、可以用于高精度测量等。 正是由于扩频通信方式具有上述的优点，所以扩频通信虽然是一种新型的通信方式，但是引起了人们的广泛注意，得到了迅速的发展和广泛的应用。 从扩频通信的应用发展来看，真正开始研究它的应用的是在上个世纪50年代中期美国开始的。刚开始一直用于军事通信领域，因为在军事通信中，一般通信方式在强干扰存在的情况下，很难准确的检测出发送来的信号，由于扩频通信具有很好的保密信和抗干扰性，所以首先开始了在军事通信领域的应用。成为扩频通信研究发展的开端，从此，军事通信机关对军事通信、空间探测、卫星侦察等方面广泛应用扩频通信技术。 60年代以来，随着民用通信事业的发展，频带拥挤问题日益突出，成为通信技术发展上的一个突出的问题。随着信号处理技术、大规模集成电路和计算机技术的发展，编码和相关处理能够方便的进行，通信技术的发展，推动了扩频通信理论、方法、技术等各方面的研究发展和应用普及。军事产品开始向民用转化。在80年代开始在民用领域得到应用。为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源，各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术，扩频技术已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中。

万方数据

基于MATLAB的跳频通信系统仿真 作者：赵守彬 作者单位：莱芜职业技术学院;山东大学 刊名： 科技信息 英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)：2010，(24) 被引用次数：0次 参考文献(4条) 1.曹雪虹;张宗橙信息论与编码 2001 2.曹雪虹.张宗橙信息论与编码 2001 3.徐平平;宋铁成数字通信 2008 4.徐平平.宋铁成数字通信 2008 相似文献(10条) 1.学位论文张晓川扩频通信系统中跳频技术的研究2008 扩频技术是一种信息传送技术，它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送信息所需的最小带宽。而跳频技术以其良好的抗干扰性和抗衰落性，成为战术通信领域应用最广的一种抗干扰手段。本论文对扩频系统中的跳频技术进行了研究，主要内容包括： 1.简要介绍了扩频系统的基本理论和扩频系统的工作方式，分析了跳频通信的优点，并以FH/MFSK系统为例，给出了典型干扰下的误码率公式。 2.论述了跳频通信的两个关键技术：跳频图案的设计和跳频系统的同步，并根据工程实际，给出了适当的同步方案。 3.重点研究了跳频系统中伪随机码的搜索和实现。对伪随机码选择的关键和难点，如m序列优选对的查询、m序列特征相位的求取，以及平衡Gold码的搜索，进行了Matlab仿真和分析。 4.在2FSK调制下，对跳频通信系统的抗干扰性能进行了理论分析和Matlab仿真，包括宽带噪声干扰和部分频带噪声干扰。 5.通过Matlab/Simulink仿真软件搭建跳频通信系统仿真模型，并对跳频系统中的部分电路进行仿真设计。 2.学位论文项加林跳频通信同步技术的研究与实现2008 跳频同步是跳频通信的关键技术，只有实现了快速精确的同步，才能正确接收跳频信号。跳频同步的好坏，直接影响到跳频系统的性能。同时跳频同步也是跳频通信系统开发的难点，特别是在高跳速工作时需要精心设计方案才能实现同步捕获和跟踪。 本文首先分析了跳频通信对数字传输的要求。着重介绍了基于DDS和DSP的GMSK信号调制算法和带判决反馈的2比特差分解调算法，并提出了一种基于DDC(数字下变频器)的GMSK信号解调方案。该方案只需要在最佳抽判时刻进行运算，大大降低了运算量，而且仿真结果表明在保证DDC晶振稳定度的前提下解调性能良好。同时，对跳频同步技术及其实现进行了全面和深入的研究，设计了TOD信息和同步头相结合的同步方案，并对同步性能进行了分析。随后利用Matlab/Simulink搭建了跳频通信系统的仿真模型，对GMSK调制解调算法以及同步方案进行了仿真。最后，本文给出在TMS320C6X软件无线电平台上实现了的接收端软件流程和测试结果。 3.学位论文任德云混沌宽间隔跳频序列性能研究及混沌仿真2009 跳频通信由于其较高的保密性和抗干扰性最早在军事通信中得到应用。它是通过一组伪随机序列来控制频率随机跳变的通信方式，具有抗干扰、抗截获、码分多址和频带共享的特点。近年来，跳频通信在现代军事通信及民用移动通信系统中都有广泛的应用。
跳频序列的设计是跳频通信的关键技术之一，它的性能主要包括跳频序列的频率数目、跳频序列族的多少、汉明自相关、汉明互相关、跳频间隔及跳频序列的平衡性。这些性质直接影响到系统的抗截获，抗干扰，同步等以及系统的组网能力。
基于跳频序列对跳频通信的主要影响，本文围绕跳频序列的理论、性能指标、混沌理论、混沌映射及宽间隔处理方法等方面进行了深入的研究分析，对七种混沌映射产生的跳频性能，以及对同一序列五种量化处理方法都进行了Matlab仿真对比，在此基础上提出了一种新的基于组合混沌映射构造跳频序列的方法(见论文3.3.2节，3.4节及3.5节)。接着通过对一种混沌序列采取五种不同量化进行了性能比较，选取了较优的量化方法对本文提出的新组合映射混沌序列进行处理，最后对量化得到的序列做宽间隔处理。Matlab仿真实现对比本文提出的混沌跳频序列与其他六种混沌序列的性能，大量数据表明(见论文4.3节及4.4节)：该序列经量化和宽间隔处理之后，具有较其它混沌系统具有更多的跳频序列数，即多址能力强，且该序列确实具有更加优良的平衡特性、自相关特性、互相关特性，能更好地增强系统的抗干扰、抗截获和多径衰落的能力。最后简要介绍了其它跳频序列的设计、本论文的工作总结以及后续研究工作的展开。 4.期刊论文尹建方.屈巍.潘成胜.YIN Jian-fang.QU Wei.PAN Cheng-sheng高速跳频通信同步捕获方法的研究与仿真-电脑与信息技术2006,14(6) 同步技术是跳频通信系统的关键技术之一.针对高速跳频通信系统中同步的要求,采用同步头与时间信息相结合的方法实现跳频同步.文章研究了同步序列格式、跳频图案同步、位同步等问题,分析了同步性能,使用Matlab6.5完成了仿真验证.同步性能分析结果表明该跳频通信系统的同步时间短、捕获概率高、虚警概率低. 5.学位论文冯艳蓉超短波高速跳频系统数字相位调制解调研究2006 随着通信技术的发展，军事通信对无线电台的高速数据传输能力和综合抗干扰能力提出了越来越高的要求。近年来，跳频通信技术作为一种抗干扰、抗截获、抗检测的安全传输方式已广泛应用在各种军事无线通信领域。同时各军种之间相互通信和联合作战要求有一个开放式、可扩展、标准化的软、硬件平台结构，软件无线电的思想被广泛应用。 本文将软件无线电的思想和跳频通信技术相结合，提出了基于软件无线电平台的跳频超短波电台调制解调物理层实现方案。结合跳频通信特点，选用8PSK和π/4-DQPSK两种相位调制方式进行分析，特别讨论了其中信号到达检测、位定时和载波同步和信道均衡三部分关键技术。最后基于MATLAB理论仿真的基础，在TI公司的TMS320C6416芯片上实现了整个系统。 本文的章节内容安排如下：第一章，主要介绍了军事无线通信的背景，软件无线电技术以及跳频抗干扰通信，特别介绍了超短波跳频通信在军事系统中的发展。 第二章，论述了跳频传输模式下数字相位调制系统的设计。首先介绍了跳频系统的体系结构，分析了跳频传输对相位调制系统设计的影响。接着针对跳频通信的特点设计出跳频传输模式下的两种线性相位调制方式8PSK和π/4-DQPSK的系统结构。 第三章，对跳频突发通信中的信号到达检测技术进行了讨论，分析了基于特殊导频的功率检测和相关检测两种检测方法，对其性能进行仿真，分析比较后提出了优化的方法。

课程设计（II）通信系统仿真 题目跳频通信系统仿真 专业 学号 姓名 日期

通信系统仿真课程设计任务书 1、课程设计目的 通过对跳频系统的设计，深入了解跳频系统的工作原理，通信系统各部分的

原理与关联，掌握利用Matlab/Simulink软件进行完整通信系统的建模和分析。 2、课程设计内容 ●主要课程设计内容 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。此次跳频通信仿真系统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详细了解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了仿真研究和理论分析。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仿真系统实现跳频系统的仿真和分析，达到了预期的效果。调频系统原理示意图如图所示。 个人任务分工如下图所示： ●原理（跳频扩频调制和解跳） 1 跳频扩频调制 跳频扩频调制通过伪随机地改变发送载波频率，用跳变的频率来调制基带 信号，得到载波频率不断变化的射频信号。 通常，跳频系统的频率合成器输出什么频率的载波信号是受跳频指令控制 的，跳频器是由频率合成器和跳频指令发生器构成的。在时钟的作用下， 频率合成器不断地改变其输出载波的频率，跳频指令发生器不断地发出控

制指令。因此混频器输出的已调波的载波频率，也将随着指令不断地跳变。 通常，跳频指令是利用伪随机发生器来产生的，或者由软件编程来产生此跳频指令。 2解跳 首先，为了完成解跳功能，用同相干解调类似的方法将发送信号已知的伪随机的载波与接收信号进行混频，再经过低通滤波器进行滤波，即可得到到解跳后的信号，以便以后基带调制的进行。 3加性高斯白噪声信道 发送信号在信道中传输会受到加性高斯白噪声的影响。在matlab中有特定的函数进行加性高斯白噪声信道的模拟。 3、设计与实现过程 主要设计思想和设计流程。 依据前面对跳频系统的原理介绍可得到跳频系统的数学模型如下图所示。 在发送端，输入信息码序列进行基带调制得到频带宽度为B m的调制信号m(t)，独立产生的伪随机码序列作为跳频序列去控制频率合成器，使其输出频率按不同的跳频图案或指令随机跳跃的变化。调制信号m(t)对随机载频进行调制，得到跳频信号S i(t)，可表示为 其中，ω?为调频频率间隔，φn为初项。 跳频系统数学模型如下。

利用MATLAB实现跳频通信系统 摘要：随着无线通信不断快速的发展，跳频调制技术越来越受到人们的重视。跳频通信是一种具有较强抗干扰能力的通信体制。其工作原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式，即通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。跳频技术是一种具有高抗干扰性、高抗截获得能力的扩频技术。由于它的技术优势，跳频技术不仅在军事通信领域得到广泛的运用，在民用领域也有很好的表现。 本课题要求构建蓝牙跳频通信系统的各组成模块，包括信号传输，信号接收，谱分析和误码分析部分，了解和熟悉蓝牙跳频系统的特点，分析系统的运行及性能。主要研究方法是MATLAB软件进行蓝牙跳频通信系统的仿真，通过各组成模块的连接与封装，运行并分析结果。 关键词：蓝牙，跳频，MATLAB，无线通信

Realize Frequency Hopping Communication System Based on MATLAB Abstract：With the rapid development of the wireless communications, people pay more and more attention to frequency hopping modulation techniques. Frequency hopping communication is a strong anti-interference communication system. The working principle is a communication mode which refers to the carrier frequency that sends and receives the signal according to rule to do dispersant change, that is applying the carrier frequency used in communication by pseudo-random code control and random changes hopping. Frequency hopping technology is a spread spectrum with high anti-interference and resistance ability. Frequency hopping technology not only being widely used in military communication areas, but also in civilian areas due to its technique advantages. This paper is to make up composed modules for the Bluetooth frequency hopping communication system, which including signal transmission, signal reception, spectral analysis and error analysis, as well as to know and have a deep understanding of the characteristics of this system, and also including analyzing the performance and its performance. The main research method is using matlab to make the simulation of the Bluetooth frequency hopping communication systems, run and analysis results by the simulation of each of the modules connection and encapsulation. Keywords: Bluetooth, frequency hopping, MATLAB, wireless communication

跳频通信系统仿真课程设计报告 指导老师王秀红 班级1002403 学号100240330 姓名张敏

目录 摘要..................................................................................................................错误！未定义书签。关键词：..........................................................................................................错误！未定义书签。 跳频扩频原理 (3) 跳频扩频仿真系统框图 (3) 仿真要求 (4) 理想信道系统各处波形 (4) 高斯白噪声下的系统的信噪比-误码率性能 (8) 多径+高斯白噪声下的系统的信噪比-误码率性能 (9) 多径+高斯白噪声+单频干扰系统信噪比-误码率性能 (8) 结论 (9) 部分程序 (9)

跳频扩频原理 跳频（FH-Frequency Hopping），是用一定码序列进行选择的多频率频移键控。也就是说，用扩频码序列去进行频移键控调制，使载波频率不断地跳变，所以称为跳频。从时域上来看，跳频信号是一个多频率的频移键控信号；从频域上来看，跳频信号的频谱是一个在很宽频带上不等间隔随机跳变的。信息数据通过波形变换（信息调制）后，进入载波调制。载波由伪随机序列（跳频序列）控制可变频率合成器产生，频率则随着跳频序列的序列值改变而改变。跳频信号经射频滤波器发射后，被接收机接收。接收机首先从发送来的跳频信号中提取跳频同步信号，使本机伪随机序列控制的频率跳变与接收到的跳频信号同步，输出同步的本地载波，使载波解调即扩频解调获得携带有信息的中频信号，从而得到发射机送来的信息。与定频通信相比，跳频通信比较隐蔽也比较难以被截获。只要对方不清楚载频跳变的规律，就很难截获我方的通信内容。同时，跳频通信也有良好的抗干扰能力，分析和实践表明，即使有多达30%的通信频点被干扰，系统仍然能够在其他未被干扰的频点上进行正常通信。此外，由于跳频通信系统是瞬时窄带系统，它易于与其他的窄带通信系统兼容，也就是说，跳频电台可以与常规的窄带电台互通，有利于设备的更新。 跳频通信是扩频通信的一个分支，它的突出优点是抗干扰性强，很适合军事通信环境。自70年代第一部跳频电台问世以来，其应用发展势头锐不可挡。80年代是跳频电台发展速度最快的十年，世界各国军队普遍装备跳频电台，广泛使用跳频技术是80年代VHF频段军用无线通信发展的主要特征。进入90年代后，跳频技术在军用抗干扰通信领域已相当成熟的同时，跳频通信的应用进一步拓展到民用领域[3]。其主要原理如图所示：

跳频通信系统的研究与Matlab 仿真 聂 伟,郭梅花,张永杰 (北京化工大学计算机系统与通信实验中心,北京 100029) 摘 要:跳频通信技术具有较强的抗干扰能力,因此一直是扩频通信技术研究中的一个重点。在阐述跳频通信基本原理和实现方法的基础上,利用M atlab 提供的可视化工具Simulink 建立了跳频通信系统仿真模型,详细讲述了各模块的设计。在给定仿真条件下,对该跳频通信系统在宽带噪声干扰工作机制下进行了仿真,得到了在宽带噪声干扰下的误码率-信噪比曲线。结果表明,跳频通信系统的抗干扰能力优于传统的定频通信,在战术通信中有更高的可靠性。此外还提出了提高跳频通信对抗宽带噪声干扰能力的改进方法,它对研究跳频通信系统抗干扰的性能具有借鉴作用。 关键词:跳频通信;抗干扰;误码率;信噪比 中图分类号:T N911 文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2010)13-0011-03 Research on Frequency Hopping C ommu nication System Based on Matlab Simulation NIE W ei,G U O M e-i hua,ZHA N G Y ong -jie (Com puter Syst em and Co mm unication L abo ra tory,Be i jing U niversity of Chem i cal Technolog y,Beijing 100029,China) Abstract :Fr equency -ho pping co mmunicatio n techno lo gy is an emphasis in the research of the spread spectr um communica -t ion technolog y,which has goo d ant-i jamming perfor mance.T he simulat ion model of f requency -ho pping communication sy s -tem is built by using SIM U L IN K pro vided by M atlab,based o n the basic pr inciple and realization methods o f frequency -ho pping co mmunication.In addition,each module of the simulatio n model is intr oduced in detail.I n lig ht o f ful-l band noise jamming system,t he simulatio n prog r am is run on the basis of the designed simulatio n conditions,BER -SN R cur ve f igur es are gained.T he r esults show that the f requency -ho pping co mmunication system has better ability of ant-i jamm ing than the tr ad-i t ional fixed frequency communicat ion,and is o f ev en hig her reliability in tactical communicatio n.An impro ved method for the enhancement of ful-l band no ise ant-i jamming capability of fr equency -hopping communicatio n is pr oposed. Keywords :FH communicat ion;ant-i jamming;err or rate;signa-l to -noise rate 收稿日期:2010-01-25 基金项目:教育部大学生创新实验计划和学校第三批教改项 目资金资助 0 引 言 扩频是一种经典的无线通信技术,包括跳频(FH )、直接序列扩频(DS)、跳时(T H )及其混合扩频方式等。由于跳频通信的抗截获、抗干扰能力强,保密性能好,在军事抗干扰通信中得到了广泛应用,目前世界各国军队已普遍装备各种跳频电台[1]。因此,分析跳频通信系统,研究提高抗干扰能力的方法,对保障军事通信的可靠性具有重要的应用价值。 计算机仿真技术由于其灵活高效及准确的特点在通信研究中得到了广泛应用。本文借助计算机仿真工具Matlab/Sim ulink 对典型干扰下的基于跳频扩频技术的仿真建模分析研究,为电子战条件下抗干扰性能分析提供仿真评估条件。 1 跳频扩频系统的工作原理 跳频通信的工作原理是收发双方传输信号的载波 频率按照预定规律进行离散变化的通信方式,也就是说通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变[2]。从时域上来看,跳频信号是一个多频频移键控信号;从频域上来看,跳频信号的频谱在宽频带上随机跳变[3]。与定频通信相比,跳频通信比较隐蔽,只要对方不清楚载频跳变的规律,就很难截获通信内容。同时,跳频通信具有良好的抗干扰能力,即使有部分频点被干扰,仍能在其他的频点上进行通信[4]。由于跳频通信系统是瞬时窄带系统,它易于与其他的窄带通信系统兼容,有利于设备的更新。图1,图2是跳频通信系统的原理图。 在发射端,被传送的信息首先要经过数据调制器的相应调制,便获得载波频率固定的已调波信号,同时,受PN 码的控制,频率合成器输出一个频率跳变的正弦波载波信号,该信号与经过数据调制后的信号进行混频, 11 现代电子技术 2010年第13期总第324期 通信与信息技术

摘要 当今信息时代，如何有效的利用宝贵的频带资源，如何进行准确可靠的信息通信是通信领域中至关重要的问题。扩频通信正是在这种背景下迅速发展起来的。快调频通信是扩频通信的一种实现方式，在抗干扰和保密性方面，它是扩频通信中很好的通信方式。在具体的实现上，跳频通信是一个用户的载波按某种跳频图案（伪随机跳频序列）在很宽的频带范围内随机的跳变。由于频率跳变的不确定性，所以很好的实现了保密通信。 在本次毕业设计中，是用MATLAB实现快跳频通信系统的仿真。MATLAB是一种功能强大的软件，在统计、信号处理、人工智能以及通信领域得到了广泛的应用。在快跳频系统的设计中，主要用到SIMULINK和COMMUNICATION BLOCKS两个工具箱。在具体实现过程中，还要结合用 MATLAB语言编写的程序实现整个过程的设计。 关键词：跳频通信系统、频率跳变、跳频图案、MATLAB

ABSTRACT This information age, how to effectively use valuable band resources, and how to implement the accurate and reliable information communication is the most important communication field. Spread spectrum communication was against this backdrop rapidly. Quick FM communications is spread spectrum communication in a realization, anti-jamming and privacy aspects, it is spread spectrum communication of good communication mode. In the concrete implementation, fh communication is a user's carrier according to some fh design (pseudo random fh sequence) in a very wide band range random jump to change. Because of the uncertainty of frequency hopping, so good realized the secret communication. In the graduation design, is MATLAB fast frequency hopping communication system simulation. MATLAB Is a powerful software, in statistics, signal processing, artificial intelligence, and communication domain been widely used. In fast frequency hopping system design, mainly using SIMULINK and COMMUNICATION BLOCKS two toolbox. In concrete realization process, combine MATLAB language programming realize the whole process design. Keywords: frequency hopping communication system, frequency hopping, frequency-hopping pattern and MATLAB

通信仿真技术实验报告 一、实验工程名称：跳频扩频通信系统的设计及simulink仿真 二、有关扩频系统的背景介绍 扩展频谱

北京科技大学天津学院本科生毕业设计(选题报告) _______________________________________________________________________________ 目录 1文献综述........................................................................................................................................ - 1 - 1.1本课题国外研究进展....................................................................................................... - 1 - 1.1.1高速短波跳频电台................................................................................................ - 2 - 1.1.2基于组网中的跳频技术....................................................................................... - 2 - 1.1.3 TRC-1600背负电台 ............................................................................................. - 2 - 1.1.4 CHAMELEON跳频VHF手持电台 ................................................................ - 2 - 1.2本课题国内研究进展....................................................................................................... - 3 - 1.2.1跳频通信侦察技术的研究................................................................................... - 3 - 1.2.2 TCR-153型短波自适应跳频电台 ..................................................................... - 3 - 2课题背景及开展研究的意义 ..................................................................................................... - 4 - 3.1研究方法............................................................................................................................. - 5 - 3.1.1跳频通信系统（FH communication system）................................................. - 5 - 3.1.2 跳频通信系统组成............................................................................................... - 5 - 3.1.3 跳频通信系统的性能指标.................................................................................. - 6 - 3.2研究内容............................................................................................................................. - 7 - 3.3预期目的............................................................................................................................. - 7 - 4进度安排........................................................................................................................................ - 8 - 参考文献 ..................................................................................................................................... - 9 - 指导教师意见................................................................................................................................. - 10 -