利用MATLAB实现跳频通信系统
- 格式:doc
- 大小:588.50 KB
- 文档页数:31
跳频扩频系统的Matlab模拟仿真实现作者:王向鸿, 赵海涛, 关晓东来源:《现代电子技术》2010年第19期摘要:跳频扩频技术采用特定的扩频函数及载波跳变来实现频谱展宽,具有很强的抗干扰性,并具有信息隐蔽、多址保密通信的特点;PSK调制方式由基带脉冲控制载波相位。
在Matlab/Simulink下建立了采用BPSK方式的跳频扩频-通信系统模拟模型,并编程仿真实现该系统,对跳频扩频通信的实现有重要意义。
关键词:跳频扩频; BPSK; Matlab; Simulink中图分类号:TN914-34文献标识码:A文章编号:1004-373X(2010)19-0074-02Implementation of Matlab Simulation for Frequency-hopping Spread Spectrum SystemWANG Xiang-hong, ZHAO Hai-tao, GUAN Xiao-dong(Unit 95588 of PLA, X i’an 710306, China)Abstract: The frequency-hopping spread spectrum technology has stronger anti-jamming ability, and the features of information hiding and multipath interference communication through the given spread-spectrum function and hopped-frequency. The PSK modulation mode and carrier phase are controlled by base-band pulse.The model of frequency-hopping spread spectrum communication system with BPSK mode is setted up with Matlab/Simulink. Finally this system is simulated with Matlab. It is very important for the communication system to realize the frequency-hopping spread spectrum communication.Keywords: frequency-hopping spread spectrum; BPSK; Matlab; Simulink收稿日期:2010-03-16跳频扩频 (Frequency-Hopping Spread Spectrum,FHSS)通信系统抗干扰性能优异,具有抗多径衰落、低截获概率、码分多址能力、距离分辨率高和精确定时等优点,应用范围越来越广泛。
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 -1文献综述扩频通信,即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)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,它是上世纪40年代发展起来的一种技术,用来为战争环境下的军队提供可靠安全的通信。
实验2利用MATLAB分析信号频谱及系统的频率特性引言:在信号处理和通信领域中,频谱分析是一项非常重要的技术。
频谱分析可以帮助我们了解信号的频率特性,包括频率成分和幅度。
MATLAB是一款功能强大的数学软件,提供了多种工具和函数用于信号处理和频谱分析。
本实验旨在通过MATLAB分析信号频谱及系统的频率特性,深入理解信号处理和频域分析的原理和应用。
实验步骤:1.生成一个信号并绘制其时域波形。
首先,我们可以使用MATLAB提供的函数生成一个信号。
例如,我们可以生成一个用正弦函数表示的周期信号。
```matlabt=0:0.001:1;%时间范围为0到1秒,采样率为1000Hzf=10;%信号频率为10Hzx = sin(2*pi*f*t); % 生成正弦信号plot(t,x) % 绘制信号的时域波形图title('Time domain waveform') % 添加标题```2.计算信号的频谱并绘制频谱图。
使用MATLAB中的FFT函数可以计算信号的频谱。
FFT函数将信号从时域转换为频域。
```matlabFs=1000;%采样率为1000HzL = length(x); % 信号长度NFFT = 2^nextpow2(L); % FFT长度X = fft(x,NFFT)/L; % 计算X(k)f = Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1); % 计算频率轴plot(f,2*abs(X(1:NFFT/2+1))) % 绘制频谱图title('Frequency spectrum') % 添加标题```3.使用MATLAB分析系统的频率特性。
MATLAB提供了Signal Processing Toolbox,其中包含了分析系统频率特性的函数和工具。
```matlabHd = designfilt('lowpassfir', 'FilterOrder', 6,'CutoffFrequency', 0.3, 'SampleRate', Fs); % 设计一个低通滤波器fvtool(Hd) % 显示滤波器的频率响应``````matlab[W,F] = freqz(Hd); % 计算滤波器的频率响应plot(F,abs(W)) % 绘制滤波器的振幅响应title('Frequency response of lowpass filter') % 添加标题```实验结果:运行上述代码后,我们可以得到如下结果:1.时域波形图2.频谱图3.滤波器频率响应讨论与结论:本实验通过MATLAB分析信号频谱及系统的频率特性,深入理解了信号处理和频域分析的原理和应用。
信息驱动跳频算法代码matlab1. 介绍信息驱动跳频算法是一种利用信息来指导跳频序列设计的算法。
它能够根据信道的实际情况,动态调整跳频序列,以提高通信系统的性能。
在通信领域,跳频技术是一种有效的抗干扰手段,而信息驱动跳频算法则是跳频技术的一种优化和改进。
本文将从深度和广度两个方面对信息驱动跳频算法进行全面评估,并据此撰写一篇有价值的文章。
2. 信息驱动跳频算法原理信息驱动跳频算法是基于跳频技术和信息论原理的一种算法。
它利用通信系统中的信息,如信道状态、信噪比等参数,动态地调整跳频序列,以使系统在复杂的信道环境下能够更好地传输信息。
这种算法与传统的固定跳频序列相比,具有更好的适应性和灵活性。
3. 信息驱动跳频算法设计与实现在设计信息驱动跳频算法时,首先需要确定跳频序列的长度和频率范围。
根据通信系统的实际情况,选择合适的信息指标,如误码率、传输速率等,作为优化的目标函数。
利用这些信息指标,采用优化算法对跳频序列进行动态调整,使其能够更好地适应通信环境的变化。
将设计好的信息驱动跳频算法实现在matlab评台上,进行仿真和实验验证。
4. 信息驱动跳频算法在通信系统中的应用信息驱动跳频算法在通信系统中有着广泛的应用。
它能够提高通信系统的抗干扰能力和传输效率,特别适用于无线通信、卫星通信等复杂的通信环境。
通过动态调整跳频序列,信息驱动跳频算法能够有效地应对信道的快速变化,保障通信的稳定性和可靠性。
该算法在军事、航空航天、电信等领域有着重要的应用前景。
5. 个人观点作为文章写手,我认为信息驱动跳频算法是一种很有前景的通信技术。
它能够有效地提高通信系统的性能,适应复杂的信道环境,在未来的5G和6G通信中将有着广阔的应用前景。
我也认为在算法的设计和实现过程中,需要充分考虑通信系统的实际需求,结合matlab等工具进行全面的仿真和测试,以保证算法的可靠性和实用性。
总结:通过本文对信息驱动跳频算法进行全面评估和讨论,我们可以看到该算法的重要性和应用前景。
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。
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。
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 Hoppingmunication System Based onMATLABAbstract:With the rapid development of the wireless munications, people pay more and more attention to frequency hopping modulation techniques. Frequency hopping munication is a strong anti-interference munication system. The working principle is a munication 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 munication 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 munication areas, but also in civilian areas due to its technique advantages.This paper is to make up posed modules for the Bluetooth frequency hopping munication 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 ofthe Bluetooth frequency hopping munication systems,run and analysis results by the simulation of each of the modules connection and encapsulation.Keywords:Bluetooth, frequency hopping, MATLAB, wireless munication目录第一章绪论11.1跳频通信形成背景11.2跳频通信的发展11.3论文组织结构安排2第二章跳频通信系统32.1跳频技术概述32.2跳频的基本概念32.3产生跳频信号32.4跳频信号的发送与接收42.4.1 跳频信号的发送42.4.2跳频信号的接收42.4.3 正确接收跳频信号的条件52.4.4 跳频信号的波形62.5跳频通信的优势6第三章蓝牙技术83.1蓝牙技术概述83.2形成背景83.3蓝牙技术特点93.4、蓝牙技术的运用及其前景10第四章蓝牙跳频通信系统仿真设计124.1蓝牙跳频系统各部分介绍124.1.1 信号传输部分124.1.2信号接收部分164.1.3 频谱分析194.1.4误码分析部分204.2蓝牙通信系统仿真模型21 4.3系统运行分析22第五章结论26致谢错误!未定义书签。
摘要现代战争首先是信息化战争,谁掌握了战场信息的主动权,谁就增加了取胜的砝码。
数据链作为一种信息处理分发系统,为战斗人员实时提供有关数据和完整的战场态势信息,成为影响战争胜负的重要因素,跳频体制数据链技术具有更好的实时性、效率和保密性,因此研究跳频体制数据链技术,成为数据链研究中的占有重要内容,并且具有很大的实用价值。
本文对跳频体制数据链技术进行研究和仿真,本设计选用MATLAB仿真软件。
首先分析了数据链跳频系统的基本组成、数据链技术、软扩频技术、跳频技术和MSK调制解调基本原理。
按照数据链性能要求,发射机部分,采用M序列进行软扩频,选取了适合的跳频技术方案,再进行MSK调制。
接收机部分,完成解跳恢复到中频信号,再对中频信号MSK解调和M序列译码得到原始信号。
通过整个系统的仿真与实现,得出噪声与解调信号误码率的关系,进而体现跳频体制数据链技术的抗噪声性能。
关键词:数据链;MSK调制;M序列;仿真AbstractFirst modern war is an information-based war, who mastered the initiative of the battlefield information, who win you increase the weight.As a kind of distributed information processing system, data chain provided our fighters real-time data and complete the battlefield situation information, become the important factors influencing the war the outcome, the frequency hopping system data link technology has better real-time performance, efficiency and confidentiality, so the frequency hopping system data link technology, become an important content in the study of data link, and has great practical value.In this paper, the frequency hopping system data link technology research and simulation, this design selects the MATLAB simulation software.Data link frequency hopping system is firstly analyzed, the basic component of data link technology, soft, frequency hopping spread spectrum technology and basic principle of MSK modulation demodulation.According to the data link performance requirements, transmitter part, M sequence is adopted to improve the soft spread spectrum, selected the suitable frequency hopping technology solutions, and then to MSK modulation.Jump back to the intermediate frequency signal receiver part, complete solution, and the intermediate frequency signal decoding MSK demodulation and M sequence to get the original signal.Through the simulation and realization of the whole system, it is concluded that noise and demodulation signal, the relationship between ber and show the frequency hopping system anti-noise performance of data link technology.Keywords : data link; MSK modulation; M sequence; Simulation目录1 绪论 (1)2 跳频体制数据链 (4)2.1 数据链概述 (4)2.1.1 数据链概念 (4)2.1.2 数据链分类 (4)2.1.3 数据链系统结构 (4)2.2 典型跳频体制数据链 (5)2.2.1 典型跳频体制数据链理论基础 (5)3 跳频体制数据链关键技术研究 (7)3.1 直接序列扩频通信技术 (7)3.1.1 扩频通信技术 (7)3.1.2 软扩频技术 (8)3.2 跳频通信技术 (10)3.2.1 跳频通信系统机理 (10)3.3 跳频通信同步技术 (12)3.3.1 跳频通信同步技术原理 (12)3.3.2 跳频通信同步应用 (13)3.4 跳频体制数据链调制解调技术 (16)3.4.1 MSK信号基本原理 (16)3.4.2 MSK信号调制原理 (19)3.4.3 MSK信号解调原理 (23)4 跳频体制数据链通信机理仿真及分析 (28)4.1 总体设计方案 (28)4.2 设计方案可行性分析 (28)4.2.1 正交调制技术可行性分析 (28)4.2.2 频率相干解调技术可行性分析 (32)4.3 总体设计参数 (34)4.4 仿真结果及分析 (35)4.4.1 正交调制技术仿真结果及分析 (35)4.4.2 频率相干解调技术仿真结果及分析 (39)4.4.3 基于MSK信号频率相干解调技术的抗干扰性能分析 (46)结论 (53)致谢 (54)参考文献 (55)附录A 英文原文 (56)附录B 汉语翻译 (56)附录C 参考代码 (61)1绪论在冷兵器时代,军队的指挥很大程度上要靠旗帜、灯火等。
192跳频通信干扰策略研究与仿真丁海军,甘忠良(解放军92785部队,辽宁葫芦岛125208)摘要:跳频通信具有截获概率低、抗干扰性能强等诸多优点,广泛应用于现代军事通信,其突出特点使其成为通信对抗研究的重点。
当前,针对跳频通信干扰的定性分析较多,围绕实际应用开展的定量研究较少。
基于经典通信对抗理论,建立一种跳频通信干扰分析模型,综合定性分析与定量计算,研究相关干扰策略,并进行通信干扰仿真,该模型既能评估具体干扰效果,又能为跳频通信干扰实践提供参考。
关键词:跳频通信;通信干扰;通信仿真;干信比;评估中图分类号:TN914.41文献标识码:A 文章编号:1673-1131(2019)04-0192-04Research and Simulation of Jamming Strategy in Frequency Hopping CommunicationDing Haijun,Gan Zhongliang(Unite 92785of PLA,Huludao 125008,China )Abstract:Frequency hopping communication has many advantages,such as low interception probability,strong anti-jamming per-formance and so on.It is widely used in modern military communication.Its outstanding characteristics make it the focus of communication countermeasure research.At present,qualitative analysis of frequency hopping communication interference is more,and quantitative research on practical application is few.Based on the classical communication countermeasure theory,a frequency hopping communication jamming analysis model is set up,comprehensive qualitative analysis and quantitative cal-culation are used to study the related interference strategy,and the simulation of communication interference is carried out.The model can not only evaluate the specific interference effect,but also provide reference for the practice of frequency hopping communication interference.Keywords:frequency hopping communication ;communication interference ;communication simulation ;jamming to signal-power ratio;evaluation0引言自从美军发现扩频通信并将其用于军事通信以来,扩频通信的低截获概率、选择性寻址、抗干扰等优点立刻引起了世界的广泛关注,大家竞相研究扩频技术并大量装备相关通信设备[1]。
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、MATLABABSTRACTThis 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. MATLABIs 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目录第一章引言 (1)1.1 概述 (1)1.2 扩频通信的基本概念和理论基础 (2)1.3 扩频通信的主要特点 (4)1.4 扩频通信的几种方式 (6)第二章MATLAB通信系统仿真组件及流程介绍 (8)2.1 MATLAB仿真环境 (8)2.2 MATLAB语言介绍 (9)2.3 SIMULINK的核心—S-函数 (10)2.3.1 S-函数的仿真工作原理 (10)2.3.2 S-函数的仿真流程 (11)2.3.3 SIMULINK的设计和开发 (12)第三章跳频通信系统的性能分析 (14)3.1 跳频系统概述 (14)3.1.1 系统结构及信号传输过程 (14)3.1.2跳频系统的几个概念 (15)3.2 跳频信号的发送和接收 (15)3.2.1 跳频信号的发送 (15)3.2.2 跳频信号的接收 (16)3.2.3 正确接收跳频信号的条件 (16)3.2.4 跳频信号的波形 (17)3.3 快跳频系统的扩频码序列和跳频图案的设计 (18)3.3.1 概述 (18)3.3.2 Gold序列的实现 (18)3.3.3 跳频图案的设计 (19)第四章跳频通信仿真框图及模型 (22)4.1 快跳频系统的仿真框图及功能 (22)4.2 跳频通信各部分模型介绍 (23)第五章快跳频系统仿真程序及仿真结果 (33)5.1 伪随机码序列设计与仿真 (33)5.1.1 伪随机码序列的程序设计 (33)5.1.2 Gold码仿真结果 (35)5.1.3伪随机码的第二种实现方式 (35)5.1.4 伪随机整数序列的仿真结果 (36)5.2 快跳频通信系统的仿真结果 (37)5.2.1 跳频信号的输出仿真图 (37)5.2.2快跳频系统的误码率仿真结果 (38)第六章结论 (39)参考文献 (40)致谢 (41)第1章引言1.1 概述扩频通信,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。
跳频通信系统仿真作者:高宝华张涛赵远方安文来源:《现代电子技术》2012年第05期摘要:主要介绍了快跳频通信系统的工作原理,采用m序列作为伪随机序列,并用它来控制频率合成器产生跳频频率,在此基础上完成了一个完整的快跳频通信系统的设计方案,并采用Matlab中的Simulink软件对这个快跳频通信系统进行了仿真和分析。
关键词:快跳频通信; m序列;扩频通信;同步中图分类号:TN914.434; TP391文献标识码:A文章编号:1004373X(2012)05002203Simulation of frequency hopping communication systemGAO Baohua, ZHANG Tao, ZHAO Yuang fang, AN Wen(PLA Unit of 61618, Beijing 102102, China)Abstract:The principle of frequency hopping communication system is introduced. In the thesis, m sequence was adopted to control frequency synthesis to produce frequency, on this basis, an integrated scheme of fast frequency hopping system was designed, and Simulink in Matlab was adopted to simulate and analyze the progress of the FFH system.Keywords:fast frequency hopping communication; m sequence; spread spectrum communication;synchronization收稿日期:201110210 引言跳频扩频的原理是使伪随机序列控制被数据调制的载波中心频率以一定的速率和顺序在一组频率中随机地跳动,接收端则以相应的速度和顺序接收并解调。
基于MATLAB的跳频通信系统的实现摘要跳频通信系统的安全性、稳定性和抗干扰能力是现代通信系统所必需的,跳频通信信息传输系统,有利于提高系统的抗干扰性能,改善信噪比,是扩频通信中的重点技术,研究实现跳频通信系统具有重要意义。
本文从跳频系统的组成,数学模型等方面概述跳频通信基本原理。
整个设计包括了信源产生部分、发送部分、跳频调制部分、信道部分、接收部分和结果分析部分共六个模块,利用该MATLAB软件SIMULINK库建立了跳频通信系统的仿真模型,分析了跳频通信系统中的多径干扰,噪声等因素影响,并进行了测试性能和评估,根据仿真结果,对跳频通信系统的性能进行了分析和总结。
关键词:跳频通信,扩频通信,MATLAB Simulink第一章绪论1.1研究背景及意义近年来,随着无线通信技术的快速发展,跳频通信系统在军事、航空、卫星通信等领域中得到了广泛应用。
在跳频通信系统中,频率是在发射端和接收端之间频繁地跳变,以防止信号被敌方干扰和窃听。
跳频通信系统的安全性、稳定性和抗干扰能力是现代通信系统所必需的,因此研究跳频通信系统的相关技术具有重要的理论和应用价值。
MATLAB是一种广泛应用于科学计算、数据分析、算法开发和可视化的强大工具。
它为工程师和科学家提供了一种高效的方式来处理数据和进行算法设计。
在跳频通信系统中,MATLAB可以用来建立系统模型、仿真、分析和优化跳频通信系统。
因此,研究基于MATLAB的跳频通信系统具有实际意义和研究价值。
本文旨在探究基于MATLAB的跳频通信系统,研究其信号处理、频谱分析和抗干扰等相关技术,为跳频通信系统的进一步发展提供理论和实践基础。
现代军事化进程快速发展,未来战争会是以电子战,信息战的对抗为主,跳频通信技术的研究也成为了世界各国关注的焦点。
此外,跳频通信还具有很强的抗干扰性,当某一频率点受到干扰时,其它频率点仍然可以正常传输。
随着现代信息对抗的加剧,跳频通信技术得到了快速的发展。
matlab仿真论文matlab图像处理论文跳频扩频系统的Matlab模拟仿真实现摘要:跳频扩频技术采用特定的扩频函数及载波跳变来实现频谱展宽,具有很强的抗干扰性,并具有信息隐蔽、多址保密通信的特点;PSK 调制方式由基带脉冲控制载波相位。
在Matlab/Simulink下建立了采用BPSK方式的跳频扩频( FH-SS )通信系统模拟模型,并编程仿真实现该系统,对跳频扩频通信的实现有重要意义。
关键词:跳频扩频; BPSK; Matlab; SimulinkImplementation of Matlab Simulation for Frequency-hopping Spread Spectrum SystemWANG Xiang-hong, ZHAO Hai-tao, GUAN Xiao-dong(Unit 95588 of PLA, Xi’an 710306, China)Abstract: The frequency-hopping spread spectrum technology has stronger anti-jamming ability, and the features of information hiding and multipath interference communication through the given spread-spectrum function andhopped-frequency. The PSK modulation mode and carrier phase are controlled by base-band pulse.The model of frequency-hopping spread spectrum communication system with BPSK mode is setted up with Matlab/Simulink. Finally this system is simulated withMatlab. It is very important for the communication system to realize the frequency-hopping spread spectrum communication.Keywords: frequency-hopping spread spectrum; BPSK; Matlab; Simulink收稿日期:2010-03-16跳频扩频 (Frequency-Hopping Spread Spectrum,FHSS)通信系统抗干扰性能优异,具有抗多径衰落、低截获概率、码分多址能力、距离分辨率高和精确定时等优点,应用范围越来越广泛。
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 onMATLABAbstract: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目录第一章绪论 (1)1.1跳频通信形成背景 (1)1.2跳频通信的发展 (1)1.3论文组织结构安排 (2)第二章跳频通信系统 (3)2.1跳频技术概述 (3)2.2跳频的基本概念 (3)2.3产生跳频信号 (3)2.4跳频信号的发送与接收 (4)2.4.1 跳频信号的发送 (4)2.4.2跳频信号的接收 (4)2.4.3 正确接收跳频信号的条件 (5)2.4.4 跳频信号的波形 (6)2.5跳频通信的优势 (6)第三章蓝牙技术 (8)3.1蓝牙技术概述 (8)3.2形成背景 (8)3.3蓝牙技术特点 (9)3.4、蓝牙技术的运用及其前景 (10)第四章蓝牙跳频通信系统仿真设计 (12)4.1蓝牙跳频系统各部分介绍 (12)4.1.1 信号传输部分 (12)4.1.2信号接收部分 (15)4.1.3 频谱分析 (19)4.1.4误码分析部分 (20)4.2蓝牙通信系统仿真模型 (21)4.3系统运行分析 (21)第五章结论 (26)致谢....................................................... 错误!未定义书签。
参考文献.. (27)第一章绪论1.1 跳频通信形成背景人们在进行无线通信时总是希望通信能够畅通和保密。
然而在通信的过程中经常会碰到一些信道拥塞、窃听、电子干扰等问题。
普通的电台无法避开窃听、信道拥塞的问题,因为它使用的是定频的发射和接收。
要想解决这些问题,只有运用跳频通信技术。
西方军事强国在20世纪中叶就开始相关抗干扰技术的研究,因此跳频通信最先在军事领域得到了发展。
20世纪80年代后,跳频通信开始在民生通信领域得到巨大的发展。
例如欧洲的GSM系统和法国的SFH900系统就是这方面的杰出代表。
1.2 跳频通信的发展跳频技术的不断向前发展,使其应用也越来越广泛。
战术电台中采用跳频技术的主要目的是提高通信的抗干扰能力。
随着科学技术的不断向前的发展,跳频技术也不断地成熟,现在跳频速率和数据速率越来越高。
未来跳频通信的发展方向是实现更高跳速和更高数据速率的跳频电台。
短波信道有很多自己的特点,它通过分析波段上的频率占有率的方式来避免自然的干扰和短波频谱被大量占用的不利影响。
它会自动地改变跳频序列来适应恶劣的环境在90年代,出现基于模糊规则的跳频图案产生器。
在这种系统中,由模糊规则以及采样模式来决定系统的输出序列。
它可以很大程度上提高系统的抗窃听能力和抗干扰能力,因为当窃听者不知道初始条件、模糊规则、采样模式三者中的任一个时,就不能预测出系统的输出频率,并且与传统的跳频码序列相比较其跳频序列更加均匀。
无论是在军事通信领域还是在民用通信领域,跳频通信都有着广泛的发展前景,各国都非常重视这方面的研究。
从宏观上看,跳频通信的发展趋势有一下几个方面:跳频通信系统的“死敌”是跳速很高的跟踪式干扰。
为了使敌方没有可乘之机,各国竞相发展高速电台,通过加快跳速来提高系统抗跟踪式干扰的能力。
(1)优化跳频序列跳频序列的性能对整体的系统性能至关重要。
在跳频通信组网时,其影响着跳频的同步性能和电台自身干扰的大小。
(2)全数字化实现现代化战争对通信电台的要求日益增高,科学技术的发展相当的迅速,出现了功能强大的数字信号处理芯片为全数字化实现提供了坚实的基础。
.(3)自适应跳频随着通信技术发展,自适应跳频技术广泛的被运用于跳频通信,提高了通信的质量。
自适应跳频的指导思想是把干扰和频点相联系,只要系统能够自动改变跳频序列,自动跳到无干扰的频段上,自动识别干扰,那么系统就能够解决频段干扰带来的问题。
自适应跳频技术是自适应技术和跳技术相结合的产物,它在改善信噪比和误码率等方面也这无穷的发展潜力。
其取代普通的跳频通信电台已经成为一种必然的趋势。
1.3 论文组织结构安排这篇论文共分五章。
第一章:绪论部分,主要介绍了调频通信系统的形成背景和发展情况。
第二章:跳频通信系统。
重点介绍跳频通信技术的相关原理,技术特点等。
第三章:蓝牙技术。
介绍了蓝牙技术的相关原理,其技术特点及运用前景等。
第四章:蓝牙跳频通信系统仿真设计。
着重介绍蓝牙跳频通信系统的仿真实现,主要包括在MATLAB环境下仿真框图的实现以及功能。
蓝牙跳频系统仿真模型各个部分的设计原理和设计思路。
第五章:结论部分。
对本次设计进行总结。
第二章跳频通信系统2.1 跳频技术概述跳频是常用的扩频.方式之一,其工作原理是跳频通信系统的收发信号的载波频率受到伪随机变化码得控制而产生随机的变化。
从频域的角度上看,跳频信号的频谱在很宽的频带上进行不等间隔的随机跳变。
从时域的角度上进行分析,跳频信号是个多频率的频移键控信号。
核心部件是跳频控制器。
它包括的功能有:跳频图案的的产生,同步和自适应控制等功能。
在跳频控制器的作用下频合器合成所需的频率。
跳频通信凭借其独特的技术优势在问世后的短短数十年间,倍受世.界各国,特别是军事强国的青睐。
2.2 跳频的基本概念跳频定义:在无线传输中,射频频率按照某种特定算法发生的重复变化。
这种变化通常借助于扩频代码序列发生器。
跳频频技术,是指用伪随机码序列进行频移键控,使载波频率不断跳变而扩展频谱的一种方法。
通常我们在日常生活中接触到的都是定频通信,即在指定的频率上进行通信。
这种通信系统的抗干扰能力比较弱,在干扰严重的情况下会导致通信质量的大幅下降甚至通信中断。
跳频技术就可以很好地解决这个问题,实现系统的性能稳定。
此外,其隐蔽性强,不易被截获。
例如:在现代战争中,在战争双方的通信对抗条件下,采用跳变通信就不容易暴露目标,信息不容易被截获,提高了战场生存那能力。
因此,跳频通信不管在军事领域还是民用领域都得到了广泛的运用。
跳频图案指的是跳频通信系统中载波频率变化的规律。
为了增强通信的安全性,经常采用伪随机改变的跳频图案。
对于通信的双方只有使用相同的跳频图案才能建立通信联系。
所谓“伪随机”,就是“假”的随机,实际上是有规律性可循的,在外人不知道跳频图案的情况下,是很难猜出其跳频的规律来。
2.3 产生跳频信号在定频通信系统中,载波频率和发射机主振荡器的振荡频率都是固定不变的。
主振荡器的频率必须根据控制指令而改变,只有这样才能得到跳频信号。
跳频器是产生跳频信号的装置。
它由跳频指令发生器和频率合成器组成。
信息在跳频通信系统可以以模拟或数字的方式传输,通过调制器的调制可获得副载波恒定的已调波。