基于matlab的通信系统的设计与实现,基于MATLAB的FHSS通信系统设计与实现

基于MATLAB的FHSS通信系统设计与实现

目目 录录 摘要 III ABSTRACT V 第 1 章 绪论 .- 1 - 1.1 研究扩频通信的目的和意义 .- 1 - 1.2 扩频通信的应用发展 .- 1 - 1.3 FHSS 通信.- 2 - 1.4 设计内容及结构 .- 4 - 第 2 章 扩频通信 .- 5 - 2.1 扩频通信 .- 5 - 2.1.1 扩频通信的定义.- 5 - 2.1.2 扩频通信的理论基础.- 5 - 2.2 扩频通信方式 .- 8 - 2.3 随机序列码 .- 8 - 第 3 章 FHSS 通信系统原理- 11 - 3.1 FHSS 通信的概述- 11 - 3.1.1 FHSS 系统的组成部分 .- 11 - 3.2 FHSS 通信系统工作原理- 12 - 3.2.1 FHSS 通信系统数学模型 .- 12 - 3.2.2 跳频图案- 14 - 3.2.3 FHSS 通信抗干扰方式 .- 16 - 3.2.4 FHSS 通信系统的同步 .- 19 - 第 4 章 FHSS 通信系统仿真- 23 - 4.1 FHSS 通信系统 MATLAB 仿真.- 23 - 4.2 FHSS 通信系统仿真模型- 23 - 4.3 仿真结果及分析 - 24 - 设计总结 .- 27 - 参考文献 .- 29 - 致谢 .- 31 - 附录 .- 33 - 摘摘 要要 扩频通信在军事领域长期的成功应用以及近年来在商业领域的异军突起，使其在通 信技术中扮演重要的角色，而 FHSS 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。 本文介绍了 FHSS 系统的基本工作过程，并利用 MATLAB 中的仿真系统实现 FHSS 系统的仿真并能直观地显示 FHSS 通信过程，其中涉及到 PN 码，频率合成器，BPSK 调 制解调等仿真系统。还介绍了系统设计方法与运行结果,通过仿真结果能直观地观察到 FHSS 通信系统的性能,有利于研究 FHSS 通信系统。 关键词：：FHSS 扩频，通信系统，跳频系统，仿真 MATLAB-based FHSS Communication System Design and Implementation ABSTRACT Frequency Hopping system is a typical spread spectrum communication system.It has been very widely used in military communication, mobile communication, computer wireless data transmission, wireless LAN and other fields. This paper introduces the basic working process of Frequency Hopping system. Frequency Hopping system have been emulated and analyzed by System of MATLAB.FHSS communication process was displayed visually. The designing s and running results of FHSS communication system were described. It can help to sdudy the principle of FHSS communication system. This article describes the basic work process FHSS system, and using MATLAB simulation system in the simulation of FHSS systems and can directly display FHSS communication process, involving PN code, frequency synthesizer, BPSK modulation and demodulation and other simulation systems. Also describes the design s and operating results, the simulation results can be visually observed the perance of FHSS communications system, conducive to research FHSS communication system. Key words : FHSS，Communication system，Frequency Hopping System，Simulation 第 1 章 绪论 1.1 研究扩频通信的目的和意义 扩频通信[1]是通信的一个重要分支和信道通信系统的发展方向。扩频技术具有抗干扰 能力强、保密性好、易于实现多址[2]通信等优点，因此该技术越来越受到人们的重视。近 年来，随着超大规模集成电路技术、微处理器技术的飞速发展，以及一些新型元器件的 应用，扩频通信在技术上已迈上了一个新的台阶，不仅在军事通信中占有重要地位，而 且正迅速地渗透到了个人通信和计算机通信等民用领域，成为新世纪最有潜力的通信技 术之一。因此研究扩频通信具有很深远的意义，本人通过毕业论文设计，进行深入地研 究扩频通信技术及对它进行仿真应用，将所学的知识进行归纳与总结，从而巩固通信专 业基础知识，为以后的个人学习和工作打下基础。 1.2 扩频通信的应用发展 扩频技术由于其本身具备的优良性能而得到广泛应用，到目前为止，其最主要的两 个应用领域仍是军事抗干扰通信和移动通信系统,而 FHSS 系统与直扩系统则分别是在这 两个领域应用最多的扩频方式。一般而言，FHSS 系统主要在军事通信中对抗故意干扰， 在卫星通信中也用于保密通信，而直扩系统则主要是一种民用技术。对 FHSS 系统的分析， 现在仍集中在其对抗各种干扰的性能方面，如对抗部分边带干扰以及多频干扰等。而直 扩系统，即 DS-CDMA[3]系统，在移动通信系统中的应用则成为扩频技术的主流。欧洲的 GSM 标准和北美的以 CDMA 技术为基础的 IS-95 都在第二代移动通信系统(2G)的应 用中取得了巨大的成功。而在目前所有建议的第三代移动通信系统(3G)标准中(除了 EDGE)都采用了某种形式的 CDMA。因此 CDMA 技术成为目前扩频技术中研究最多的 对象。从扩频技术的历史可以看出，每一次技术上的大发展都是由巨大的需求驱动的。 军事通信抗干扰的驱动以及个人通信业务的驱动使得扩频技术的抗干扰性能和码分多址 能力得到最大限度的挖掘。展望未来，第四代移动通信系统(4G)的驱动无疑会使扩频 技术传输高速数据的能力得到更大的拓展。 3G 设计的目标主要是支持多媒体业务的高速数据传输，因此其研究主要集中在新标 准和