【正文】 3。 4． 1． 2 Gold 碼仿真結(jié)果 4． 1． 3 偽隨機(jī)碼的第二種實(shí)現(xiàn)方式 4． 1． 4 偽隨機(jī)整數(shù)序列的仿真結(jié)果 4． 2 快跳頻通信系統(tǒng)的仿真結(jié)果 4． 2． 2 快跳頻系統(tǒng)的誤碼率仿真結(jié)果 第五章 結(jié)論 5． 1 設(shè)計(jì)小結(jié) 5． 2 致謝 5． 3 參考文獻(xiàn) 附 英文資料及中文翻譯 要完整版加我 625880526 前 言 當(dāng)今信息時(shí)代，如何有效的利用寶貴的頻帶資源，如何進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的信息通信是通信領(lǐng)域中至關(guān)重要的問(wèn)題。擴(kuò)頻通信正是在這種背景下迅速發(fā)展起來(lái)的?？煺{(diào)頻通信是擴(kuò)頻通信的一種實(shí)現(xiàn)方式，在抗干擾和保密性方面，它是擴(kuò)頻通信中很好的通信方式。在具體的實(shí)現(xiàn)上，跳頻通信 是一個(gè)用戶的載波按某種跳頻圖案（偽隨機(jī)跳頻序列）在很寬的頻帶范圍內(nèi)隨機(jī)的跳變。由于頻率跳變的不確定性，所以很好的實(shí)現(xiàn)了保密通信。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，是用 MATLAB 實(shí)現(xiàn)快跳頻通信系統(tǒng)的仿真。 MATLAB 是一種功能強(qiáng)大的軟件，在統(tǒng)計(jì)、信號(hào)處理、人工智能以及通信領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在快跳頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，主要用到 SIMULINK 和 COMMUNICATION BLOCKS 兩個(gè)工具箱。在具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，還要結(jié)合用 MATLAB 語(yǔ)言編寫(xiě)的程序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)過(guò)程的設(shè)計(jì)。 這篇論文共分五章：第一章是緒論部分，主要介紹一些擴(kuò)頻 通信的發(fā)展、概念、理論和應(yīng)用。第二章重點(diǎn)介紹快跳頻通信系統(tǒng)的性能分析，包括快跳頻通信系統(tǒng)的模型、主要特點(diǎn)，快跳頻圖案設(shè)計(jì)和偽隨機(jī)碼的選擇。第三章著重介紹快跳頻通信系統(tǒng)的仿真實(shí)現(xiàn)，主要包括在 MATLAB 環(huán)境下仿真框圖的實(shí)現(xiàn)以及功能。快跳頻系統(tǒng)仿真模型各個(gè)部分的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)思路。第四章給出在快跳頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中用到的源程序以及仿真的結(jié)果。本篇論文的總結(jié)將放在第五章。 要完整版加我 625880526 第一章 緒論 1． 1 概述 擴(kuò)頻通信，即擴(kuò)展頻譜通信 (Spread Spectrum Communication)，它與光纖通信、衛(wèi)星 通信，一同被譽(yù)為進(jìn)入信息時(shí)代的三大高技術(shù)通信傳輸方式。具有巨大的發(fā)展前景。 擴(kuò)展頻譜通信（ Spread Spectrum Communication） 的原理發(fā)表的很早，它是將待傳送的信息數(shù)據(jù)被偽隨機(jī)編碼也就是擴(kuò)頻序列調(diào)制，實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展以后再在信道中傳輸，接收端則采用與發(fā)送端完全相同的編碼進(jìn)行解調(diào)和相關(guān)處理，從而恢復(fù)出原始的信息數(shù)據(jù)。從這里我們可以看出，擴(kuò)展頻譜通信（以下簡(jiǎn)稱(chēng)擴(kuò)頻通信 ） 作為一種新的通信方式與一般的常見(jiàn)的窄帶通信方式是不同的，它們剛好相反，它是在發(fā)送端經(jīng)過(guò)擴(kuò)展頻譜以后，在信道中進(jìn)行寬帶傳輸，然后 在接收端進(jìn)行相關(guān)處理以及解擴(kuò)后恢復(fù)成窄帶后解調(diào)數(shù)據(jù)。恢復(fù)出原始信息數(shù)據(jù)。因此，擴(kuò)頻通信具有偽隨機(jī)編碼調(diào)制和相關(guān)處理兩個(gè)特點(diǎn)。也正是這兩個(gè)特點(diǎn)，使得擴(kuò)頻通信方式有許多優(yōu)點(diǎn) :如抗干擾、抗噪音、抗多徑衰落、具有保密性、功率譜密度低，具有隱蔽性和低的截獲概率、可多址復(fù)用和任意選址、可以用于高精度測(cè)量等。 正是由于擴(kuò)頻通信方式具有上述的優(yōu)點(diǎn)，所以擴(kuò)頻通信雖然是一種新型的通信方式，但是引起了人們的廣泛注意，得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。 從擴(kuò)頻通信的應(yīng)用發(fā)展來(lái)看，真正開(kāi)始研究它的應(yīng)用的是在上個(gè)世紀(jì) 50 年代中期美國(guó)開(kāi)始的 。剛開(kāi)始一直用于軍事通信領(lǐng)域，因?yàn)樵谲娛峦ㄐ胖?，一般通信方式在?qiáng)干擾存在的情況下，很難準(zhǔn)確的檢測(cè)出發(fā)送來(lái)的信號(hào)，由于擴(kuò)頻通信具有很好的保密信和抗干擾性，所以首先開(kāi)始了在軍事通信領(lǐng)域的應(yīng)用。成為擴(kuò)頻通信研究發(fā)展的開(kāi)端，從此，軍事通信機(jī)關(guān)對(duì)軍事通信、空間探測(cè)、衛(wèi)星偵察等方面廣泛應(yīng)用擴(kuò)頻通信技術(shù)。 60 年代以來(lái)，隨著民用通信事業(yè)的發(fā)展，頻帶擁擠問(wèn)題日益突出，成為通信技術(shù)發(fā)展上的一個(gè)突出的問(wèn)題。隨著信號(hào)處理技術(shù)、大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，編碼和相關(guān)處理能夠方便的進(jìn)行，通信技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了擴(kuò)頻通信理論、方法 、技術(shù)等各方面的研究發(fā)展和應(yīng)用普及。 軍事產(chǎn)品開(kāi)始向民用轉(zhuǎn)化。在 80 年代開(kāi)始在民用領(lǐng)域得到應(yīng)用。 為了滿足日益要完整版加我 625880526 增長(zhǎng)的民用通信容量的需求和有效地利用頻譜資源，各國(guó)都紛紛提出在數(shù)字峰窩移動(dòng)通信、衛(wèi)星移動(dòng)通信和未來(lái)的個(gè)人通信中采用擴(kuò)頻技術(shù)，擴(kuò)頻技術(shù)已廣泛應(yīng)用于蜂窩電話、無(wú)繩電話、微波通信、無(wú)線數(shù)據(jù)通信、遙測(cè)、監(jiān)控、報(bào)警等系統(tǒng)中。 擴(kuò)頻通信理論方法、技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展，經(jīng)歷了幾個(gè)階段，第一階段是在1977 年前后，在早期建立的擴(kuò)頻通信理論的基礎(chǔ)上，卓有成效的豐富和發(fā)展了擴(kuò)頻通信的理論、方法和實(shí)用技術(shù)， 1977 年 8 月的 IEEE 通信匯刊的擴(kuò)頻通信專(zhuān)集和 1978 年在日本東京都舉行的國(guó)際無(wú)線通信咨詢委員會(huì)全會(huì)對(duì)擴(kuò)頻通信的專(zhuān)門(mén)研究集中反映了擴(kuò)頻通信的研究成果，開(kāi)始了世界性的對(duì)擴(kuò)頻通信的全面研究。第二個(gè)階段的顯著標(biāo)志是擴(kuò)頻通信開(kāi)始民用。 1982 年美國(guó)第一次軍事通信會(huì)議，公開(kāi)展示了擴(kuò)頻通信在軍事通信中的主導(dǎo)作用，報(bào)告了擴(kuò)頻通信在軍事通信各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，并開(kāi)始了擴(kuò)頻通信的民用調(diào)查。這是擴(kuò)頻通信發(fā)展的第二個(gè)階段。擴(kuò)頻通信發(fā)展的第三個(gè)階段開(kāi)始于 1985 年 5 月美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)制定了民用公共安全、工業(yè)、科學(xué)與醫(yī)療和業(yè)余無(wú)限電采用擴(kuò)頻通信的標(biāo)準(zhǔn)和 規(guī)范。以后世界各國(guó)相繼行動(dòng)，組織擴(kuò)頻通信專(zhuān)門(mén)研究機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)團(tuán)體，開(kāi)始了擴(kuò)頻通信的深入研究和廣泛應(yīng)用，這就是擴(kuò)頻通信發(fā)展的第三個(gè)階段。近年來(lái)，第三代移動(dòng)通信的飛速發(fā)展，把擴(kuò)頻通信的研究、應(yīng)用和發(fā)展都推向了新的階段。 1． 2 擴(kuò)頻通信的基本概念和理論基礎(chǔ) 1． 2． 1 擴(kuò)頻通信的定義 所謂擴(kuò)頻通信，簡(jiǎn)單的可以這樣表述：擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號(hào)所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大與所傳輸?shù)男畔⑺匦璧淖钚?，頻帶的展寬通過(guò)編碼和調(diào)制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，與所傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)無(wú)關(guān)，在接收端用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)及恢復(fù)所傳的 信息數(shù)據(jù)。從這個(gè)定義中我們可以看到它包含了以下三個(gè)方面的含義： 首先，信號(hào)的頻譜被擴(kuò)展寬了。在信息傳輸中，我們知道任何信息都需要一定的帶寬，稱(chēng)為信息帶寬。為了充分利用頻率資源，通常盡量采用大體相當(dāng)?shù)膸挼男盘?hào)來(lái)傳送信息，在無(wú)線電通信中，射頻信號(hào)的帶寬與所傳信息的帶寬是相比擬的，如我們熟悉的調(diào)幅信號(hào)傳送的語(yǔ)聲信號(hào)，其帶寬為語(yǔ)聲信息帶寬的兩倍， 這被成為窄帶通信，而擴(kuò)頻通信信號(hào)帶寬與信息帶寬之比 ( 我們稱(chēng)之為處理增益 )要完整版加我 625880526 可以達(dá)到 100～ 1000 倍，這就是我們常說(shuō)的寬帶通信。至于為什么要用這樣寬的頻帶的信號(hào)傳輸信息 ， 在下面的理論分析中可以得到答案。 其次，采用擴(kuò)頻碼序列調(diào)制方式展寬信號(hào)頻譜。我們知道，在時(shí)間上有限的信號(hào)，其頻譜是無(wú)限的。例如很窄的脈沖信號(hào)，其頻譜則很寬。信號(hào)的頻帶寬度與其持續(xù)時(shí)間近似成反比。 1 微秒的脈沖的帶寬約為 1MHz。因此，如果用限窄的脈沖序列被所傳信息調(diào)制，則可產(chǎn)生很寬頻帶的信號(hào)。如直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)就是采用這種方法獲得擴(kuò)頻信號(hào)。這種很窄的脈沖碼序列，其碼速率是很高的，稱(chēng)為擴(kuò)頻碼序列。這里需要說(shuō)明的一點(diǎn)是所采用的擴(kuò)頻碼序列與所傳信息數(shù)據(jù)是無(wú)關(guān)的，也就是說(shuō)它與一般的正弦載波信號(hào)一樣，絲毫不影響信息 傳輸?shù)耐该餍浴U(kuò)頻碼序列僅僅起擴(kuò)展信號(hào)頻譜的作用。 第三，在接收端用相關(guān)解調(diào)來(lái)解擴(kuò)。正如在一般的窄帶通信中，已調(diào)信號(hào)在接收端都要進(jìn)行解調(diào)來(lái)恢復(fù)所傳的信息。在擴(kuò)頻通信中接收端則用與發(fā)送端相同的擴(kuò)頻碼序列與收到的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)，恢復(fù)所傳的信息。換句話說(shuō)，這種相關(guān)解調(diào)起到解擴(kuò)的作用。即把擴(kuò)展以后的信號(hào)又恢復(fù)成原來(lái)所傳的信息。這種在發(fā)端把窄帶信息擴(kuò)展成寬帶信號(hào)，而在收端又將其解擴(kuò)成窄帶信息的處理過(guò)程，會(huì)帶來(lái)一系列好處。弄清楚擴(kuò)頻和解擴(kuò)處理過(guò)程的機(jī)制，是理解擴(kuò)頻通信本質(zhì)的關(guān)鍵所在。 c 長(zhǎng)期以來(lái)，人們總是 想法使信號(hào)所占領(lǐng)譜盡量的窄，以充分利用十分寶貴的頻譜資源。為什么要用這樣寬頻帶的信號(hào)來(lái)傳送信息呢 ? 簡(jiǎn)單的回答就是主要為了通信的安全可靠。這可以用信息論和抗干擾理論的基本觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)明。在信息論中關(guān)于信道容量的仙農(nóng)定理用數(shù)學(xué)表達(dá)式可以表示為： C ＝ WLog2(1 十 P/N) （ 1） 從這個(gè)公式中我們可以得到：在給定信號(hào)功率 P 和白噪聲功率 N 的情況下，只 要采用某種編碼系統(tǒng)，就能以任意小的差錯(cuò)概率，以