【正文】 太原科技大學華科學院畢業(yè)設計（論文） I 目 錄 摘要 ...................................................................... III ABSTRACT .................................................................... V 第 1章 緒論 ............................................................. 1 研究擴頻通信的目的和意義 ........................................... 1 擴頻通信的應用發(fā)展 ................................................. 1 FHSS 通信 ........................................................... 2 設計內(nèi)容及結構 ..................................................... 4 第 2章 擴頻通信 ......................................................... 5 擴頻通信 ........................................................... 5 擴頻通信的定義 ................................................ 5 擴頻通信的理論基礎 ............................................ 5 擴頻通信方式 ....................................................... 8 隨機序列碼 ......................................................... 8 第 3章 FHSS 通信系統(tǒng)原理 ............................................... 11 FHSS 通信的概述 .................................................... 11 FHSS 系統(tǒng)的組成部分 ........................................... 11 FHSS 通信系統(tǒng)工作原理 .............................................. 12 FHSS 通信系統(tǒng)數(shù)學模型 ......................................... 12 跳頻圖案 ..................................................... 14 FHSS 通信抗干擾方式 ........................................... 16 FHSS 通信系統(tǒng)的同步 ........................................... 19 第 4章 FHSS 通信系統(tǒng)仿真 ............................................... 23 FHSS 通信系統(tǒng) MATLAB 仿真 ........................................... 23 FHSS 通信系統(tǒng)仿真模型 .............................................. 23 仿真結果及分析 .................................................... 24 設計總結 ............................................................... 27 參考文獻 ............................................................... 29 致謝 ................................................................... 31 附錄 ................................................................... 33 太原科技大學華科學院畢業(yè)設計（論文） II 太原科技大學華科學院畢業(yè)設計（論文） III 摘 要 擴頻通信在 軍事領域長期的成功應用以及近年來在商業(yè)領域的異軍突起，使其在通信技術中扮演重要的角色，而 FHSS 系統(tǒng)是一種典型擴展頻譜通信系統(tǒng)，它在軍事通信、移動通信、計算機無線數(shù)據(jù)傳輸和 無線局域網(wǎng)等領域有著十分廣泛的應用。 本文介紹了 FHSS 系統(tǒng)的基本工作過程，并利用 MATLAB 中 的仿真系統(tǒng)實 現(xiàn) FHSS系統(tǒng)的仿真并能直觀地顯示 FHSS 通信過程，其中涉及到 PN 碼，頻率合成器， BPSK 調(diào)制解調(diào)等仿真系統(tǒng)。還介紹了系統(tǒng)設計方法與運行結果 ,通過仿真結果能直觀地觀察到FHSS 通信系統(tǒng)的性能 ,有利于研究 FHSS 通信系統(tǒng)。 關鍵詞 ： FHSS 擴頻 ， 通信系統(tǒng) ， 跳頻系統(tǒng) ， 仿真 太原科技大學華科學院畢業(yè)設計（論文） IV 太原科技大學華科學院畢業(yè)設計（論文） V MATLABbased FHSS Communication System Design and Implementation ABSTRACT Frequency Hopping system is a typical spread spectrum munication has been very widely used in military munication, mobile munication, puter 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 munication process was displayed visually. The designing methods and running results of FHSS munication system were described. It can help to sdudy the principle of FHSS munication 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 munication process, involving PN code, frequency synthesizer, BPSK modulation and demodulation and other simulation systems. Also describes the design methods and operating results, the simulation results can be visually observed the performance of FHSS munications system, conducive to research FHSS munication system. Key words : FHSS， Communication system， Frequency Hopping System， Simulation 太原科技大學華科學院畢業(yè)設計（論文） VI 太原科技大學華科學院畢業(yè)設計（論文） 1 第 1 章 緒論 研究擴頻通信的目的和意義 擴頻通信 [1]是通信的一個重要分支和信道通信系統(tǒng)的發(fā)展方向。 擴頻技術具有抗干擾能力強、保密性好、易于實 現(xiàn)多址 [2]通信等優(yōu)點，因此該技術越來越受到人們的重視。近年來，隨著超大規(guī)模集成電路技術、微 處理器技術的飛速發(fā)展，以及一些新型元器件的應用，擴頻通信在技術上已邁上了一個新的臺階，不僅在軍事通信中占有重要地位，而且正迅速地滲透到了個人通信和計算機通信等民用領域，成為新世紀最有潛力的通信技術之一。因此研究擴頻通信具有很深遠的意義，本人通過畢業(yè)論文設計，進行深入地研究擴頻通信技術及對它進行仿真應用，將所學的知識進行歸納與總結，從而鞏固通信專業(yè)基礎知識，為以后的個人學習和工 作打下基礎。 擴頻通信的應用發(fā)展 擴頻技術由于其本身具備的優(yōu)良性能而得到廣泛應用，到目前為止，其最主要的兩個應用領域仍是軍事抗干擾通信和移動通信系統(tǒng) ,而 FHSS 系統(tǒng)與直擴系統(tǒng)則分別是在這兩個領域應用最多的擴頻方式。一般而言， FHSS 系統(tǒng)主要在軍事通信中對抗故意干擾，在衛(wèi)星通信中也用于保密通信，而直擴系統(tǒng)則主要是一種民用技術。對 FHSS 系統(tǒng)的分析，現(xiàn)在仍集中在其對抗各種干擾的性能方面，如對抗部分邊帶干擾以及多頻干擾等。而直擴系統(tǒng)，即 DSCDMA[3]系統(tǒng)，在移動通信系統(tǒng)中的應用則成為擴頻技術的主流。 歐洲的GSM 標準和北美 的以 CDMA 技術為基礎的 IS95 都在第二代移動通信系統(tǒng)（ 2G）的應用中取得了巨大的成功。而在目前 所有建議的第三代移動通信系統(tǒng)（ 3G）標準中（除了EDGE）都采用了某種形式的 CDMA。因此 CDMA 技術成為目前擴頻技術中研究最多的對象。 從擴頻技術的歷史可以看出，每一次技術上的大發(fā)展都是由巨大的需求驅動的。軍事通信抗干擾的驅動以及個人通信業(yè)務的驅動使得擴頻技術的抗干擾性能和碼分多址能力得到最大限度的挖掘。展望未來，第四代移動通信系統(tǒng)（ 4G）的驅動無疑會使擴頻技術傳輸高速數(shù)據(jù)的能力得到更大的 拓展。 3G 設計的目標主要是支持多媒體業(yè)務的高速數(shù)據(jù)傳輸，因此其研究主要集中在新標準和新硬件的開發(fā)。而對于 3G 以后的發(fā)展，不同的研究者有不同的觀點。 最大的靈活性 ,應該能夠滿足在任何時間和地點，通過任何設備都可以實現(xiàn)通信； 降低成本， 4G 在實現(xiàn)比 3G 的傳輸速率高 1~2 個數(shù)量級的同時，還應該使成本降太原科技大學華科學院畢業(yè)設計（論文） 2 為 3G 時的 1/10 或 1/100； 個性化和綜合化的業(yè)務，不僅僅是保證每個人都能通過一個終端進行通信，而要在人周圍的家庭、辦公室以及熱點地區(qū)建立一個通用的信息環(huán)境，使每個人都可以根據(jù)需要以各種方式 獲得信息。 衡量擴頻系統(tǒng)的重要指標是擴頻增益，在一定的傳輸帶寬下，要提高有效數(shù)據(jù)的傳輸速率就要降低擴頻增益，而擴頻增益的下降也意味著擴頻系統(tǒng)性能的降低，因此要提高傳輸數(shù)據(jù)速率，而且不降低擴頻系統(tǒng)的性能（即保證一定的擴頻增益），就只有提高傳輸帶寬。超寬帶 (UWB)技術可以看作是一種將傳輸帶寬極大擴展以獲得高數(shù)據(jù)傳輸速率的擴頻技術。 UWB 作為一種短距離通信技術在未來無 線通信系統(tǒng) [4]的實 現(xiàn)中扮演著重要的角色。 FHSS 通信 FHSS，跳頻技術 (FrequencyHopping Spread Spectrum)在同步、且同時的情況下，接受兩端以特定型式的窄頻載波來傳送訊號，對于一個非特定的接受器， FHSS 所產(chǎn)生的跳動訊號對它而言，也只算是脈沖噪聲。 FHSS 所展開的訊號可依特別設計來規(guī)避噪聲或OnetoMany 的非重復的頻道，并且這些跳頻訊號必須遵守 FCC 的要求，使用 75 個以上的跳頻訊號、且跳頻至下一個頻率的最大時間間隔 (Dwell Time)為 400ms。 FHSS 就是用擴頻的碼序列去進行移頻鍵