【正文】 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I 目 錄摘要 ......................................................................IIIABSTRACT ....................................................................V第 1 章 緒論 ............................................................. 1 研究擴(kuò)頻通信的目的和意義 ........................................... 1 擴(kuò)頻通信的應(yīng)用發(fā)展 ................................................. 1 FHSS 通信 ........................................................... 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及結(jié)構(gòu) ..................................................... 4 第 2 章 擴(kuò)頻通信 ......................................................... 5 擴(kuò)頻通信 ........................................................... 5 擴(kuò)頻通信的定義 ................................................. 5 擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ) ............................................. 5 擴(kuò)頻通信方式 ....................................................... 8 隨機(jī)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(xué)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(jié)果及分析 .................................................... 24 設(shè)計(jì)總結(jié) ............................................................... 27 參考文獻(xiàn) ............................................................... 29 致謝 ................................................................... 31 附錄 ................................................................... 33 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）II 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）III 摘 要擴(kuò)頻通信在軍事領(lǐng)域長(zhǎng)期的成功應(yīng)用以及近年來在商業(yè)領(lǐng)域的異軍突起，使其在通信技術(shù)中扮演重要的角色，而 FHSS 系統(tǒng)是一種典型擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)，它在軍事通信、移動(dòng)通信、計(jì)算機(jī)無線數(shù)據(jù)傳輸和無線局域網(wǎng)等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)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(shí)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(shè)計(jì)方法與運(yùn)行結(jié)果,通過仿真結(jié)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(guān)鍵詞：FHSS 擴(kuò)頻，通信系統(tǒng)，跳頻系統(tǒng)，仿真太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）IV 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）V MATLABbased FHSS Communication System Design and ImplementationABSTRACTFrequency 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，F(xiàn)requency Hopping System ，Simulation太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）VI 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1章 緒論 研究擴(kuò)頻通信的目的和意義擴(kuò)頻通信 [1]是通信的一個(gè)重要分支和信道通信系統(tǒng)的發(fā)展方向。擴(kuò)頻技術(shù)具有抗干擾能力強(qiáng)、保密性好、易于實(shí)現(xiàn)多址 [2]通信等優(yōu)點(diǎn)，因此該技術(shù)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(shù)、微處理器技術(shù)的飛速發(fā)展，以及一些新型元器件的應(yīng)用，擴(kuò)頻通信在技術(shù)上已邁上了一個(gè)新的臺(tái)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(gè)人通信和計(jì)算機(jī)通信等民用領(lǐng)域，成為新世紀(jì)最有潛力的通信技術(shù)之一。因此研究擴(kuò)頻通信具有很深遠(yuǎn)的意義，本人通過畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，進(jìn)行深入地研究擴(kuò)頻通信技術(shù)及對(duì)它進(jìn)行仿真應(yīng)用，將所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行歸納與總結(jié)，從而鞏固通信專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，為以后的個(gè)人學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)。 擴(kuò)頻通信的應(yīng)用發(fā)展擴(kuò)頻技術(shù)由于其本身具備的優(yōu)良性能而得到廣泛應(yīng)用，到目前為止，其最主要的兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域仍是軍事抗干擾通信和移動(dòng)通信系統(tǒng),而 FHSS 系統(tǒng)與直擴(kuò)系統(tǒng)則分別是在這兩個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用最多的擴(kuò)頻方式。一般而言，F(xiàn)HSS 系統(tǒng)主要在軍事通信中對(duì)抗故意干擾，在衛(wèi)星通信中也用于保密通信，而直擴(kuò)系統(tǒng)則主要是一種民用技術(shù)。對(duì) FHSS 系統(tǒng)的分析，現(xiàn)在仍集中在其對(duì)抗各種干擾的性能方面，如對(duì)抗部分邊帶干擾以及多頻干擾等。而直擴(kuò)系統(tǒng)，即 DSCDMA[3]系統(tǒng)，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用則成為擴(kuò)頻技術(shù)的主流。歐洲的GSM 標(biāo)準(zhǔn)和北美的以 CDMA 技術(shù)為基礎(chǔ)的 IS95 都在第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)（2G）的應(yīng)用中取得了巨大的成功。而在目前所有建議的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G ）標(biāo)準(zhǔn)中（除了EDGE）都采用了某種形式的 CDMA。因此 CDMA 技術(shù)成為目前擴(kuò)頻技術(shù)中研究最多的對(duì)象。從擴(kuò)頻技術(shù)的歷史可以看出，每一次技術(shù)上的大發(fā)展都是由巨大的需求驅(qū)動(dòng)的。軍事通信抗干擾的驅(qū)動(dòng)以及個(gè)人通信業(yè)務(wù)的驅(qū)動(dòng)使得擴(kuò)頻技術(shù)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(dòng)通信系統(tǒng)（4G ）的驅(qū)動(dòng)無疑會(huì)使擴(kuò)頻技術(shù)傳輸高速數(shù)據(jù)的能力得到更大的拓展。 3G 設(shè)計(jì)的目標(biāo)主要是支持多媒體業(yè)務(wù)的高速數(shù)據(jù)傳輸，因此其研究主要集中在新標(biāo)準(zhǔn)和新硬件的開發(fā)。而對(duì)于 3G 以后的發(fā)展，不同的研究者有不同的觀點(diǎn)。最大的靈活性,應(yīng)該能夠滿足在任何時(shí)間和地點(diǎn)，通過任何設(shè)備都可以實(shí)現(xiàn)通信；太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 降低成本，4G 在實(shí)現(xiàn)比 3G 的傳輸速率高 1~2 個(gè)數(shù)量級(jí)的同時(shí)，還應(yīng)該使成本降為 3G 時(shí)的 1/10 或 1/100；個(gè)性化和綜合化的業(yè)務(wù)，不僅僅是保證每個(gè)人都能通過一個(gè)終端進(jìn)行通信，而要在人周圍的家庭、辦公室以及熱點(diǎn)地區(qū)建立一個(gè)通用的信息環(huán)境，使每個(gè)人都可以根據(jù)需要以各種方式獲得信息。衡量擴(kuò)頻系統(tǒng)的重要指標(biāo)是擴(kuò)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(kuò)頻增益，而擴(kuò)頻增益的下降也意味著擴(kuò)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(kuò)頻系統(tǒng)的性能（即保證一定的擴(kuò)頻增益） ，就只有提高傳輸帶寬。超寬帶(UWB)技術(shù)可以看作是一種將傳輸帶寬極大擴(kuò)展以獲得高數(shù)據(jù)傳輸速率的擴(kuò)頻技術(shù)。UWB 作為一種短距離通信技術(shù)在未來無線通信系統(tǒng) [4]的實(shí)現(xiàn)中扮演著重要的角色。 FHSS 通信 FHSS，跳頻技術(shù) (FrequencyHopping Spread Spectrum)在同步、且同時(shí)的情況下，接受兩端以特定型式的窄頻載波來傳送訊號(hào)，對(duì)于一個(gè)非特定的接受器，F(xiàn)HSS 所產(chǎn)生的跳動(dòng)訊號(hào)對(duì)它而言，也只算是脈沖噪聲。FHSS 所展開的訊號(hào)可依特別設(shè)計(jì)來規(guī)避噪聲或OnetoMany 的非重復(fù)的頻道，并且這些跳頻訊號(hào)必須遵守 FCC 的要求，使用 75 個(gè)以上的跳頻訊號(hào)、且跳頻至下一個(gè)頻率的最大時(shí)間間隔(Dwell Time)為 400ms?！　HSS 就是用擴(kuò)頻的碼序列去進(jìn)行移頻鍵控