【正文】 （4）判決部分通過(guò)對(duì)上下兩支路的低頻信號(hào)進(jìn)行比較作出判決，從而完成解調(diào)信號(hào)的判決。在進(jìn)行跳頻調(diào)制時(shí)，把跳頻子系統(tǒng)模塊產(chǎn)生的信號(hào)與產(chǎn)生的2FSK信號(hào)進(jìn)行相乘（即跳頻調(diào)制），產(chǎn)生的信號(hào)即為跳頻調(diào)制信號(hào)，然后把跳頻調(diào)制信號(hào)經(jīng)過(guò)信道發(fā)送過(guò)去。 跳頻通信系統(tǒng)的仿真框圖 利用Matlab 中的Simulink 對(duì)跳頻通信系統(tǒng)進(jìn)行模型建立，： 跳頻通信系統(tǒng)的仿真結(jié)構(gòu)框圖 跳頻通信系統(tǒng)，將其中的2FSK調(diào)制部分，2FSK解調(diào)部分，跳頻子系統(tǒng)分別進(jìn)行封裝，： 含有封裝子系統(tǒng)的跳頻通信系統(tǒng)的仿真結(jié)構(gòu)框圖 (a) 2FSK調(diào)制子系統(tǒng) 仿真結(jié)構(gòu)框圖 (b) 2FSK解調(diào)子系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)框圖 (c) 跳頻子系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)框圖 跳頻通信系統(tǒng)的子系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)框圖其中，2FSK調(diào)制子系統(tǒng)，2FSK解調(diào)子系統(tǒng)，（a）、圖（b）、圖（c）所示。Simulink進(jìn)行一次仿真的完整流程圖，： 仿真的工作流程圖對(duì)于此仿真流程，先將模塊初始化，再進(jìn)入仿真環(huán)。（4） 接收信號(hào)，在接收端的相關(guān)器中進(jìn)行相關(guān)處理，相關(guān)處理時(shí)要求發(fā)送端的隨機(jī)碼字與采用的偽隨機(jī)碼保持嚴(yán)格的同步，其中偽隨機(jī)生成模塊產(chǎn)生相應(yīng)的偽隨機(jī)碼。 跳頻通信系統(tǒng)仿真模型的建立 基于Simulink 建立的跳頻通信系統(tǒng)的仿真模型，可以實(shí)時(shí)地觀測(cè)到系統(tǒng)跳頻前后信號(hào)的頻譜變化，并且能夠反映跳頻通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)工作過(guò)程，還可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)和研究相應(yīng)的跳頻仿真模型，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代通信的模擬仿真，為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究提供了強(qiáng)有力的研究平臺(tái)，此系統(tǒng)以跳頻通信為基礎(chǔ)，： 系統(tǒng)仿真模型 在跳頻通信系統(tǒng)仿真模型中,信號(hào)的處理過(guò)程為：（1） 由信源端生成準(zhǔn)備傳送的有用信號(hào)。（2）通用S－函數(shù)模塊處理S－函數(shù)后，可以轉(zhuǎn)化為用戶自創(chuàng)建的模塊。2） 封裝功能Simulink通過(guò)封裝可以為子系統(tǒng)建立用戶自定義的圖標(biāo)和對(duì)話框，具有封裝功能是Simulink模塊一個(gè)十分實(shí)用的特點(diǎn)，可以用簡(jiǎn)單的圖標(biāo)來(lái)代替子系統(tǒng)，從而在當(dāng)前窗口中隱藏子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。1) 子系統(tǒng)模塊動(dòng)態(tài)模型包含許多環(huán)節(jié)時(shí)，可以把此系統(tǒng)按功能分塊，其中每一塊都可以建立一個(gè)子系統(tǒng)。Simulink本身可以實(shí)現(xiàn)微分方程和差分方程的求解等復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算問(wèn)題，用戶只需要根據(jù)問(wèn)題類型及精度要求對(duì)求解器類型進(jìn)行配置即可。此系統(tǒng)目前已成為科學(xué)研究和工程應(yīng)用的軟件工具包[11]。第3章 跳頻通信系統(tǒng)仿真及性能分析 Simulink 基礎(chǔ)知識(shí)和設(shè)計(jì)開發(fā)原理簡(jiǎn)介 Simulink 基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介 Simulink 是MATLAB軟件的應(yīng)用，是一個(gè)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析的一個(gè)軟件包，是在MATLAB中建立系統(tǒng)方框圖和基于方框圖的系統(tǒng)仿真環(huán)境[12]。： 非相干跳頻解調(diào)器這個(gè)解調(diào)器適用于每比特信息多個(gè)頻率切普的接收機(jī)，其中切普判決是根據(jù)順序而來(lái)的每一對(duì)切普進(jìn)行的。雙通道“傳號(hào)空號(hào)”： 雙通道傳號(hào)/空號(hào)跳頻接收機(jī)原理框圖在二進(jìn)制的FH發(fā)射機(jī)里，數(shù)據(jù)的傳輸采用2FSK時(shí)，是用發(fā)射某個(gè)頻率(切普)表示“傳號(hào)”，而發(fā)射另一個(gè)頻率表示“空號(hào)”來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 跳頻信號(hào)的解跳跳頻系統(tǒng)的接收機(jī)，應(yīng)對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的反變換。 跳頻信號(hào)的解跳與解調(diào) 跳頻信號(hào)的解跳與解調(diào)包括兩個(gè)方面：首先是跳頻信號(hào)的解跳（解擴(kuò)），解跳后信號(hào)頻率集中在窄帶濾波器通帶之內(nèi)。 跳頻控制器主要由頻率合成器和偽碼產(chǎn)生器組成。 跳頻通信系統(tǒng)的調(diào)制方式跳頻通信系統(tǒng)一般采用FSK、ASK等非相干解調(diào)的調(diào)制方式，尤其以2FSK方式最為常用，本文跳頻通信系統(tǒng)采用2FSK調(diào)制方式。它等于跳頻駐留時(shí)間和信道切換時(shí)間之和，與跳頻速率成倒數(shù)關(guān)系。 (3)跳頻速率 跳頻速率，是指跳頻電臺(tái)載波跳變的速率，通常用每秒鐘頻率跳變的次數(shù)來(lái)表示。跳頻帶寬越寬，跳頻系統(tǒng)抗寬帶干擾能力越強(qiáng)。如果系統(tǒng)未同步，則濾波器輸出的是噪聲信號(hào)。所以，為了確定其跳頻的起、止時(shí)刻，接收機(jī)中的跳頻器還需受同步指令的控制。跳頻信號(hào)的接收過(guò)程與定頻相似。： 跳頻系統(tǒng)接收端原理框圖定頻信號(hào)的接收設(shè)備中，接收方法一般都采用超外差式，即接收機(jī)本地振蕩器的頻率與所接收的外來(lái)信號(hào)的載波頻率產(chǎn)生頻差，即相差一個(gè)中頻。所以，跳頻器是跳頻系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，更具體地說(shuō)，是能產(chǎn)生偽隨機(jī)性好的跳頻指令發(fā)生器和頻譜純度好的快速切換的頻率合成器。因此混頻器輸出的已調(diào)波的載波頻率，也將隨著指令不斷地跳變，從而經(jīng)高通濾波器和天線發(fā)送出去，這就是跳頻信號(hào)。一般要求主振蕩器的頻率應(yīng)能遵照控制指令而改變，這樣是為了得到載波頻率是跳變的跳頻信號(hào)。 跳頻系統(tǒng)的發(fā)送部分發(fā)送端包括：信源、數(shù)據(jù)調(diào)制器、頻率合成器、跳頻序列發(fā)生器、高通濾波器、以及發(fā)送端天線等。 全文分為4個(gè)章節(jié)，第1章主要對(duì)跳頻通信和MATLAB進(jìn)行了簡(jiǎn)介，并總括全文；第2章敘述了跳頻通信的結(jié)構(gòu)和原理，主要性能指標(biāo)，調(diào)制方式，頻率合成器以及跳頻信號(hào)的解跳與解調(diào)，使讀者對(duì)跳頻通信有大致較詳細(xì)的了解；第3章運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)跳頻通信系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，通過(guò)仿真結(jié)果分析系統(tǒng)的性能，檢驗(yàn)此系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)；第4章總結(jié)此次課程設(shè)計(jì)，指出設(shè)計(jì)成果并發(fā)現(xiàn)不足, 總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。 本文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排 本文基于MATLAB中的Simulink建模和源程序，對(duì)跳頻通信系統(tǒng)進(jìn)行了仿真和分析。該軟件包括: 矩陣計(jì)算、數(shù)值分析、建模和系統(tǒng)控制、數(shù)字信號(hào)處理等應(yīng)用程序。 MATLAB簡(jiǎn)介MATLAB誕生于20世紀(jì)70年代，具有其他仿真軟件所無(wú)可比擬的矩陣運(yùn)算能力和系統(tǒng)仿真能力。這種技術(shù)在直接序列擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，又具有載波頻率跳變的功能。在具有相同數(shù)量的用戶使用時(shí)，F(xiàn)FH/CDMA系統(tǒng)的比特誤碼率明顯優(yōu)于DS/CDMA 系統(tǒng)，與采用非相干DS/CDMA 技術(shù)的光纖網(wǎng)絡(luò)相比。在組網(wǎng)技術(shù)中，跳頻的多址性能具有很重要的意義。遠(yuǎn)近效應(yīng)，在現(xiàn)有的DS/CDMA 系統(tǒng)中是一個(gè)很大的問(wèn)題。但是短波通信的可靠性，隨著各種新技術(shù)的出現(xiàn)，得到了技術(shù)上的保證，這些新技術(shù)中包括自適應(yīng)跳頻技術(shù)。同時(shí)，它的瞬時(shí)信號(hào)對(duì)其信號(hào)的影響很小，因?yàn)槠鋷捄苷?。早?0 年代，跳頻系統(tǒng)的研究就開始了，現(xiàn)已開發(fā)的跳頻的波段應(yīng)用為：在VHF 波段(30—300MHz）的低端30—88MHz、UHF波段(300MHz 以上）以及HF波段(—30MHz)。跳頻通信具有良好的組網(wǎng)能力、低截獲概率及抗干擾性,跳頻技術(shù)提高了軍事裝備的抗截獲和抗干擾能力, 在軍事領(lǐng)域得到了極大的發(fā)展,向通信對(duì)抗提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。接收機(jī)本振信號(hào)的跳變規(guī)律與發(fā)送端相同，而且也是一頻率跳變信號(hào)，接收機(jī)的中頻為兩個(gè)合成器產(chǎn)生的對(duì)應(yīng)的頻率的頻差。跳頻就是用偽隨機(jī)碼序列構(gòu)成跳頻指令來(lái)控制頻率合成器，可以看成載波頻率不斷變化的多頻移頻鍵控[2]。20世紀(jì)50年代，美國(guó)麻省理工學(xué)院研究成功NO MAC系統(tǒng)，成為了擴(kuò)頻通信研究發(fā)展的開端。MATLAB集數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、信號(hào)處理和圖形顯示于一體，構(gòu)成了一個(gè)方便的、界面友好的用戶環(huán)境。擴(kuò)頻通信信息傳輸系統(tǒng)，有利于提高系統(tǒng)的抗干擾性能，改善性噪比。 擴(kuò)頻通信。 摘要 跳頻通信系統(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(wú)線數(shù)據(jù)傳輸和無(wú)線局域網(wǎng)等領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用，已成為當(dāng)前短波保密通信的一個(gè)重要發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：跳頻系統(tǒng)。擴(kuò)頻通信最初用于軍事抗干擾通信，后來(lái)又在移動(dòng)通信中得到廣泛的應(yīng)用。MATLAB的Simulink動(dòng)態(tài)仿真環(huán)境很強(qiáng)大，具有方便、直觀、靈活的優(yōu)點(diǎn)[8]。 跳頻通信簡(jiǎn)介 跳頻通信系統(tǒng)概述擴(kuò)頻通信，即擴(kuò)展頻譜通信與光纖通信、衛(wèi)星通信，一般被譽(yù)為進(jìn)入信息時(shí)代的三大高技術(shù)通信傳輸方式，它是上世紀(jì)40年代發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)，用來(lái)為戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境下的軍隊(duì)提供可靠安全的通信[1]。擴(kuò)頻通信主要有以下幾種方式：直接序列擴(kuò)頻、跳頻擴(kuò)頻和線性調(diào)頻[4]。在接收端，接收到的信號(hào)與噪聲經(jīng)濾波后送至混頻器。 跳頻技術(shù)的應(yīng)用背景和發(fā)展趨勢(shì)跳頻通信主要用于戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電通信和民用移動(dòng)通信，其工作方式一般以語(yǔ)音為主，也可傳輸數(shù)據(jù)。在戰(zhàn)術(shù)中，電臺(tái)采用跳頻技術(shù)可以提高通信抗干擾能力。CHESS跳頻電臺(tái)，通過(guò)現(xiàn)代數(shù)字處理技術(shù)，較好地解決了多徑衰落、短波系統(tǒng)帶寬有限、信號(hào)間相互干擾等問(wèn)題。短波信道有許多固有特點(diǎn)，與VHF/UHF頻段不同，例如，受天氣變化、多徑時(shí)延、幅度衰落等因素的影響，信道條件變化不可捉摸。它在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中體現(xiàn)出了優(yōu)越性，因此引起了各國(guó)的高度重視。此外，跳頻的頻率分配具有很大的靈活性，是瞬時(shí)窄帶系統(tǒng)，在現(xiàn)有頻率資源比較缺乏的條件下，這一特性具有重要意義。系統(tǒng)在比特誤碼率為109，30個(gè)用戶的條件下，數(shù)據(jù)速率為500Mb/s。這兩種擴(kuò)頻技術(shù)結(jié)合起來(lái)，就構(gòu)成了直接序列/跳頻擴(kuò)展頻譜技術(shù)。此外，跳頻是瞬時(shí)窄帶系統(tǒng)，其頻率分配具有很大的靈活性，在現(xiàn)有頻率資源十分擁擠的條件下，研究跳頻通信技術(shù)具有重要意義。MATLAB是英文MATrixLABoratory (矩陣實(shí)驗(yàn)室) [10]。 隨著其版本的不斷提高, 各種工具箱的擴(kuò)充和完善, MATLAB的功能越來(lái)越強(qiáng), 從而被廣泛應(yīng)用于仿真技術(shù)、自動(dòng)控制和數(shù)字信號(hào)處理等領(lǐng)域。本文的主要內(nèi)容有： （1）跳頻通信的結(jié)構(gòu)組成及工作原理； （2）跳頻通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)； （3）跳頻通信系統(tǒng)的調(diào)制方式； （4）頻率合成器； （5）跳頻信號(hào)的解跳與解調(diào)； （6）跳頻系統(tǒng)的仿真與性能分析。在接收端，接收端接收到的信號(hào)經(jīng)高通濾波后送至混頻器，在混頻器與本振信號(hào)相乘并經(jīng)中頻帶通濾波后，得到一個(gè)不變的中頻信號(hào)，經(jīng)中頻放大器放大后