【正文】 度，就可以在較低的信噪比情況下用相同的信息率以任意小的差錯概率來傳輸信息。設(shè)傳輸帶寬為 W，信號功率是 TES /? ,噪聲功率 0WnN? ，信號持續(xù)時間為 T，信息信號帶寬 TF /1?? ，將這些代入式（ 22）中可以得到 : )/()/( FWNS ?? （ 23） 上式說明， eP 是由 )/()/( FWNS ?? 決定的。這是擴展頻譜通信的基本思想和理論據(jù)。接收端有相應(yīng)的射頻解調(diào)，擴頻解調(diào)和信息解調(diào)。在收端，擴頻信號經(jīng)同樣的 PN 碼解調(diào)以后，信息碼被恢復(fù)；信息碼經(jīng)調(diào)制、擴頻傳輸、解調(diào)然后恢復(fù)的過程，類似與 PN 碼進行了二次 模二相加 的過程。 線性跳頻 (Chirp) 線性跳頻（ Linear frequencyhopping）如果發(fā)生的射頻脈沖信號在一個周期內(nèi)其載頻的頻率作線性變化，則稱為線性調(diào)頻。在一幀內(nèi)哪個時片發(fā)射信號由擴頻碼序列去進行控制。但實用中最主要的還是前者。實際應(yīng)用的主要是偽隨機序列。 偽隨機序列可用圖中 a 的反饋移位寄存器得到。除 去這種全零狀態(tài)外，它最多可能取遍所有 12?n 個非零狀態(tài)，故最大周期為 12?n 。 M 序列的周期一定是 12?n ,實用上還需要有其他的周期 ,這可用非線性移位寄存器序列得到。頻率合成器每接到一個 PN 序列就會輸出一組不斷跳變的頻率。因為 FHSS 通信是“打一槍換一個地方”的游擊通信策略、從而不易發(fā)現(xiàn)通信使用的頻率，一旦被對方發(fā)現(xiàn)，通信的頻率也已經(jīng)“轉(zhuǎn)移”到另外一個頻率上了。 FHSS 系統(tǒng)的組成部分 FHSS 通信系統(tǒng)和其他通信系統(tǒng)一樣，也是分為信號的編碼、調(diào)制和放大等過程的發(fā)送端。 FHSS 系統(tǒng)的頻率合成器輸出的載波信號的頻率是受跳頻指令（偽隨機序列）控制的。之后經(jīng)中頻帶通濾波器濾波后，把不需要的干擾抑制掉，經(jīng)解調(diào)器把傳送的信息恢復(fù)出來。如果覆蓋系數(shù) k2~3 時 ,整個頻段可以劃分為幾個分波段。頻率間隔又稱為頻率分辨率。在一些測量儀器中 ,其頻率間隔可達兆赫茲量級。而頻率穩(wěn)定度是指在規(guī)定的時間間隔內(nèi) ,頻率合成器頻率偏離規(guī)定頻率相對變化的大小。具編碼器 數(shù) 字 調(diào)制器 混頻器 頻率 合成器 跳頻碼 產(chǎn)生器 解碼器 時間同步器 信道 混頻器 數(shù) 字 解調(diào) 器 頻率合成器 跳頻碼產(chǎn)生器 信息序列 輸出 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 有“躲避”式抗干擾、易于解決遠(yuǎn)近問題、碼分多址、頻率分集等特點。圖 是 FHSS 系統(tǒng)相關(guān)處理的數(shù)學(xué)模型： 圖 FHSS 信號相關(guān)處理 設(shè) )(1ts 為發(fā)送的跳頻信號 ])[(c o s)()( 01 ntntmts ??? ??? ? （ 31） 其中 : 1,......,2,1,0 ?? Nn ， ])co s[( 0 ntN ??? ?? ? 為輸出的 FH 信號 (令振幅 A=1)， ??為 FHSS 合成器跳變間隔，每跳持續(xù)時間為 T，一般取 T?? 2?? ， )(tm 是待傳送的數(shù)字信息流， n? 為初相 。而其它地址跳頻信號、干擾信號、噪聲不能在每次跳頻時隙內(nèi)都與本地輸出 信號混頻成固定中頻 [11]。但是若真的無規(guī)律可循的話，通信的雙方也將失去聯(lián)系而不能建立通信。圖 所示為一個跳頻圖案。陰影線代表所布棋子的方案，就是跳頻圖案；它表明什么時間采用什么頻率進行通信，時間不同頻率也不同。在時頻域這個“模盤”上的一種布子方案就是一個跳頻圖案。當(dāng)收、發(fā)雙方在空間上相距一定距離時，太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 只要時頻域上的跳額圖案完全相重合，就表示收、發(fā)雙方同步跳頻地進行通信。 干擾方式 2，在不同時間內(nèi)在不同的頻率上施放大功率的干擾。 圖 跳頻被干擾的方式 圖 ，方式 1 干擾策略是在時間上連續(xù)的施放一個窄帶干擾，即第 l0 個頻率段以斜線表示的干擾帶；方式 2 干擾策略是在第一個時間段用第一個頻率段進行干擾，第二個時間段用第二個頻率段進行干擾，依次下去，就形成了沿時頻域模盤對角線上的于擾帶。當(dāng)跳頻圖案的隨機性越大時，跳頻抗干太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 擾的能 力就越強；“棋盤”越大時，即頻率和時間的乘積越大時，可容納的隨機圖案也越多，跳頻圖案本身的隨機性也越大，從而抗干擾能力也越強。 圖 轉(zhuǎn)發(fā)干擾 圖中的通信方為收、發(fā)信機，干擾機用來對通信的信號進行偵聽、處理，然后以 同樣的載波頻率施放干擾。只有當(dāng)干擾機設(shè)置在這個橢圓內(nèi)時，才能使干擾有效，如果干擾機設(shè)置在橢圓之外時，則此跟蹤式干擾策略無效。 跳頻帶寬越寬，抗寬帶干擾的能力越強。 跳頻的速率，是指每秒鐘頻率跳變的次數(shù)，它與抗跟蹤式干擾的能力有關(guān)。 FHSS 系統(tǒng)的同步時間，是指系統(tǒng)使收發(fā)雙方的 FHSS 圖案完全同步并建立通信所需要的時間。根據(jù)使用的環(huán)境不同，目前跳頻電臺的同步時間可在秒 或幾百毫秒的量級。從圖 33的跳頻圖案上可以看出，每一跳頻駐留時間的瞬時所占的信道帶寬是窄帶頻譜，依照跳頻圖案隨時間的變化，這些瞬時窄帶頻譜在一個很寬的頻帶內(nèi)跳變，形成一個跳頻帶寬。載波頻率之間的頻率間隔就是信道帶寬，跳頻的載波數(shù)目乘上信道帶寬就是跳頻帶寬。 由于它是宏觀的寬帶系統(tǒng)，它具有擴展頻譜的抗干擾能力。 FHSS 通信系統(tǒng)的同步 同步 [12]的含義是：跳頻圖案相同 ,跳變的頻率序列 (也稱頻率表 )相同，跳變的起止時刻 (也稱相位 )相同。又因為振蕩器頻率的漂移等不確定因素，所以同步的過程就是搜索和消除時間及頻率偏差的過程，以保證收發(fā)雙方的碼相位和載波的一致性。唯一不知道是時間。 匹配濾波器法 匹配濾波器具有很強的信號處理能力，將其用于同步系統(tǒng)會使同步系統(tǒng)簡化、同步時太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 間縮短、同步性能提高。 數(shù)字 FHSS 系統(tǒng)是指傳送數(shù)字話音或數(shù)據(jù)的 FHSS 通信系統(tǒng)。同步信息除位同步、幀同步外，主要應(yīng)包括跳頻圖案的實時狀態(tài)信息或?qū)崟r的時鐘信息，即所謂的 “TOD”信息 (Time of the Day)。比如，自同步法具有同步信息隱蔽的優(yōu)點，但是存在同步建立時間長的缺點；而同步字頭法具有快速 建立同步的優(yōu)點而存在同步信息不夠隱蔽的缺點。當(dāng)發(fā)端信號的載頻跳變至 f6 時，收端接收到跳頻信號，這時稱作同步 捕獲，即可從跳頻信號中解出它所攜帶的同步字頭內(nèi)的同步信息。 MATLAB 已經(jīng)被確認(rèn)為準(zhǔn)確、可靠的科學(xué)計算標(biāo)準(zhǔn)軟件。 系統(tǒng)仿真：進行系統(tǒng)仿真，并認(rèn)真地分析仿真的結(jié)果。而 FHSS 系統(tǒng)的頻率合成器輸出的載波信號的頻率是受跳頻指令控制的。之后經(jīng)中頻帶通濾波器濾波后，把不需要的干擾抑制掉，經(jīng)解調(diào)器把傳送的信息恢復(fù)出來。第二個波形 是方波和余弦波進行 BPSK 調(diào)制后的 BPSK 信號波形，幅度還是 2V。 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 0 500 1000 1500 2021 2500 3000 1 . 51 0 . 500 . 511 . 5 跳頻擴頻信號及其 FFT 算法0 500 1000 1500 2021 2500 3000050100150200 圖 FHSS信號及其頻域值 FFT[15]是離 散傅立葉變換的快速算法，作 FFT 變換的目就是從時域到頻域的轉(zhuǎn)換 ,圖 FHSS 信號變換到頻域。在 FHSS同步系統(tǒng)捕捉到這一同步信號后，其余分量就會被丟棄，從而避免了多徑干擾等多種干擾。深入了解和掌握了程序設(shè)計的基本方法。從仿真的過程和結(jié)果再結(jié)合現(xiàn)實生活我得出了如下一些結(jié)論： 通信系統(tǒng)的設(shè)計思想是整個設(shè)計的主體，在有了好的思想之后再加上正確的理論引導(dǎo)就是一個可行的方案了。 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 太原科技大學(xué)華科學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 參考文獻 [1] 朱近康 .擴展頻譜通信及應(yīng)用 [M].合肥 :中國科技大學(xué)出版社 ,1993 [2] 胡健棟 ,鄭朝輝 ,龍必起 ,等 .碼分多址與個人通信 [M].北京 :人民郵電出版社 ,1996. 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