基于matlab的thss通信系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)(編輯修改稿)
2025-07-24 19:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 是應用整數(shù)值碼序列 c=(…,c0,c1,…,cj,cj+1,…)和二進制序列 a=(…,a0,a1,…,aj,aj+1,…),產(chǎn)生一個新序列 d，序列 d 的一般元素表達式如下： dj=cjTc+aj （21）式中,T c 和 是常量，對所有的 cj 滿足條件 cjTc+ Ts，通常 Tc。這里的 d 是一個實數(shù)值序列，而 a 是二進制序列，c 們遵循最常用的方法，假定 c 是企業(yè)界隨機碼序列，它的元素 cj 是整數(shù)，且滿足 0 cj Nh1。 碼序列 c 可能為周期序列，其周期表示為 Np。兩種特殊情況值得討論。第一種,碼是非周期的，即 ；第二種是 Np=Ns，這是最常用的一種，這時的編碼周期與二進制碼重復的次數(shù)相等。我們必須牢記：傳輸編碼扮演了碼分多址編碼和發(fā)射信號的頻譜形成雙重角色?！崝?shù)值序列 d 輸入到第三個模塊，即 PPM 調(diào)制模塊，產(chǎn)生了一個速率為Rp=Ns/Tb=1/Ts(脈沖/s)的單位脈沖(Dirac pulses ) 序列。這些脈沖在時間軸上的位置為 ，因此脈沖位置在 jTs 基礎(chǔ)上偏移了 dj，脈沖的發(fā)生時間也可表示為( )。注意是碼序列對 c 信號引入了 TH 位移，也正因為此，c 被稱為 TH 碼。還要注意一點就是由 PPM 調(diào)制引起的位移 ，通常比TH 碼引起的位移 cjTc 小得多，即： ，c j=0 除外。T c 稱為碼片時間(chip time)。最后一個模塊是脈沖形成濾波器，其沖激響應為。必須保證脈沖形成濾波器輸出的脈沖序列不能有任何的重疊。[以上所有系統(tǒng)級聯(lián)以后的輸出信號 可表示如下： 6 / 21 （22）比特間隔或比特持續(xù)時間，也即用于傳輸一個比特的時間 Tb，可表示為：Tb=NsTs。在式(42)中，c jTc 定義了脈沖的隨機性或者說是相對于 Ts 整數(shù)倍時刻的抖動。如果用隨機 TH 抖動 來表示由 TH 編碼 cjTc 引起的時間上的位移，并假定 在 0 和 之間分布，則可得到： （22）正如前面提到的， 通常遠大于 。這兩個量的整體效果是產(chǎn)生一個分布在 0 和 之間的時間隨機位移量，用 表示這個時間隨機位移，可得發(fā)射信號的如下表達式： （24）更一般性地概括式（22）所表示的信號，其思想是：對于信息比特”0”和”1”，可以發(fā)射兩個不同的脈沖波形 和 來分別表示。上面分析的PPM 調(diào)制的例子，引入了 這個時間位移量，它的值根據(jù)它所代表的比特而有所不同，其實是上述思想的特殊例子，其中的 是 位移以后的波形。 THSS 通信系統(tǒng)的同步同步的含義是：跳時圖案相同,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。因此，為了實現(xiàn)收、發(fā)雙方的跳頻同步，收端首先必須獲得有關(guān)發(fā)端的跳頻同步的信息，它包括采用什么樣的跳頻圖案，使用何種頻率序列，在什么時刻從那一個時隙上開始起跳，并且還需要不斷地校正收端本地時鐘，使其與發(fā)端時鐘一致。 在 THSS 系統(tǒng)中，接收機本地頻率合成器產(chǎn)生的跳變頻率必須與發(fā)端的頻率合成器產(chǎn)生的跳變時隙嚴格同步。由于時鐘漂移、收發(fā)信機之間的距離變化， 7 / 21在時間上有差異。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。THSS 系統(tǒng)的同步一般包括跳頻圖案的同步、幀同步、信息碼元同步等。在這些同步中，關(guān)鍵是時隙圖案的同步。跳時同步主要有以下幾種方法:精確時鐘定時法由于產(chǎn)生跳變頻率的方法是一樣的，所用的偽隨機碼是一樣的。唯一不知道是時間。若收發(fā)雙方都保持時間一致，且通信距離己知，則可保證跳時圖案的同步。 同步字頭法將同步信息作為同步字頭置于 THSS 信號的最前面，或在信息的傳輸過程中離散地插入這種同步字。收端根據(jù)同步字頭的特點，可以從接收到的 THSS 信號中將它識別出來，作為調(diào)整本地時鐘或偽隨機碼發(fā)生器的依據(jù)，從而使收發(fā)雙方同步。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、同步時間縮短、同步性能提高。用匹配濾波器同步，一般是對同步字頭進行匹配濾波，一旦輸入的 THSS 信號與匹配濾波器相匹配，就表示收到了同步字頭，即完成了時間的同步，接收端就可以從此刻啟動本地頻率合成器，從而完成了跳頻同步口為提高同步性能，多采用匹配濾波器組，如采用聲表面波匹配濾波組。 8 / 21 仿真結(jié)果及分析圖 發(fā)送端信號處理的各階段信號圖上圖 是 THSS 通信系統(tǒng)的發(fā)射端仿真結(jié)果。分別是原始信息序列，是一個幅度 2V 的方波信號。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
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