【導(dǎo)讀】近年來，在民用領(lǐng)域的應(yīng)用也正在興起。在設(shè)計中，用MATLAB實(shí)現(xiàn)快跳頻通信系統(tǒng)的仿真。術(shù)是收發(fā)兩端的偽隨機(jī)碼元的同步。偽隨機(jī)碼的產(chǎn)生用S－函數(shù)編程來開發(fā)自己。同步的實(shí)現(xiàn)是收發(fā)兩端采用相同的擴(kuò)頻脈沖觸發(fā)。設(shè)計中每個模塊都采用了模塊封裝技術(shù)，從而簡化了框圖結(jié)構(gòu)。的DSP實(shí)現(xiàn)提供了一種前提準(zhǔn)備和仿真實(shí)現(xiàn)。1．2擴(kuò)頻通信的基本概念和理論基礎(chǔ)······················1．2．1擴(kuò)頻通信的定義······························1．3擴(kuò)頻通信的主要特點(diǎn)································1．4擴(kuò)頻通信的幾種方式·······························第二章快跳頻通信系統(tǒng)的性能分析···························2．1跳頻系統(tǒng)概述······································2．1．1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及信號傳輸過程·······················2．1．2跳頻系統(tǒng)的幾個概念··

　　

【正文】 序列， R－ S 序列。下面簡單介紹一下這三種常用偽隨機(jī)序列的特點(diǎn)： m 序列的優(yōu)點(diǎn)是容易產(chǎn)生，自相關(guān)特性好，且是偽隨機(jī)的。但是可供使用的跳頻圖案少，互相關(guān)特性不理想，又因它采用的是線性反饋邏輯，就容易被敵人破譯碼的序列，即保密性、抗截獲性差。由于這些原因，在跳頻系統(tǒng)中不采用 m序列作為跳頻指令碼。 M 序列是非線性序列，可用的跳頻圖案很多，跳頻圖案的密鑰量也大，并有較好的自相關(guān)和互相關(guān)特性，所以它是較理想的跳頻指令碼。其缺點(diǎn)是硬件產(chǎn)生時設(shè)備較復(fù)雜。 R－ S 序列的硬件產(chǎn)生比較簡單，可以產(chǎn)生大量的可用 跳頻圖案，很適于用作跳頻指令碼序列。 要完整版加我 625880526 第三章 快跳頻通信系統(tǒng)的仿真實(shí)現(xiàn) 3． 1 MATLAB 語言與仿真環(huán)境介紹 3． 1． 1 MATLAB 仿真環(huán)境 MATLAB 是美國 Math Works 公司推出的用于數(shù)值計算和信號處理的數(shù)學(xué)計算軟件包，與其他高級語言（ BASIC、 FORTRAN、 C 等）相比，不僅語法規(guī)則更為簡單，而且在解決工程問題和科 研教學(xué)的輔助方面更加直觀、簡潔和高效。 正因?yàn)槿绱?，受到了專業(yè)研究人員的廣泛重視。 隨著版本的不斷升級， MATLAB 的功能越來越強(qiáng)大，應(yīng)用范圍也越來越廣泛。在 MATLAB 中，不同應(yīng)用領(lǐng)域的專用庫函數(shù)和模板匯集起來作為工具箱添加到 MATLAB 的軟件包中。借助這些工具箱，各個領(lǐng)域和各個層次的科研人員可以直觀、方便地進(jìn)行分析、計算和設(shè)計仿真，大大的提高了工作的效率。目前在 MATLAB 中推出的工具箱主要有信號處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、圖象處理、小波分析、通信系統(tǒng)等。而且還在不斷增加新的功能。 在這篇論文中，要用到的 是 MATLAB 在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，學(xué)習(xí) SIMULINK模塊的應(yīng)用和 COMMUNICATIONS BLOCKET 的應(yīng)用。這兩個模塊的工作界面如下所示： 圖 3。 1 SIMULINK 工作窗口 可以看到，在 SUMULINK 中，包含有七個模塊庫，分別為信源庫（ Sources Library）、信宿庫（ Sink Library）離散庫（ Discrete Library）、線性庫（ Linear Library） 非線性庫 (Nonlinear Library)、連接庫（ Continuous）、數(shù)學(xué)庫（ Math Library）、信號與系統(tǒng)庫（ Signalsamp。Systems Library ）、 專 用 模 塊 和 工 具 箱 集 合（ Blocksetsamp。Toolboxes）共 10 個模塊庫。另外，在 SIMULINK 工作窗口的右下還有一個 Demos 圖標(biāo)，它提供仿真的各種例子。雙擊某個庫的圖標(biāo)，可以進(jìn)入下一級的窗口，窗口中排列這該模塊庫包含的圖標(biāo)以及名稱。 如下頁所示是通信模塊的工作窗口，我們可以看到，這個工作窗口包含有信源（ Comm Source）、信宿（ Comm Sink）、信源編碼（ Source Code）、信道編碼（ Channel Code ）、調(diào)制與解調(diào)（ Munication）、信道（ Channel ）、同步（ Synchronication）等 9 個模塊庫，與 SIMULINK 一樣，也包含有一個 Demos模塊?？梢苑奖愕膶Ω鞣N實(shí)例進(jìn)行演示。 要完整版加我 625880526 圖 3。 2 COMMUNICATIONS BLOCKET 工作窗口 3． 1． 2 MATLAB 語言介紹 MABLAB 語言是一種高效率的用于科學(xué)工程計算的高級語言，與 C、 C++、RORTRAN 等高級程序設(shè)計語言相比， MATLAB 不但在數(shù)學(xué)語言的表達(dá)與解釋方面表現(xiàn)出人機(jī)交互的高度一致，而且具有作為優(yōu)秀高技術(shù)計算環(huán)境所不可缺少的很多特征： 1 高質(zhì)量、高可靠的數(shù)值計算能力。 2 基于向量、數(shù)組和矩陣的高級程序設(shè)計語言。 3 高級圖形和可視化數(shù)據(jù)處理能力。 4 廣泛解決各學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜問題的能力。 5 支持科學(xué)和工程計算標(biāo)準(zhǔn)的開放式、可擴(kuò)充結(jié)構(gòu)。 6 跨平臺兼容，可以和 C 語言、 C++語言相互調(diào)用。 同 C 語言一樣， 在 MATLAB 語言中提供了 4 種決策或者說控制流結(jié)構(gòu)，它們是： FOR 循環(huán)， WHITE 循環(huán)， IF－ ELSE－ END 結(jié)構(gòu)和 SWITCH— CASE 結(jié)構(gòu)，它們的用法和 C 語言中這幾種結(jié)構(gòu)的用法相似但是由于這些結(jié)構(gòu)經(jīng)常包含大量的 MATLAB 命令，所以經(jīng)常出現(xiàn)在 M－文件中 ,一般結(jié)構(gòu)如下： 1 FOR 循環(huán)的一般形式： while expression 2 WHILE 循環(huán)的一般形 for x = array { mands } {mands} end end 3 IFELSEEND 結(jié)構(gòu)： if expression 4 SWITCHCASE 結(jié)構(gòu) switch express {mands} case test1 {mands} end case {test2,test3} {mands} end 4． 1． 4 偽隨機(jī)整數(shù) 序列的仿真結(jié)果 省略數(shù)千字 要完整版加我 625880526 要完整版加我 625880526 圖 4－ 2 偽隨機(jī)整數(shù)仿真框圖 4． 2 快跳頻通信系統(tǒng)的仿真結(jié)果 4． 2． 1 跳頻信號的輸出仿真圖 在快跳頻系統(tǒng)的設(shè)計中，要求在一個碼元內(nèi)實(shí)現(xiàn)載波頻率的兩次跳變，所以在設(shè)計中，取得擴(kuò)頻脈沖的頻率是信號信息頻率的 2倍，仿真的結(jié)果如下： 要完整版加我 625880526 圖 4－ 3 跳頻信號的輸出波形圖 4． 2． 2 快跳頻系統(tǒng) 的誤碼率仿真結(jié)果 跳頻系統(tǒng)的傳輸信號到達(dá)接收端以后，在接收端進(jìn)行相關(guān)解跳，然后再經(jīng)過統(tǒng)計判決以后和原始信號同時送入誤碼儀的輸入端，統(tǒng)計出系統(tǒng)的誤碼率。在統(tǒng)計系統(tǒng)的誤碼率時，門限值的設(shè)定很重要，下面是不同的門限值所對應(yīng)的誤碼率統(tǒng)計結(jié)果： 門限值＝ 2 門限值＝ 5 門限值＝ 6 門限值 7 對于不同的系統(tǒng)，門限值的設(shè)定是不同的，通過比較在本設(shè)計中，門限值的最佳取值為 2 第五章 結(jié)論 5． 1 設(shè)計小結(jié) 近年來，通信技術(shù)發(fā)展日新月異，快調(diào)頻通信以其優(yōu)越的性能更是得到了迅要完整版加我 625880526 速的發(fā)展。本文就是針對快跳頻通信系統(tǒng)，在介紹了擴(kuò)頻通信尤其是重點(diǎn)介紹了跳頻通信的技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，在 MATLAB 環(huán)境下實(shí)現(xiàn)快跳頻通信系統(tǒng)的仿真。 首先，因?yàn)榭焯l通信是擴(kuò)頻通信的一種實(shí)現(xiàn)方式，所以首先介紹了擴(kuò)展頻譜通信（擴(kuò)頻通信）的理論基礎(chǔ)和基本技術(shù)，簡單介紹了擴(kuò)頻通信的發(fā)展和擴(kuò)頻通信的基本理 論和基本概念、擴(kuò)頻通信的主要特點(diǎn)和應(yīng)用以及在實(shí)際中幾種常見的擴(kuò)頻頻通信的實(shí)現(xiàn)方式。 其次，在第二章中，重點(diǎn)對與本次畢業(yè)設(shè)計密切相關(guān)的快跳頻系統(tǒng)進(jìn)行了比較詳細(xì)的闡述。在這章中首先介紹了在快跳頻通信系統(tǒng)中信號的傳輸過程。給出了快跳頻系統(tǒng)的設(shè)計框圖，這是下面在 MATLAB 環(huán)境中實(shí)現(xiàn)仿真的原理框圖。然后重點(diǎn)介紹了在跳頻系統(tǒng)中，偽隨機(jī)碼（ Gold 碼）的實(shí)現(xiàn)原理和設(shè)計以及調(diào)頻圖案的設(shè)計。 在經(jīng)過上兩章的理論分析和準(zhǔn)備以后，在第三章中，詳細(xì)的對整個快跳頻系統(tǒng)在 MATLAB 環(huán)境下如何實(shí)現(xiàn)仿真進(jìn)行了分析和介紹。首先簡單介紹 了本次設(shè)計使用的 MATLAB 軟件的介紹，介紹了 SIMULINK 模塊和 COMMUNICATION BLOCKETS 兩個模塊的使用，比較詳細(xì)的介紹了如何利用 S－函數(shù)創(chuàng)建自己的仿真模塊。在快跳頻通信系統(tǒng)的仿真中，有兩個關(guān)鍵的技術(shù)。具體的說首先設(shè)計由偽隨機(jī)序列控制的頻率合成器是整個系統(tǒng)的核心，在設(shè)計中我很好的實(shí)現(xiàn)了在一個碼元內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩次跳頻，其實(shí)是發(fā)送端和接收端如何實(shí)現(xiàn)同步，這是跳頻系統(tǒng)的關(guān)鍵。在本次設(shè)計中，發(fā)送端和接收端的偽隨機(jī)碼元采用同一個擴(kuò)頻脈沖序列觸發(fā)，保證了收發(fā)端碼元的完全同步。 最后，在第四章中，給出了 快跳頻系統(tǒng)仿真設(shè)計中用到的源程序和系統(tǒng)仿真的結(jié)構(gòu)圖，并且對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析?；具_(dá)到了設(shè)計的初衷。但是在信號的接收端，對于信號的接收的仿真結(jié)果還不是很理想，這是需要進(jìn)一步改進(jìn)的地方。 5． 2 致謝 為期四個月的畢業(yè)設(shè)計終于結(jié)束了。在這四個月里要單靠我一個人完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)是不可能的，在這期間我得到了周圍的老師和同學(xué)們的大力支持和通力要完整版加我 625880526 協(xié)作，在這里我要深深地感謝他們 首先，我要由衷的感謝王霞老師，在畢業(yè)設(shè)計的整個過程中，王老師給我提供和介紹了很多很有價值的參考書籍，使我很快掌握了理論知識，在進(jìn)入課題設(shè)計 過程中， 并且對于整個畢業(yè)設(shè)計做了宏觀的計劃和精心的指導(dǎo)，給我提出了很多寶貴的建議。在此我對王老師給予的支持和幫助表示衷心的感謝。同時，還要感謝張芳娟老師，她給我提供了很好的畢業(yè)設(shè)計環(huán)境。 其次，我要感謝和我同在一個實(shí)驗(yàn)室做畢業(yè)設(shè)計的薛濤同學(xué)，在用 MATLAB程序設(shè)計中，他給我提出了很好的建議，使我很快的完成了程序的編寫，節(jié)約了時間，提高了效率。此外在對結(jié)果的仿真分析中，他也給我了很多的幫助 最后再次感謝在整個畢業(yè)設(shè)計中給我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)！ 5． 3 參考文獻(xiàn) 1《 CDMA 通信技術(shù)》，朱近康編著。人民郵電出 版社。 2020 年 9 月 2 《擴(kuò)頻通信》， 查光明 ,熊賢祚編著 。西安電子科技大學(xué)出版社。 1997 年 3 《數(shù)字通信》（第三版）（ Digital munication The third edition） John G。 Proakis 著 張力軍 , 張宗橙，鄭寶玉等譯 。電子工業(yè)出版社。 2020 年。 4 《精通 版》，北京航空航天大學(xué)出版社。 5 《 MATLAB 于通信仿真》，王立寧、樂光新、詹菲編著。人民郵電出版社。 6 《現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析與仿真 ____MATLAB 通信工具箱》，李建新、劉乃安、劉繼平編著。西安電子科技大學(xué)出版社。 2020 年 11 月 要完整版加我 625880526