【正文】 2020 年 11 月 要完整版加我 625880526 。 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。 5 《 MATLAB 于通信仿真》，王立寧、樂光新、詹菲編著。 2020 年。 Proakis 著 張力軍 , 張宗橙，鄭寶玉等譯 。西安電子科技大學出版社。人民郵電出 版社。 其次，我要感謝和我同在一個實驗室做畢業(yè)設計的薛濤同學，在用 MATLAB程序設計中，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。在此我對王老師給予的支持和幫助表示衷心的感謝。 5． 2 致謝 為期四個月的畢業(yè)設計終于結(jié)束了?；具_到了設計的初衷。在本次設計中，發(fā)送端和接收端的偽隨機碼元采用同一個擴頻脈沖序列觸發(fā)，保證了收發(fā)端碼元的完全同步。在快跳頻通信系統(tǒng)的仿真中，有兩個關鍵的技術(shù)。 在經(jīng)過上兩章的理論分析和準備以后，在第三章中，詳細的對整個快跳頻系統(tǒng)在 MATLAB 環(huán)境下如何實現(xiàn)仿真進行了分析和介紹。給出了快跳頻系統(tǒng)的設計框圖，這是下面在 MATLAB 環(huán)境中實現(xiàn)仿真的原理框圖。 其次，在第二章中，重點對與本次畢業(yè)設計密切相關的快跳頻系統(tǒng)進行了比較詳細的闡述。本文就是針對快跳頻通信系統(tǒng)，在介紹了擴頻通信尤其是重點介紹了跳頻通信的技術(shù)原理的基礎上，在 MATLAB 環(huán)境下實現(xiàn)快跳頻通信系統(tǒng)的仿真。 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)的設計中，要求在一個碼元內(nèi)實現(xiàn)載波頻率的兩次跳變，所以在設計中，取得擴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)的傳輸信號到達接收端以后，在接收端進行相關解跳，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。 5 支持科學和工程計算標準的開放式、可擴充結(jié)構(gòu)。 3 高級圖形和可視化數(shù)據(jù)處理能力。 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工程計算的高級語言，與 C、 C++、RORTRAN 等高級程序設計語言相比， MATLAB 不但在數(shù)學語言的表達與解釋方面表現(xiàn)出人機交互的高度一致，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?？梢苑奖愕膶Ω鞣N實例進行演示。雙擊某個庫的圖標，可以進入下一級的窗口，窗口中排列這該模塊庫包含的圖標以及名稱。Toolboxes）共 10 個模塊庫。 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)學庫（ Math Library）、信號與系統(tǒng)庫（ Signalsamp。 在這篇論文中，要用到的 是 MATLAB 在通信系統(tǒng)中的應用，學習 SIMULINK模塊的應用和 COMMUNICATIONS BLOCKET 的應用。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、圖象處理、小波分析、通信系統(tǒng)等。在 MATLAB 中，不同應用領域的專用庫函數(shù)和模板匯集起來作為工具箱添加到 MATLAB 的軟件包中。 正因為如此，受到了專業(yè)研究人員的廣泛重視。 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。 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，并有較好的自相關和互相關特性，所以它是較理想的跳頻指令碼。但是可供使用的跳頻圖案少，互相關特性不理想，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。常見的偽隨機碼序列除了上面介紹的 Gold 碼以外，常用到 的還有 m 序列， M 序列， R－ S 序列。 上面談過，跳頻圖案的性質(zhì)，主要是依賴于偽碼的性質(zhì)。 各圖案之間出現(xiàn)頻率重疊的機會要盡量的小，要求圖案的正交性要好。 要完整版加我 625880526 圖案的密鑰量要大，要求跳頻圖案的數(shù)目要足夠多。 2) 跳頻圖案的選擇 一個好的跳頻圖案應考慮以下幾點： 圖案本身的隨機性要好，要求參加跳頻的每個頻率出現(xiàn)的概率相同。由于偽碼發(fā)生器的狀態(tài)是偽隨機地變化，所以頻率合成器輸出的頻率也在 64 個頻率點上偽隨機的跳變，便生成了偽隨機地跳頻圖案。 64 種狀態(tài)則對應 64 個頻率。偽碼發(fā)生器在時鐘脈沖的推動下，不斷地改變碼發(fā)生器的狀態(tài)。那么又怎樣在 這 64 個頻率中做到偽隨機地跳頻呢 ? 這是由跳頻指令發(fā)生器和頻率合成器來實現(xiàn)的。 根據(jù)電波傳播條件、電磁環(huán)境條件以及敵方干擾的條件等因素來制定一張或幾張具有 64 個頻率的頻率表，即 f1， f2，? f64，另一張可以是 f1’， f2’,? f64’。 比如說，跳頻帶寬為 5MHz，跳頻頻率的數(shù)目是 64 個，頻道間隔是 25kHz。 2． 3． 3 跳頻圖案的設計 1） 跳頻圖案和跳頻頻率表 跳頻圖案是由跳頻指令控制頻率合成器所產(chǎn)生的頻率序列。（這方面的更詳細的論述請參考國防工業(yè)出版社的擴譜通信）。 為了產(chǎn)生平衡 Gold 碼需要選擇兩個原始的 m 序列的特定的相對狀態(tài)，即所謂的特征相位。在擴頻通信中尤其是在直接擴頻通信中，擴頻碼的 0、 1 平衡性直接影響載波抑制度，在跳頻通信中，碼的不平衡性將嚴重影響系統(tǒng)的系能。 在本次的設計中， Gold 碼的實現(xiàn)就是采用第二種方法的。這樣，用 Gold 碼作為地址碼，地址數(shù)可以大大超過用 m 序列作地址碼的數(shù)量。 2． 3． 2 Gold 序列的實現(xiàn) Gold 在提出 Gold 序列時指出：給定移位寄存器級數(shù) r 時，總可以找到一對互相關函數(shù)值是最小的碼序列，采用移位相加的方法構(gòu)成新碼組，其互相旁瓣都很小，而且在相關函數(shù)和互相關函數(shù)均是有界的。在本次的快跳頻系統(tǒng)仿真設計中，擴頻碼就是采用 Gold 序列。 1976 年 提出了一類序列 :Gold 序列，它的自相關旁瓣值和互相關值與 m 序列的互相關值一樣，但是序列數(shù)目大大增加了。它有尖銳的自相關特性，有較小的互相關值，碼元平衡。所以在實際中，我們將把具有尖銳自相關和幾乎為零的互相關特性的碼稱作序列， 擴頻編碼被稱作擴頻序列。 5 有盡可能大的復雜度。 3 不同的碼元數(shù)平衡相等。能滿足上述要求的擴頻編碼應具有如下的理想特性： 1 有尖銳的自相關特性。在跳頻通信中，抗干擾、抗截獲、信息數(shù)據(jù)隱蔽和保密、抗多徑干擾和抗衰落多址通信、實現(xiàn)同步和捕捉都是與編碼設計密切相關的。跳頻速率每秒 20 跳的系統(tǒng)，跳周期是 50ms，其換頻時間約為 5ms。