跳频通信系统设计及MATLAB仿真选题报告

北京科技大学天津学院本科生毕业设计(选题报告)

_______________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________ - 1 - 目录

1文献综述 ........................................................................................................................................ - 1 -

1.1本课题国外研究进展 ....................................................................................................... - 1 -

1.1.1高速短波跳频电台 ................................................................................................ - 2 -

1.1.2基于组网中的跳频技术 ....................................................................................... - 2 -

1.1.3 TRC-1600背负电台 ............................................................................................. - 2 -

1.1.4 CHAMELEON跳频VHF手持电台 ................................................................ - 2 -

1.2本课题国内研究进展 ....................................................................................................... - 3 -

1.2.1跳频通信侦察技术的研究................................................................................... - 3 -

1.2.2 TCR-153型短波自适应跳频电台 ..................................................................... - 3 -

2课题背景及开展研究的意义 ..................................................................................................... - 4 -

3.1研究方法 ............................................................................................................................. - 5 -

3.1.1跳频通信系统（FH communication system） ................................................. - 5 -

3.1.2 跳频通信系统组成 ............................................................................................... - 5 -

3.1.3 跳频通信系统的性能指标 .................................................................................. - 6 -

3.2研究内容 ............................................................................................................................. - 7 -

3.3预期目的 ............................................................................................................................. - 7 -

4进度安排 ........................................................................................................................................ - 8 -

参考文献 ..................................................................................................................................... - 9 -

指导教师意见 ................................................................................................................................. - 10 -

北京科技大学天津学院本科生毕业设计(选题报告)

_______________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________ - 1 - 1文献综述

扩频通信，即扩展频谱通信（Spread Spectrum Communication）与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式，它是上世纪40年代发展起来的一种技术，用来为战争环境下的军队提供可靠安全的通信。20世纪50年代，美国麻省理工学院研究成功NO MAC系统(Noise Modulation and

Correlation System）,成为了扩频通信研究发展的开端。时至今日，随着民用、军用通信事业的发展，频带拥挤的矛盾日益突出。而信号处理技术、大规模集成电路和计算机技术得发展，推动了扩频通信理论、方法、技术等各方面的研究发展和应用普及。

扩频通信主要有以下几种方式：直接序列扩频（DS）、跳频（FH）、跳时（TH）及混沌扩频等。由于跳频通信的抗截获、抗干扰能力强，保密性能好，在军事抗干扰通信中得到广泛运用。20世纪 70年代，第一台跳频收音机的诞生，标志着跳频通信的开始。80年代跳频主要用于世界各国的军事装备中，人们认为，“广泛使用跳频电台，是80年代VHF频段无线通信发展的主要特征”，90 年代，跳频通信的应用拓展到民用领域。蓝牙跳频通信就是一个典型的例子，可以广泛应用于局域网络中各类数据及语音设备，如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话和高品质耳机等，蓝牙技术将上述设备连成一个微微网(Piconet),从而实现各类设备之间随时随地进行通信。文献[3]中采用了一种基于时钟和地址的蓝牙跳频序列。由于引入跳频技术能够抗干扰，提高网络质量，它在实际中的应用日益广泛。例如MOTOROLA公司的GSM900设备中，就使用了跳频技术。

研究提高抗干扰的方法，对保障军事通信的可靠性具有重要意，同时，随着通信技术的广泛运用，跳频技术在民用领域也越来越受重视。因此，分析和研究跳频通信系统及其仿真结果具有重要的现实意义。

1.1本课题国外研究进展

国外自六十年代起就对跳频体制的理论和技术进行了研究，七十年代即研制出实用的跳频电台，到了八十年代，跳频电台己成为世界各主要国家的重要通信装备。随着调制技术、编码技术、微电子技术、特别是DSP技术和计算机网络技北京科技大学天津学院本科生毕业设计(选题报告)

_______________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________ - 2 - 术的迅速发展，跳频技术在90年代又有了新的发展，目前正向自适应、高速、变速率和宽带的方向发展。

1.1.1高速短波跳频电台

现在美国Sanders 公司的CHESS 高速短波跳频电台已经实现了5000跳/秒的跳频速率，最高数据数率可达到19200bps。此外，CHESS跳频电台与一般的跳频电台还有所不同，它以DSP 为基础，采用了差动跳频（DFH)技术。通过现代数字处理技术，CHESS跳频电台较好解决了短波系统带宽有限(导致数据速率低的原因)、信号间相互干扰、存在多径衰落等的问题。同时，它的瞬时信号带宽很窄，对其它信号的影响很小。可以看到，实现更高跳速、更高数据速率的跳频电台正是跳频通信系统的未来发展方向，软件无线电的概念也已逐渐应用到新型的跳频电台中。

1.1.2基于组网中的跳频技术

加拿大Laval 大学提出了在光纤网络中应用快跳频技术。该系统利用Bragg

光栅替代传统跳频系统中的频率合成器，跳速达到10G数量级。系统在30个用户，比特误码率为10-9的条件下，数据速率为500Mb/s。与采用非相干DS/CDMA

技术的光纤网络相比，同时有相同数量的用户使用时，FFH/CDMA系统的比特误码率明显优于DS/CDMA 系统。

1.1.3 TRC-1600背负电台

南非Grinel通信公司生产的TRC-1600背负电台是一种多速率(慢、中、快)多波形抗干扰电台，该公司推出的另一种TRC-1600多模式背负电台具有可变跳频带宽(5MHz一175MHz)和可变跳速(4-33Hz (SSB)，70Hz (FM/AM ))功能，同时还有智能AFC(自动频率控制)、AGC(自动增益控制)等功能。

合集下载

通信111 兰森莹 2011120681 课程设计

淮海工学院

课程设计报告书

课程名称：通信系统的计算机仿真设计

题目：GSM通信系统性能分析与MATLAB仿真

系（院）：电子工程学院

学期： 2013-2014-2

专业班级：通信 111

姓名：兰森莹

学号： 2011120681

评语：

成绩：

签名：

日期：课程设计报告书专用纸

第 1 页共20 页 GSM通信系统性能分析与MATLAB仿真

1 绪论

1.1 研究背景与研究意义

GSM是为了解决欧洲第一代蜂窝系统的四分五裂的状态而发展起来的基于TDMA（时分多址）的数字移动通信系统。在GSM之前，欧洲各国在整个欧洲大路上采用了不同的蜂窝标准，用户不能用一种制式的移动台在整个欧洲进行通信，并且模拟网本身的弱点是的它的容量受到限制。作为欧洲一个数字蜂窝移动通信标准的GSM系统于1991年正式在欧洲面世。与第一代移动通信相比，GSM突出的特点是保密性好、抗干扰能力强、频谱效率高和容量大。

GSM系统由移动台(MS）、网络子系统(NSS)、基站子系统（BSS）、操作子系统（OSS）四个分系统组成，各分系统之间都有定义明确且详细的标准化接口方案，保证任何厂商提供的GSM系统设备可以互连。同时，GSM系统与各种公用通信网也都详细定义了标准接口规范，使GSM系统可以与各种公用通信网实现互连互通。GSM系统除了可以开放基本的话音业务外，还可以开放各种承载业务、补充业务以及与ISDN相关的各种业务。系统采用FDMA/TDMA及跳频的复用方式，频率复用率高。GSM系统具有较强的鉴权和加密功能，能确保用户和网络的安全需求。目前我国的移动通信网时以GSM系统为基础的网络，并成为拥有GSM移动用户最多的国家。GSM技术在很长一段时间内仍将占据我国通信系统的主导地位，为了更深层次了解此系统现进行GSM通信系统性能分析与Matlab仿真设计。

无线通信原理-基于matlab的ofdm系统设计与仿真

基于matlab的ofdm系统设计与仿真

摘要

OFDM即正交频分复用技术，实际上是多载波调制中的一种。其主要思想是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到相互正交且重叠的多个子载波上同时传输。该技术的应用大幅度提高无线通信系统的信道容量和传输速率，并能有效地抵抗多径衰落、抑制干扰和窄带噪声，如此良好的性能从而引起了通信界的广泛关注。

本文设计了一个基于IFFT/FFT算法与802.11a标准的OFDM系统，并在计算机上进行了仿真和结果分析。重点在OFDM系统设计与仿真，在这部分详细介绍了系统各个环节所使用的技术对系统性能的影响。在仿真过程中对OFDM信号使用QPSK调制，并在AWGN信道下传输，最后解调后得出误码率。整个过程都是在MATLAB环境下仿真实现，对ODFM系统的仿真结果及性能进行分析，通过仿真得到信噪比与误码率之间的关系，为该系统的具体实现提供了大量有用数据。

- 1 -

第一章 ODMF系统基本原理

1.1多载波传输系统

多载波传输通过把数据流分解为若干个子比特流，这样每个子数据流将具有较低的比特速率。用这样的低比特率形成的低速率多状态符号去调制相应的子载波，构成了多个低速率符号并行发送的传输系统。在单载波系统中，一次衰落或者干扰就会导致整个链路失效，但是在多载波系统中，某一时刻只会有少部分的子信道会受到衰落或者干扰的影响。图1,1中给出了多载波系统的基本结构示意图。

图1-1多载波系统的基本结构

多载波传输技术有许多种提法，比如正交频分复用(OFDM)、离散多音调制(DMT)和多载波调制(MCM)，这3种方法在一般情况下可视为一样，但是在OFDM中，各子载波必须保持相互正交，而在MCM则不一定。

1.2正交频分复用

OFDM就是在FDM的原理的基础上，子载波集采用两两正交的正弦或余弦函

基于MATLAB的OFDM系统设计与仿真

何小雨

【摘要】OFDM技术因能大幅提升通信系统的信道容量和传输速率、有效抑制多径衰落和抵抗码间干扰,成为无线通信的核心技术.基于LTE系统物理层所使用的OFDM技术,分析子载波正交性原理和调制过程,基于Simulink构建了一个OFDM系统用于仿真.在搭建好系统后通过改变信道编码模块来模拟不同信道编码方式,通过对误码率的观察得到结论:众多信道编码方式中能使系统误码率最低的是LDPC编码,将其广泛应用于OFDM通信系统后可使系统性能更优异.

【期刊名称】《延安大学学报（自然科学版）》

【年(卷),期】2018(037)003

【总页数】5页(P51-55)

【关键词】正交频分复用;系统仿真;信道编码;误码率

【作者】何小雨

【作者单位】四川大学电气信息学院,四川成都610064

【正文语种】中文

【中图分类】TN919.1

正交频分复用(OFDM)技术具有频率利用率高、抗衰落能力强、适合高速数据传输、抗码间干扰能力强等优点。近年来，在数字电视、无线局域网、移动通信、电力线通信等领域，OFDM作为一种高效的无线传输技术得到了广泛的应用[1]。虽然OFDM技术具有很强的抗衰落能力，但在无线通信的传输环境下，其避免不了一些子载波因深度衰落导致系统的误码率上升。为了防止这种情况的发生，可以将OFDM技术与信道编码相结合，利用信道编码检错并纠错的功能，提高OFDM系统的可靠性。当下，各种信道编码技术如分组码、卷积码、RS码(Reed-Solomon Code)和Turbo码等已经广泛应用于OFDM系统中，还有一种具有更强的纠错能力的低密度奇偶校验码(LDPC)也被预期能够取得良好的系统性能[2]。但各种层出不穷的编码方式在带来方便的同时，也造成了实际应用时选择困难的问题。本文计划将已出现的信道编码技术进行仿真，通过比较最终的误码率来得到性能最优的一种编码方式。

扩频技术开题报告

篇一：混合扩频开题报告

一、研究背景及意义

扩频通信与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信是利用与传输数据（信息）无关的码将被传输信号的频谱扩展，使之占有远远超过被传送信息所必需的最小带宽。由于扩频通信具有很强的抗干扰能力、低截获概率性、较高的距离分辨能力和多址复用等优点，使得扩频通信技术得到了日益广泛的应用。从20世纪20年代到第二次世界大战期间，许多系统就已经具有了扩频的基本特征；到20世纪80年代，它已广泛应用于各种战略和战术。随着通信技术的发展和新器件的出现，使得扩频技术成为了数字移动通信、卫星通信和电子战通信反对抗中一种重要手段。除军事通信外，扩频通信技术也广泛应用于跟踪、导航、测距、雷达、遥控等各个领域。在民用通信领域，无线移动通信、室内无线通信和第三代个人移动通信的都广泛采用扩频通信技术。扩频通信在军用和民用上的应用前景引起了人们极大的兴趣和高度的重视。

扩频通信在40年代就提出来了，但真正的研究是50年代中期在美国开始的。美国军事机关发现，在存在强干扰的情况下，一般的通信方式很难准确的检测出发送方的信号，同时，对通信保密性的要求也越加强烈。50年代，美国麻省理工学院成功研究出nomac系统，成为扩频通信研究发展的开端，从此，扩频通信被广泛应用于军事通信、卫星通信等军事领域。60年代以后，随着民用通信的不断发展及军事产品向民用产品的转化，进一步推动了扩频通信在理论、方法和技术等各方面的研究发展和普及应用。

直接序列扩频由于其能够重复使用频谱的优点，促进了cdma技术的发展，is95就是直接序列扩频cdma技术在民用通信中的一个应用范例。美国的卫星通信an-usc-28、跟踪和数据中继卫星系统(tdrss)和全球定位系统(gps)也都采用了直接序列扩频技术。

跳频以其很强的抗干扰能力和在宽扩频带宽方面的实用性，在军事上得到广泛的应用。自70年代末第一部跳频电台问世后，到80年代，跳频电台普遍装备到世界各国军队中。美国sincgars-v和milstar系统都采用了跳频技术。

基于Simulink的跳频通信系统同步过程建模与仿真

赵龙华;王振华

【期刊名称】《舰船电子工程》

【年(卷),期】2012(032)009

【摘要】在Simulink／Matlab环境下建立了含有同步过程的完整跳频通信系统模型。该模型采用了实际跳频通信中常用的同步头和时间信息（TOD）相结合的方法。仿真实验结果表明，该模型能较好模拟跳频系统各部分功能，完整再现跳频系统同步过程，为进一步开展对跳频系统的研究提供了一种有效的平台。

【总页数】4页(P87-90)

【作者】赵龙华;王振华

【作者单位】空军预警学院研究生管理大队,武汉430019 95112部队,佛山528000;空军预警学院五系,武汉430019

【正文语种】中文

【中图分类】TN914.41

【相关文献】

1.基于HLA/Simulink的跳频通信对抗仿真系统开发 [J], 李军;张文明;王雪松

2.基于Simulink的跳频通信同步字头法仿真 [J], 焦樑;窦秀娟;邝育军

3.基于 Simulink 的高速跳频通信系统仿真 [J], 丁凯

4.基于Simulink的对偶序列跳频通信链路及门限设计仿真 [J], 孟庆斌;全厚德;朱世磊

5.基于Simulink的对偶序列跳频通信链路设计仿真 [J], 孟庆斌;全厚德;杜雪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买

MSK

【摘要】为了对2FSK相位不联系，频带利用率低等不足之处进行改进，提出了最小频移键控MSK。本文通过研究最小频移键控MSK系统调制解调的工作原理及其功率谱，并给出基于MATLAB软件环境的仿真实现。阐述了MSK是一种相位连续、包络恒定并且占用带宽最小的二进制正交2FSK信号，得到了MSK的频率间隔1/2Ts为2FSK的最小频率间隔。

【关键词】 MSK MATLAB 仿真调制解调

一、MSK简介 ................................................................................................................. 3

二、设计原理................................................................................................................... 3

1、基本原理 ............................................................................................................. 3

2、调制解调原理 ...................................................................................................... 4

1、原理框图 ...................................................................................................... 4

2、原理 ............................................................................................................. 4

基于Simulink的OFDM-FH通信系统仿真

龙源期刊网

基于Simulink的OFDM-FH通信系统仿真

作者：陈长兴巩林玉牛德智

来源：《现代电子技术》2010年第07期

摘要:在介绍基于正交频分复用技术的跳频系统(OFDM-FH)原理的基础上,利用Matlab/Simulink工具搭建了基于OFDM-FH系统的仿真链路平台。通过分析在Rayleigh多径衰落信道和高斯噪声信道下的仿真结果,比较了OFDM-FH系统与常规OFDM系统、传统跳频系统的误码率性能。

关键词:跳频; 正交频分复用; Simulink; Rayleigh多径衰落

中图分类号:TN911 文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2010)07-0050-03

Simulation on OFDM-FH Communication System Based on Simulink

CHEN Chang-xing, GONG Lin-yu, NIU De-zhi

(Science Institute, Air Force Engineering University, Xi’an 710051, China)

Abstract: The theory of OFDM technique and FH communication system are introduced firstly,

then the Matlab/Simulink toolbox is used to set up a simulation model for OFDM-FH system

simulation. The model is validity proved by the simulation results in Rayleigh and AWGN channels

基于Matlab的数字通信系统调制解调研究毕业论文设计

成一些子系统，再利用这些子系统来构造整个系统。

Simulink模块库包含有Sources（输入源）、Sinks（输出方式）、Linear（线性环节）、Nonlinear（非线性环节）等具有不同功能的SIMULINK库模块，而且每个子模型库中包含相应的功能模块，用户可以根据特定的需要创建自己的模块。

我们可以通过Matlab命令来打开Simulink模型并进行仿真。在Matlab命令窗口中，使用open lizila.mdl，然后使用sim(lizila.mdl)就可以启动对模型lizila.mdl的仿真，实现Simulink仿真的自动化[5]。

Matlab提供了许多途径用于与Simulink的数据交互，从而实现Matlab编程与Simulink模型相结合的综合仿真，使仿真更为人性化，满足使用者的不同需求[6]。

第三章数字通信系统

3.1数字通信系统的概念

数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统，相比模拟通信系统，具有频谱利用率高，能够提供多种业务服务，抗噪声、抗干扰、抗多径衰落能力强，能实现更加有效、灵活的网络管理和控制，便于实现通信的安全保密，可降低设备成本以及减小用户手机的体积和重量等优点[7]。因此，数字通信的发展速度已明显超过模拟通信，成为当代通信技术的主流。

数字通信设计主要有信源编码与译码、信道编码与译码、数字调制与解调、同步以及加密与解密等许多技术问题。 3.2数字通信系统的组成

1．信源的作用是把各种消息转换成原始的电信号，模拟信源输出的是连续的模拟信号，数字信源输出的是离散的数字信号，模拟信源送出的信号经数字化处理后可变为数字信号。

2．信源编码有提高信息传输的有效性和完成模/数（A/D）转换两个基本功能。提高信息传输有效性即通过其中一种数据压缩技术减少码元数目和降低码元速度，完成模/数转换即信源编码器将信源给出的模拟信号转换成数字信号。信源译码是信源编码的逆过程。

基于Matlab软件的蓝牙跳频改进算法

频改进算　～技＝术＝交＝流～　维普资讯发生碰撞的概率尽可能小。　（３）序列周期应该很长，要有良好的随机性；跳频　序列的数量要尽可能多，以实现码分多址。　（４）各频隙在一个序列周期中出现的概率在正常情　况下应该相等，保证序列具有良好的均匀性。　（５）跳频序列可以方便、迅速地切换【１】。　２原系统跳频方案　原系统ＭＡＴＬＡＢ仿真模块如图１所示：跳频发生子模　块根据Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ￣频算法产生跳频序列，该序列通过跳　频频率发生器控制着信号的跳频顺序。干扰发生子模块　中，任一时刻都不停的随机产生干扰，干扰值均为取自７９　个跳频频率的随机频率，若某一时刻产生的干扰频率和当　前跳频频率正好一样，该干扰频率才有可能对信号传输造　成干扰，赋予一定的干扰幅度后把它和已调信号一起输入　加性高斯信道，模拟干扰。信号源经副载波调制后，再通　过时钟和蓝牙设备地址所产生的跳频序列进行跳频调制，　和干扰信号一起通过高斯信道团。　图１原系统通信仿真模型　３　改进系统跳频方案及性能分析　ＢＩｕｅｔ００ｔｈ跳频算法由于在２．４ＧＨｚ频段具有太多不可　预测的干扰源，跳频频率和干扰频率发生碰撞的概率仍然　不小。改进方案的设计思想是：假设存在干扰频率Ｇ，我　们在当前的跳频时隙根据Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ￣频算法得到下一时　隙的跳频频率，并将该频率和干扰频率进行比较，如果两　频率相等，就将下一时隙的跳频频率加上一个偏移量，使　之跳离这个频段，这样当下一时隙到来时，该时隙的跳频　频率就已经跳离了干扰频率，不会受到干扰；如果比较结　果不相同，则不对下一时隙跳频频率作改动。在干扰频率　不存在的时候，改进方案和原跳频方案一致吲。　图２改进系统通信仿真模型　自适应跳频系统改进仿真模块，仿真模型如图２所　示，和原系统的仿真模块相比，改进系统的模块增加了干　扰比较克服子模块情况下，改进后的系统可以完全跳离干　扰频率，克服了所有定频干扰，抗干扰能力大大提高。再　对随机频率随机幅度干扰下的系统进行仿真，仍然假设所　有的时间内，系统都产生随机产生取自７９个跳频频率的干　扰频率，干扰幅度大小也随机产生，对系统进行１００　０００　步跳变，仿真结果如图３所示：其中横坐标表示第５　０００到　１０　０００步跳变，纵坐标表示干扰信号的幅度；后一图表示　了实际上对系统造成的干扰，其中横坐标表示第５　０００到　１０　０００步跳变，纵坐标表示输入信号和输出信号的差值，　若差值不为０，说明该时隙的干扰信号对信号的传输造成　了干扰。根据仿真结果显示，我们发现对于变频干扰，改　进系统相对于原有系统抗变频干扰能力有了很大的提高，　克服了大部分的干扰，平均误码率只有０．００２９００，大大　减少原系统误码率。两路解调误码率对比如图４所示：图　中横坐标表示系统仿真的跳变步数，纵坐标表示在不同的　跳变步数下系统的误码率。上面一条线表示原系统的误码　率，下面一条线表示改进后系统的误码率　。　２００７．６　广东通信技术　圜　困　圆　园　

基于Matlab Simulink的2FSK调制解调仿真设计

摘要 ··························································································· 2

第一章前言 ··············································································· 3

1.1 专业设计任务及要求 ··································································· 3

1.2 MATLAB简介 ············································································ 3

1.3 MATLAB下的SIMULINK简介 ························································· 3

1.4 通信系统模型 ··········································································· 4

第二章 FSK调制解调原理及MATLAB仿真 ················································ 5

2.1 FSK信号产生原理 ······································································ 5

2.1.1 2FSK信号的产生： ································································ 5

2.1.2 2FSK信号的频谱特性： ·························································· 6

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。