毕业设计课题： 用MATLAB实现 一种快跳频通信系统

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1 毕业设计课题： 用MATLAB实现 一种快跳频通信系统
学生： 马云柱 指导老师：王霞 2002年6月20日 2019/5/16

2 课题的主要任务与要求 一 主要任务： 二 课题要求： 1 熟悉并学习MATLAB编程环境与快跳频 通信技术。
1 实现每个符号两跳的通信系统。 2 跳频点数为N＝32。 3 PN码采用Gold序列。 4 仿真信道采用高斯信道与瑞利衰落信道。 2019/5/16

3 完成的主要任务 1 学习了MATLAB语言的编程，重点学习了利用M文件编写 S－函数来创建自己的SIMULINK仿真模块。
COMMUNICATION BLOCKETS的使用，这两个模块是在进行快 跳频仿真最常使用的模块。 3 用S－函数创建了Gold序列发生器模块。 4 利用Communication blockets 模块构造频率合成器（32） 5 采用同一个扩频脉冲脉冲实现收发端的同步技术。 6 完成了跳频信号的解跳。统计出系统的误码率。 2019/5/16

4 快跳频通信系统 跳频通信系统分为快跳频通信系统和慢跳频通信系 统。在快跳频通信系统中，核心技术是由伪随机码
控制的频率合成器的实现。关键技术是收发两端的 同步，由于控制频率器的码元的伪随机性，因此快 跳频系统具有很强的抗干扰性，可以实现保密通信。 因此在军事领域有着广泛的应用。另外，可以实现 码分多址，因此在CDMA通信技术中得到了广泛的 应用。 2019/5/16

5 快跳频通信系统的结构框图 2019/5/16

6 Gold码的实现 在跳频通信中选择的伪随机码要具有尖锐的自相关 和几乎为零的互相关特性 与m序列相比，Gold序列
的序列数更多，序列的复杂度更大，因此在设计中 采用Gold序列将使系统具有更好的性能。Gold码有 两种实现方法。一种是对应于优选对的两个移位寄 存器串连成2r级的线性移位寄存器；另外一种方法 是将两个移位寄存器并联然后模2加 。本例中采用 的是第二种方法来实现的。它的实现原理图见下页 示。 2019/5/16

7 Gold码实现原理图 2019/5/16

8 快跳频通信系统的仿真 2019/5/16

9 仿真框图介绍 如上页所示，在整个快跳频系统中，包括了信源产 生部分、发送部分、跳频调制部分、信道部分、接
收部分和结果分析部分共六个模块。每个模块都采 用了子系统封装技术。在整个系统中，，核心技术 是伪随机序列的产生和频率合成器的设计，而关键 技术是收发两端的伪随机码元的同步。伪随机码的 产生用S－函数编程来开发自己的SIMULINK模块。 同步的实现是收发两端采用相同的扩频脉冲触发。 2019/5/16

10 信源产生部分 2019/5/16

11 Gold码的实现 在这部分的设计中，Gold码的设计利用S－函数，采用 MATLAB语言编写程序，采用的算法就是根据上面的原理图，
用MATLAB语言参照S－函数的模板程编写一个m序列的生成程 序，参照matlab\toolbox\simulink\blocks下的模板程序设计 然 后构建自己的动态仿真模块。两个模块的输出经过模2加以后 产生Gold序列。在编写m序列的程序时每个模块是否连接到异 或模块进行运算在程序中是用一个poly向量来表示的对于本设 计 ，如果取1表示连接到异或模块，为0则表示不连接。 2019/5/16

12 S－函数的仿真流程 2019/5/16

13 Gold序列真图 2019/5/16

14 伪随机码仿真图 2019/5/16

15 跳频调制部分（一） 1 频率合成器的实现 在设计中，频率合成器输出的频点数为32。即f0、f1 · · ·f31。
100Hz。载波频率的输出由伪随机码生成器输出的随机数控制 伪随机码的输出由扩频脉冲的上升沿触发。每次输出一个0－ 31之间的伪随机数，输出的伪随机数与载波频率相对应，也就 是说如果输出的随机整数是5，则对应的载波频率为f5。以此 类推，实现了传输信号的跳频传输。 2019/5/16

16 跳频调制部分（二） 1 同步技术的实现 2 每个码元内频率跳变次数的确定 在跳频系统的设计中，收发两端的伪随机码元的完全同步是
跳频通信系统的核心技术，在设计中，为了实现收发端的同步， 对于伪随机码元的产生，采用了同一个扩频脉冲触发，从而实 现了两端的完全同步。 2 每个码元内频率跳变次数的确定 因为频率的跳变是由伪随机码控制的，而伪随机码又是由扩 频脉冲来触发的，所以设定扩频脉冲和传输信号不同的频率比 就可以实现每个码元内不同的频率跳变数。 2019/5/16

17 跳频信号的解跳 经过跳频调制的扩频信号到达接收端，接收端采用与发送端完 全同步的伪随机码来进行相关解跳。恢复出原始信号。同步的；
实现是采用与发送端相同的扩频脉冲来实现的。然后将恢复出 的有用信号与信源端的原始信号同时送入误码仪，统计出该跳 频系统的误码率。完成系统的设计 2019/5/16

18 跳频调制仿真图 （每个码元实现一次跳频） 2019/5/16

19 跳频调制仿真图 （每个码元实现两次跳频） 2019/5/16

20 总结 本文是在比较相信介绍了快跳频通信的技术和原理的基础上， 利用Matlab软件实现一种快跳频通信系统，在本次设计中，成
功的实现了跳频系统的核心技术－频率合成器和跳频系统的关 键技术同步技术，当然在实际的通信系统中要复杂的多，不过 它可以为以后更复杂的快跳频系统的DSP实现提供了一种前提 准备和仿真实现。 2019/5/16

21 结束语 各位老师，我的报告结束了， 谢谢大家！ 2019/5/16