基于matlab的跳频通信系统的仿真与设计

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实践教学

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兰州理工大学

计算机与通信学院

2014年秋季学期

通信综合训练课程设计

题 目： 跳频通信系统的研究与仿真 专业班级： 姓 名：

学 号： 指导教师： 成 绩：

摘要

跳频通信系统是一种典型扩展频谱通信系统，它在军事通信、移动通信、计算机无线数据传输和无线局域网等领域有着十分广泛的应用，已成为当前短波保密通信的一个重要发展方向。

本文介绍了跳频通信系统的基本工作过程，从跳频系统的结构组成、工作原理、主要技术指标、跳频通信系统的解跳和解调等方面阐述了跳频通信基本原理,并对跳频通信系统的抗干扰技术及其性能进行了仿真研究和理论分析。本文从理论上分析了跳频通信系统的抗干扰性能,其组成部分包括信号生成部分、发送部分、接收部分、判决部分、跳频子系统模块五个部分,并以2FSK系统为例,给出了上述通信干扰样式下的误码率理论

基于Matlab的直序列和跳频扩频通信系统仿真

一、实验目的

根据通信理论知识熟练的运用MATLAB进行直序列扩频和跳频扩频的仿真研究。

二、实验内容

1.Matlab/simulink通信系统仿真。

2.用matlab实现直序列扩频和跳频扩频。

三、实验平台

硬件平台：笔记本电脑

软件平台：windows XP操作系统、Matlab R2014a

四、扩频通信

（一）理论基础

通信技术和通信理论的研究，是围绕着通信系统的有效性和可靠性这两个基本问题开展的。所以，有效性和可靠性是设计和评价一个通信系统的主要性能指标。

有效性，是指通信系统传输信息效率的高低。这个问题是讨论怎样以最合理、最经济的方法传输最大数量的信息。在模拟通信系统中，多路复用技术可提高系统的有效性。显然，信道复用程度越高，系统传输信息的有效性就越好。在数字通信系统中，由于传输的是数字信号，因此传输的有效性是用传输速率来衡量的。

可靠性，是指通信系统可靠地传输信息。由于信息在传输过程中受到干扰，收到的与发出的信息并不完全相同。可靠性就是用来衡量收到信息与发出信息的符合程度。因此，可靠性决定于系统抵抗干扰的性能，也就是说，决定于通信系统的抗干扰性。在模拟通信系统中，传输可靠性是

慢跳频通信系统仿真

一、实验目的

班级：通信111502 姓名：史峻奇 学号：22

班级：通信111502 姓名：唐友田 学号：24 班级：通信111502 姓名：王春颖 学号：25 班级：通信111502 姓名：吴亚凤 学号：26

班级：通信111502 姓名：徐红军 学号：27

了解跳频扩频方式是使伪随机序列控制被数据调制的载波中心频率以一定的速率和顺序在一组频率中随机地跳动，接收端以相应的速度和顺序接收并解调。在跳频系统中，跳频频率的选择是用伪随机码来实现的，且跳频通信的几十个甚至上千个频率由所传信息与伪随机码的组合进行控制。由于系统的工作频率在不停的跳变，在每个频点上停留的时间仅为毫秒或微秒级。

二、慢跳频通信系统的

慢跳频通信系统仿真

一、实验目的

班级：通信111502 姓名：史峻奇 学号：22

班级：通信111502 姓名：唐友田 学号：24 班级：通信111502 姓名：王春颖 学号：25 班级：通信111502 姓名：吴亚凤 学号：26

班级：通信111502 姓名：徐红军 学号：27

了解跳频扩频方式是使伪随机序列控制被数据调制的载波中心频率以一定的速率和顺序在一组频率中随机地跳动，接收端以相应的速度和顺序接收并解调。在跳频系统中，跳频频率的选择是用伪随机码来实现的，且跳频通信的几十个甚至上千个频率由所传信息与伪随机码的组合进行控制。由于系统的工作频率在不停的跳变，在每个频点上停留的时间仅为毫秒或微秒级。

二、慢跳频通信系统的

目录

一、实训目的····································2 二、实训内容摘要································2 三、正文········································2 第一部分

（1）、实训的原理································2 （2）、模型设计以及对模型的解释··················4 （3）、设计和实验结果解释························8 第二部分

（1）、实例二仿真································10 （2）、实例三仿真································11 四、设计体会····································13 五、参考文献····································14

1

一、实训目的

目的是使学生将通信原理的基本理论与通信的工程应用紧密结合起来。通过该课程设计，要求学生能运用通信原理的理论和Simulink仿真工具来设计通信系统，计算通信系

目录

一、实训目的····································2 二、实训内容摘要································2 三、正文········································2 第一部分

（1）、实训的原理································2 （2）、模型设计以及对模型的解释··················4 （3）、设计和实验结果解释························8 第二部分

（1）、实例二仿真································10 （2）、实例三仿真································11 四、设计体会····································13 五、参考文献····································14

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一、实训目的

目的是使学生将通信原理的基本理论与通信的工程应用紧密结合起来。通过该课程设计，要求学生能运用通信原理的理论和Simulink仿真工具来设计通信系统，计算通信系

利用MATLAB实现跳频通信系统

摘要：随着无线通信不断快速的发展，跳频调制技术越来越受到人们的重视。跳频通信是一种具有较强抗干扰能力的通信体制。其工作原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式，即通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。跳频技术是一种具有高抗干扰性、高抗截获得能力的扩频技术。由于它的技术优势，跳频技术不仅在军事通信领域得到广泛的运用，在民用领域也有很好的表现。

本课题要求构建蓝牙跳频通信系统的各组成模块，包括信号传输，信号接收，谱分析和误码分析部分，了解和熟悉蓝牙跳频系统的特点，分析系统的运行及性能。主要研究方法是MATLAB软件进行蓝牙跳频通信系统的仿真，通过各组成模块的连接与封装，运行并分析结果。

关键词：蓝牙，跳频，MATLAB，无线通信

Realize Frequency Hopping Communication System Based on

MATLAB

Abstract：With the rapid development of the wireless communications, people pay more and more attention to fr

利用MATLAB实现跳频通信系统

摘要：随着无线通信不断快速的发展，跳频调制技术越来越受到人们的重视。跳频通信是一种具有较强抗干扰能力的通信体制。其工作原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式，即通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。跳频技术是一种具有高抗干扰性、高抗截获得能力的扩频技术。由于它的技术优势，跳频技术不仅在军事通信领域得到广泛的运用，在民用领域也有很好的表现。

本课题要求构建蓝牙跳频通信系统的各组成模块，包括信号传输，信号接收，谱分析和误码分析部分，了解和熟悉蓝牙跳频系统的特点，分析系统的运行及性能。主要研究方法是MATLAB软件进行蓝牙跳频通信系统的仿真，通过各组成模块的连接与封装，运行并分析结果。

关键词：蓝牙，跳频，MATLAB，无线通信

Realize Frequency Hopping Communication System Based on

MATLAB

Abstract：With the rapid development of the wireless communications, people pay more and more attention to fr

摘 要

差分跳频是近年来出现的一种新型扩频通信技术，它集跳频图案、信息调制与解调功能于一体，构成与传统跳频技术完全不同的技术体制。差分跳频凭借其具有数字化程度高、传输范围广、极易实现高跳速和高数据率、抗跟踪干扰能力强等优点，在现在通信，特别是军事通信中得到了广泛应用，是近些年来的研究热点。

跳频通信技术凭借其具有很强的抗搜索、抗截获、抗干扰能力，兼有能多址组网应用等诸多优点,在现代军事通信尤其在短波战术抗干扰电台中获得了广泛的应用。但因短波信道存在着严重的多径干扰和多种衰落，使得传统短波跳频通信数据传输速率不高。加之传统短波通信设备的带宽窄，换频调谐速度较慢，使得传统跳频通信在短波波段的应用受到了限制。为了克服传统跳频通信的种种不足，差分跳频通信应运而生。

在差分跳频系统中，对发送数据进行频率编码，利用频率之间的转换关系来传递信息；接收端也是根据频率之间的关系来还原数据信息，这正是差分跳频区别于常规跳频最重要的一点。为此，本文在对差分跳频通信的发展现状分析基础上，重点研究了了差分跳频通信的基本原理及系统组成。针对G函数算法、G-1函数算法及FFT检测等进行了详细的分析与研究。最后，在理论研究基础上，进行了基于MATLAB的差分跳频通信仿真系统

双音多频（DTMF）通信设计的MATLAB仿真

摘要：讨论以MATLAB作为仿真工具产生DTMF信号，并用FFT算法、DFT算法、卷积法及迭代法来对DTMF信号进行解码。

关键词：FFT；DFT；频谱分析；卷积；滤波；差分方程；MATLAB

0 引 言

双音多频(DTMF:Double Tone Multi-Frequency)是按键电话通信，也广泛应用于电子邮件和银行系统中。用户可从电话发送DTMF信号来选择菜单进行操作。DTMF信号容易用软件产生和解码。MATLAB是一个高度集成的软件系统，通过交互式的命令（语句）可以十分简便地实现许多复杂的数值计算。

本文采用MATLAB作为仿真工具产生DTMF信号，并用FFT算法、DFT算法、卷积法及迭代法来对DTMF信号进行解码，由此得出：时域和频域是研究信号的两个窗口，其中信号处理大都在时域中进行，而信号分析往往在频域中比较方便直观。且数字信号处理技术中的DFT、FFT、卷积、滤波、差分方程这几个概念之间有内在联系。

1 DTMF信号的产生

DTMF是数字音频信号，在DTMF通信系统中共有8个频率，分为4个高频音和4个低频音，用一个高频音和一个低频音的组合表示一个信号