跳频扩频通信系统

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

课程设计报告

作者姓名 指导教师 学科专业 班级学号 所在学院 论文提交日期 报告成绩

罗智聪 黄敏 电气信息工程 200830230244 电力学院 2012-1

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目 录

《电力通信》课程设计任务书 ............................................... 3 第一章 绪论 ............................................................. 5 1.1 课程设计目的和意义 ...................................................................................................... 5 1.2 设计主要内容 .................................................................................................................. 5 第二章 理论分析与设计 .........................................

扩频通信中的多普勒频移及补偿方法 一 多普勒频移概述

在高动态环境下，运动的载体存在速度、加速度，这将导致在通信过程中载波存在多普勒频移。当发射源和接收者之间有径向运动时，接收到的信号频率将发生变化，这就是多普勒效应。这一现象首先在声学上由澳大利亚物理学家多普勒(J.Doppler)于1842年发现，1930年左右开始将这一规律应用于电磁波领域。 常用信号为窄带信号(带宽远小于中心频率)，其发射信号可以表示为：

其中，Re表示取实部，u(t)为调制信号的复

包络，

w0

为发射角频率。则自由目标反射的回波信号为：

] 其中，为回波滞后于发射信

号的时间，其中R为收发双方间的距离，c为电磁波的传播速度（光速），k为回波的衰减系数。

当目标和基站之间没有相对运动时，则距离R为常数。回波与发射信号之间有固定相位差

，它是电磁波往返于基站

与目标之间所产生的相位滞后。而当目标与基站站之间有相对运动时，则距离R随时间变化。设目标和基站作匀速相向运动，则在时间t时刻目标与信源间的距离R(t)为：其中，R0为t=0时的距离，vr为目标和基站的相对径向运动速度。

由于通常基站和目标间的相对运动速度vr远小于电磁波速度c，故时延可近似为：相位差为：

2c

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

扩频通信中的多普勒频移及补偿方法 一 多普勒频移概述

在高动态环境下，运动的载体存在速度、加速度，这将导致在通信过程中载波存在多普勒频移。当发射源和接收者之间有径向运动时，接收到的信号频率将发生变化，这就是多普勒效应。这一现象首先在声学上由澳大利亚物理学家多普勒(J.Doppler)于1842年发现，1930年左右开始将这一规律应用于电磁波领域。 常用信号为窄带信号(带宽远小于中心频率)，其发射信号可以表示为：

其中，Re表示取实部，u(t)为调制信号的复

包络，

w0

为发射角频率。则自由目标反射的回波信号为：

] 其中，为回波滞后于发射信

号的时间，其中R为收发双方间的距离，c为电磁波的传播速度（光速），k为回波的衰减系数。

当目标和基站之间没有相对运动时，则距离R为常数。回波与发射信号之间有固定相位差

，它是电磁波往返于基站

与目标之间所产生的相位滞后。而当目标与基站站之间有相对运动时，则距离R随时间变化。设目标和基站作匀速相向运动，则在时间t时刻目标与信源间的距离R(t)为：其中，R0为t=0时的距离，vr为目标和基站的相对径向运动速度。

由于通常基站和目标间的相对运动速度vr远小于电磁波速度c，故时延可近似为：相位差为：

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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

扩频通信中的多普勒频移及补偿方法 一 多普勒频移概述

在高动态环境下，运动的载体存在速度、加速度，这将导致在通信过程中载波存在多普勒频移。当发射源和接收者之间有径向运动时，接收到的信号频率将发生变化，这就是多普勒效应。这一现象首先在声学上由澳大利亚物理学家多普勒(J.Doppler)于1842年发现，1930年左右开始将这一规律应用于电磁波领域。 常用信号为窄带信号(带宽远小于中心频率)，其发射信号可以表示为：

其中，Re表示取实部，u(t)为调制信号的复

包络，

w0

为发射角频率。则自由目标反射的回波信号为：

] 其中，为回波滞后于发射信

号的时间，其中R为收发双方间的距离，c为电磁波的传播速度（光速），k为回波的衰减系数。

当目标和基站之间没有相对运动时，则距离R为常数。回波与发射信号之间有固定相位差

，它是电磁波往返于基站

与目标之间所产生的相位滞后。而当目标与基站站之间有相对运动时，则距离R随时间变化。设目标和基站作匀速相向运动，则在时间t时刻目标与信源间的距离R(t)为：其中，R0为t=0时的距离，vr为目标和基站的相对径向运动速度。

由于通常基站和目标间的相对运动速度vr远小于电磁波速度c，故时延可近似为：相位差为：

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扩频通信中的多普勒频移及补偿方法 一 多普勒频移概述

在高动态环境下，运动的载体存在速度、加速度，这将导致在通信过程中载波存在多普勒频移。当发射源和接收者之间有径向运动时，接收到的信号频率将发生变化，这就是多普勒效应。这一现象首先在声学上由澳大利亚物理学家多普勒(J.Doppler)于1842年发现，1930年左右开始将这一规律应用于电磁波领域。 常用信号为窄带信号(带宽远小于中心频率)，其发射信号可以表示为：

其中，Re表示取实部，u(t)为调制信号的复

包络，

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为发射角频率。则自由目标反射的回波信号为：

] 其中，为回波滞后于发射信

号的时间，其中R为收发双方间的距离，c为电磁波的传播速度（光速），k为回波的衰减系数。

当目标和基站之间没有相对运动时，则距离R为常数。回波与发射信号之间有固定相位差

，它是电磁波往返于基站

与目标之间所产生的相位滞后。而当目标与基站站之间有相对运动时，则距离R随时间变化。设目标和基站作匀速相向运动，则在时间t时刻目标与信源间的距离R(t)为：其中，R0为t=0时的距离，vr为目标和基站的相对径向运动速度。

由于通常基站和目标间的相对运动速度vr远小于电磁波速度c，故时延可近似为：相位差为：

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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

课后习题参考答案

第一章

1-1、在高斯白噪声干扰的信道中，信号传输带宽为16KHz，信噪比为4，求信道的容量C。在此信道容量不变的条件下，分别将信号带宽增加1倍和减小一半，分别求此两种情况系统的信噪比和信号功率的变化值。 解：C?Blog2(1?S)?16000log2(1?4)?37.156bit/s N（1）信道容量不变，带宽增加1倍 信噪比：

S?2C/2B?1?1.23 NC/2B?1)?39.36N0kw 信号功率：S?2BN0(2（2）信道容量不变，带宽减小一半

S?22C/B?1?24.01 NB2C/B信号功率：S?N0(2?1)?192.089N0kw

2信噪比：

1-4、某一高斯白色噪声干扰信道，信道带宽为8kHz，试求在系统信噪比为25dB条件下允许的最大信息传输速率。 解：C?Blog2(1?

1-5、某系统的扩频处理增益Gp为40dB，系统内部损耗LS=2dB，为保证系统正常工作，相关解码器的输出信噪比(S/N)out?10dB，则系统的干扰容限为多少？ 解：Mj?Gp?[LS?(S/N)out]?40?[2?10]?28dB

1-6、某系统在干扰信号的有用信号功率250倍的环境下工作，解码器信号输出信噪比为12dB，