毕业设计课题： 用 MATLAB.ppt

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 课题的主要任务与要求 一 主要任务： 1 熟悉并学习MATLAB编程环境与快跳频 通信技术。 2 利用MATLAB建立一个仿真系统。 二 课题要求： 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。 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。 2 掌握了SIMULINK仿真环境和通信工具箱 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。 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。 快跳频通信系统的结构框图 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。 Gold码实现原理图 快跳频通信系统的仿真 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。 信源产生部分 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。 S－函数的仿真流程 Gold序列真图 伪随机码仿真图 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。 载波频率的初相设为0，频率间隔为32/.1/5,载波频率f1设为 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。 跳频调制部分(二) 1 同步技术的实现 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。 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 跳频调制仿真图 (每个码元实现一次跳频)