利用MATLAB实现跳频通信系统

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RealizeFrequencyHoppingCommunicationSystemBasedonMATLABAbstract：Withtherapiddevelopmentofthewirelesscommunications,peoplepaymoreandmoreattentiontofrequencyhoppingmodulationtechniques.Frequencyhoppingcommunicationisastronganti-interferencecommunicationsystem.Theworkingprincipleisacommunicationmodewhichreferstothecarrierfrequencythatsendsandreceivesthesignalaccordingtoruletododispersantchange,thatisapplyingthecarrierfrequencyusedincommunicationbypseudo-randomcodecontrolandrandomchangeshopping.Frequencyhoppingtechnologyisaspreadspectrumwithhighanti-interferenceandresistanceability.Frequencyhoppingtechnologynotonlybeingwidelyusedinmilitarycommunicationareas,butalsoincivilianareasduetoitstechniqueadvantages.ThispaperistomakeupcomposedmodulesfortheBluetoothfrequencyhoppingcommunicationsystem,whichincludingsignaltransmission,signalreception,spectralanalysisanderroranalysis,aswellastoknowandhaveadeepunderstandingofthecharacteristicsofthissystem,andalsoincludinganalyzingtheperformanceanditsperformance.ThemainresearchmethodisusingmatlabtomakethesimulationoftheBluetoothfrequencyhoppingcommunicationsystems,runandanalysisresultsbythesimulationofeachofthemodulesconnectionandencapsulation.Keywords:Bluetooth,frequencyhopping,MATLAB,wirelesscommunication目录第一章绪论...............................................................11.1跳频通信形成背景......................................................11.2跳频通信的发展........................................................11.3论文组织结构安排......................................................2第二章跳频通信系统.......................................................32.1跳频技术概述..........................................................32.2跳频的基本概念........................................................32.3产生跳频信号..........................................................32.4跳频信号的发送与接收..................................................42.4.1跳频信号的发送....................................................42.4.2跳频信号的接收.....................................................42.4.3正确接收跳频信号的条件............................................52.4.4跳频信号的波形....................................................62.5跳频通信的优势.......................................................6第三章蓝牙技术...........................................................83.1蓝牙技术概述..........................................................83.2形成背景..............................................................83.3蓝牙技术特点..........................................................93.4、蓝牙技术的运用及其前景..............................................10第四章蓝牙跳频通信系统仿真设计..........................................124.1蓝牙跳频系统各部分介绍...............................................124.1.1信号传输部分....................................................124.1.2信号接收部分......................................................154.1.3频谱分析.........................................................194.1.4误码分析部分......................................................204.2蓝牙通信系统仿真模型.................................................214.3系统运行分析........................................................21第五章结论.............................................................26致谢.......................................................错误!未定义书签。参考文献.................................................................271第一章绪论1.1跳频通信形成背景人们在进行无线通信时总是希望通信能够畅通和保密。然而在通信的过程中经常会碰到一些信道拥塞、窃听、电子干扰等问题。普通的电台无法避开窃听、信道拥塞的问题，因为它使用的是定频的发射和接收。要想解决这些问题，只有运用跳频通信技术。西方军事强国在20世纪中叶就开始相关抗干扰技术的研究，因此跳频通信最先在军事领域得到了发展。20世纪80年代后，跳频通信开始在民生通信领域得到巨大的发展。例如欧洲的GSM系统和法国的SFH900系统就是这方面的杰出代表。1.2跳频通信的发展跳频技术的不断向前发展，使其应用也越来越广泛。战术电台中采用跳频技术的主要目的是提高通信的抗干扰能力。随着科学技术的不断向前的发展，跳频技术也不断地成熟，现在跳频速率和数据速率越来越高。未来跳频通信的发展方向是实现更高跳速和更高数据速率的跳频电台。短波信道有很多自己的特点，它通过分析波段上的频率占有率的方式来避免自然的干扰和短波频谱被大量占用的不利影响。它会自动地改变跳频序列来适应恶劣的环境在90年代，出现基于模糊规则的跳频图案产生器。在这种系统中，由模糊规则以及采样模式来决定系统的输出序列。它可以很大程度上提高系统的抗窃听能力和抗干扰能力，因为当窃听者不知道初始条件、模糊规则、采样模式三者中的任一个时，就不能预测出系统的输出频率，并且与传统的跳频码序列相比较其跳频序列更加均匀。无论是在军事通信领域还是在民用通信领域，跳频通信都有着广泛的发展前景，各国都非常重视这方面的研究。从宏观上看，跳频通信的发展趋势有一下几个方面：跳频通信系统的“死敌”是跳速很高的跟踪式干扰。为了使敌方没有可乘之机，各国竞相发展高速电台，通过加快跳速来提高系统抗跟踪式干扰的能力。（1）优化跳频序列2跳频序列的性能对整体的系统性能至关重要。在跳频通信组网时，其影响着跳频的同步性能和电台自身干扰的大小。（2）全数字化实现现代化战争对通信电台的要求日益增高，科学技术的发展相当的迅速，出现了功能强大的数字信号处理芯片为全数字化实现提供了坚实的基础。.（3）自适应跳频随着通信技术发展，自适应跳频技术广泛的被运用于跳频通信，提高了通信的质量。自适应跳频的指导思想是把干扰和频点相联系，只要系统能够自动改变跳频序列，自动跳到无干扰的频段上，自动识别干扰，那么系统就能够解决频段干扰带来的问题。自适应跳频技术是自适应技术和跳技术相结合的产物，它在改善信噪比和误码率等方面也这无穷的发展潜力。其取代普通的跳频通信电台已经成为一种必然的趋势。1.3论文组织结构安排这篇论文共分五章。第一章：绪论部分，主要介绍了调频通信系统的形成背景和发展情况。第二章：跳频通信系统。重点介绍跳频通信技术的相关原理，技术特点等。第三章：蓝牙技术。介绍了蓝牙技术的相关原理，其技术特点及运用前景等。第四章：蓝牙跳频通信系统仿真设计。着重介绍蓝牙跳频通信系统的仿真实现，主要包括在MATLAB环境下仿真框图的实现以及功能。蓝牙跳频系统仿真模型各个部分的设计原理和设计思路。第五章：结论部分。对本次设计进行总结。3第二章跳频通信系统2.1跳频技术概述跳频是常用的扩频.方式之一，其工作原理是跳频通信系统的收发信号的载波频率受到伪随机变化码得控制而产生随机的变化。从频域的角度上看，跳频信号的频谱在很宽的频带上进行不等间隔的随机跳变。从时域的角度上进行分析，跳频信号