跳频通信系统的matlab仿真文档格式.docx

1、跳频通信是扩频通信的一个分支，它的突出优点是抗干扰性强，很适合军事通信环境。自70年代第一部跳频电台问世以来，其应用发展势头锐不可挡。80年代是跳频电台发展速度最快的十年，世界各国军队普遍装备跳频电台，广泛使用跳频技术是80年代VHF频段军用无线通信发展的主要特征。进入90年代后，跳频技术在军用抗干扰通信领域已相当成熟的同时，跳频通信的应用进一步拓展到民用领域3。其主要原理如图所示：跳频扩频仿真系统框图Figure 1跳频系统框图仿真要求 画出系统中各点处的信号波形； 仿真理想信道下（无噪声、无多径）的系统性能； 仿真高斯白噪声下的系统的信噪比-误码率性能； 仿真多径+高斯白噪声下的系统的信噪

2、比-误码率性能（为简单可设2径）； 信道中出现单频干扰、或窄带干扰、或宽带干扰的情况下，对系统性能的影响。理想信道系统各处波形 原始基带信号 2FSK调制后信号波形及其频谱 跳频图案 跳频后的波形及其频谱 发射信号加高斯白噪声后的信号及其频谱 接收机混频后的波形及其频谱 原始信号，判决前，以及判决后信号原始信号与解调信号的对比：误码率Num = 0Ratio = 高斯白噪声下的系统的信噪比-误码率性能信噪比范围设置：r=-30:5; %信噪比dB系统仿真时间：Elapsed time is 126.527909 seconds.多径+高斯白噪声下的系统的信噪比-误码率性能结论由理想的跳频系统中

3、各处波形以及最后的误码率可以看出系统实现了跳频的功能；当接收信号中加入高斯噪声后，随着信噪比的降低，系统开始出现误码，而且误码率随着系统信噪比的降低而增大，但是系统在信噪比为-5dB以下才会出现误码，说明跳频系统的抗噪声性能很好；当在多径衰落和高斯噪声的系统中仿真时，发现系统的抗噪声性能进一步下降，在信噪比相同的情况下，有多径衰落的系统误码率更高一些；在以上前提下，在系统中加入单频干扰信号后，系统的抗噪声性能进一步下降，在信噪比相同的情况下，误码率进一步升高。部分程序M序列的产生：function seq = Mcreate（ prim_poly ）;prim_poly;connections

4、=de2bi（prim_poly）;% N=length（connections）;tmp1=fliplr（connections）;%con=tmp1（2:N）;m=length（connections）-1;% L=2m-1; % length of the shift register sequence requestedregisters=zeros（1,m-1） 1; % initial register contents% seq（1）=registers（m）; % first element of the sequencefor ii=1:L seq（ii）=registers

5、（m）; tmp2=registers*con; tmp2=mod（tmp2,2）; registers（2:m）=registers（1:m-1）; registers（1）=tmp2;end;end频谱图像的输出：function Plot_f（ SignalFSK ,fs）;nfft=fs+1;Y = fft（SignalFSK,nfft）;PSignalFSK = Y.* conj（Y）/nfft;f = fs*（0:nfft/2）/nfft;plot（f,PSignalFSK（1:nfft/2+1）;xlabel（frequency （Hz）;axis（0 10000 -inf in

6、f）;主体程序：clcclearg=40 ;fs=100000; r=-10;delay=0;sig1=round（rand（1,g）; %产生随机信号源signal1=;for k=1:g %离散点化 if sig1（1,k）=0 sig=-ones（1,1000）; % bit 0设置1000个样点 else sig=ones（1,1000）; % bit 1设置1000个样点 end signal1=signal1 sig;figure（1）plot（signal1）; %画出信号源的时域图像axis（-100 1000*g -1.5 1.5）;title（信号源）T0=200; f0=

7、1/T0;T1=400; f1=1/T1;u0=gensig（sin,T0,1000*g-1,1）;u0=rot90（u0）;u1=gensig（,T1,1000*g-1,1）;u1=rot90（u1）;y0=u0.*sign（-signal1+1）;y1=u1.*sign（signal1+1）;SignalFSK=y0+y1; % 生成的FSK信号figure（2）;subplot（2,1,1）;plot（SignalFSK） ; %FSK信号的时域波形axis（-100 1000*g -3 3）;SignalFSK%FSK信号频谱subplot（2,1,2）;Plot_f（ SignalF

8、SK ,fs）;FSK调制后的频谱% Preparation of 8 new carrier frequenciest1=（0:100*pi/999:100*pi）; %载波1 t2=（0:110*pi/999:110*pi）; %载波2 t3=（0:120*pi/999:120*pi）; %载波3 t4=（0:130*pi/999:130*pi）; %载波4 t5=（0:140*pi/999:140*pi）;t6=（0:150*pi/999:150*pi）; %1000个样点t7=（0:160*pi/999:160*pi）;t8=（0:170*pi/999:170*pi）;c1=cos（t

9、1）; %载波1c2=cos（t2）;c3=cos（t3）; %载波3c4=cos（t4）;c5=cos（t5）;c6=cos（t6）;c7=cos（t7）;c8=cos（t8）;adr1=Mcreate（1001203）;adr1=adr1,adr1（1）,adr1（2）; %用户地址为初始m序列fh_seq1= ;g seq_1=adr1（3*k-2）*22+adr1（3*k-1）*2+adr1（3*k）; fh_seq1=fh_seq1 seq_1; %生成用户载波序列spread_signal1=; %用户一载波help_despread_signal1=; %辅助信号，解调时用fhp

10、=; c=fh_seq1（k）; switch（c） case（0） spread_signal1=spread_signal1 c8; case（1） spread_signal1=spread_signal1 c1; %形成随机载频序列 case（2） spread_signal1=spread_signal1 c2; case（3） spread_signal1=spread_signal1 c3; case（4） spread_signal1=spread_signal1 c4; case（5） spread_signal1=spread_signal1 c5; case（6） spr

11、ead_signal1=spread_signal1 c6; case（7） spread_signal1=spread_signal1 c7; fhp=fhp （500*c+5000）;figure（3）;plot（fhp,*跳频图案freq_hopped_sig1=SignalFSK.*spread_signal1; %跳频扩频调制figure（4）;plot（1:1000*g）,freq_hopped_sig1）; %跳频扩频后的时域信号 axis（-100 1000*g -2 2）;bfit 跳频扩频后的时域信号%扩频调制后的频谱Plot_f（freq_hopped_sig1,fs）;

12、扩频调制后的频谱%加多径s1=freq_hopped_sig1;s=zeros（1,delay） s1（1:（1000*g-delay）;freq_hopped_sig1=freq_hopped_sig1+s;%加高斯白噪声awgn_signal=awgn（freq_hopped_sig1,r,1/2）;%信噪比为r；figure（5）;subplot（2,1,1）plot（1:1000*g,awgn_signal）;bfit 扩频调制后加高斯白噪声的信号subplot（2,1,2）Plot_f（awgn_signal,fs）;扩频调制后加高斯白噪声的信号频谱%解调,相干解调receive_s

13、ignal=awgn_signal.*spread_signal1;%混频%低通滤波cof_band=fir1（64,1000/fs）;signal_out=filter（cof_band,1,receive_signal）;figure（6）1000*g,receive_signal）;bfit 混频后的信号Plot_f（receive_signal,fs）;混频后的频谱figure（7）1000*g,signal_out）;bfit 低通滤波后的信号Plot_f（signal_out,fs）;低通滤波后的频谱%u0u2,k=gensig（u2=rot90（u2）;u3,k=gensig（u

14、3=rot90（u3）;receive_signal0=signal_out.*u2;cof_band=fir1（64,600/fs）;signal_out0=filter（cof_band,1,receive_signal0）;%u1receive_signal1=signal_out.*u3;%接收的信号即为带有高斯白噪声的信号1signal_out1=filter（cof_band,1,receive_signal1）;uout=signal_out1-signal_out0;figure（8）;plot（k,signal1）;原始信源plot（k,uout）;axis（-100 100

15、0*g -4 4）;FSK解调后的信号%-%Sample sentence %抽样判决sentenced_signal=ones（1,g）;for n=1: ut=0; for m=（n-1）*1000+1:1:1000*n; ut=ut+uout（m）; if ut sentenced_signal（n）=0;sentenced_signal_wave=; %输出采样序列波形这里是+1，-1方波 if sentenced_signal（1,k）=0 % 1000 minus ones for bit 0 % 1000 ones for bit 1 sentenced_signal_wave=sentenced_signal_wave sig;figure（9）,subplot（2,1,1）bfit Original Bit Sequenceplot（sentenced_signal_wave）;bfit After Sentenced Bit SequenceNum,Ratio=biterr（sentenced_signal,sig1） %输出的信噪比和误码率