楊傳山

摘 要：隨著我國科技的日新月異，隨之而來就產(chǎn)生了很多新型的通信方式，如擴(kuò)展頻譜通信就是其中一種，對(duì)于跳頻通信，它則是擴(kuò)展頻譜通信當(dāng)中的一種，對(duì)于跳頻方面的通信、擴(kuò)展頻譜方面的通信、自適應(yīng)方面的通信、高速數(shù)字方面的通信數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)等，它們是被稱為“九零年代的通信技術(shù)” [1]，并且，在當(dāng)時(shí)也是發(fā)展非?；馃岬耐ㄐ偶夹g(shù)。由于跳頻通信具有其他通信技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢(shì)，如它的抗干擾能力是非常強(qiáng)的，因此，在軍事上面是在廣泛的應(yīng)用跳頻通信技術(shù)的。

關(guān)鍵詞：擴(kuò)展頻譜通信；跳頻通信；Matlab

中圖分類號(hào)：TN914.43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）11（a）-0000-00

1 對(duì)跳頻通信進(jìn)行數(shù)學(xué)模型建立及對(duì)系統(tǒng)原理進(jìn)行描述

對(duì)于跳頻擴(kuò)頻通信，它的基本理論依據(jù)主要是根據(jù)信息論中的Shannon公式來的[4]，下式為它的具體公式描述：

c Blb（1 P / N）

在上式中，對(duì)于參數(shù)c、B、P及N，它們所代表的含義分別如下。其中，N，表示為噪聲功率；c，代表系統(tǒng)的信道容量（bits/s）；P，表示為信號(hào)的平均功率；對(duì)于B，則表示為系統(tǒng)的信道帶寬（Hz）。通過上式可以很明確、很清晰的知道，當(dāng)滿足一定條件（如在一定的信道容量之條件下），可以采用增加信道帶寬的辦法、或者通過減少發(fā)送信號(hào)功率的辦法等，來對(duì)信道的帶寬進(jìn)行減少、或者采取一定的方式來對(duì)信道的容量進(jìn)行提高，這樣就能夠增加發(fā)送信號(hào)方面的功率，更進(jìn)一步，使得信道的容量發(fā)生變化，并且不斷的得到提高 [5]。

對(duì)于跳頻系統(tǒng)，由于它的載波頻率是在不斷發(fā)生變化的，如果想要在接收機(jī)中對(duì)載波相位進(jìn)行跟蹤，很明顯，要實(shí)現(xiàn)該種情況是比較困難的，所以，在一般情況之下，我們是選擇可非相干解調(diào)方式作為跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的調(diào)制方式，并且，該種調(diào)制方式所具有的優(yōu)勢(shì)是其它調(diào)制方式不能夠相比的，而頻移鍵控FSK調(diào)制則是經(jīng)常采用的方式。對(duì)于數(shù)據(jù)載波為a（t），以及數(shù)據(jù)速度Ra，對(duì)它們的取值分別為+1和-1，當(dāng)進(jìn)行移頻鍵控調(diào)制（即頻率偏差為Δf）后，它所輸出的等效低通信號(hào)為b（t）[6]，具體的表達(dá)式如下式1-1所示：

b（t） exp（ j2πa（t ）f ） （1-1）

在跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，我們把偽隨機(jī)序列控制下的瞬時(shí)頻率定義為f（t）[7]，它會(huì)隨著時(shí)間的不斷改變，而對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)頻率f（t）的取值在頻率點(diǎn)fi，i=1，2，3，4…，N上也會(huì)發(fā)生改變[8]。那么，對(duì)于跳頻載波信號(hào)，它的等效低通信號(hào)C（t）如下式：

c（t） exp（j2f （t）） （1-2）

對(duì)于跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，它主要是以跳頻載波來實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)的頻率進(jìn)行搬移的一個(gè)過程[9]，通過這樣一個(gè)過程，則跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng)所輸出的等效低頻信號(hào)d（t）如下式1-3所示；

d（t） b（t）c （t）

exp（j2（a（t）f f （t））） （1-3）

在跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)的接收端，采用同步偽隨機(jī)碼控制的頻率、以及偽隨機(jī)變化的載波和接收信號(hào)作為混頻，在這樣的條件下，所得到的系統(tǒng)輸出信號(hào)為bxj，它的表達(dá)式如下式1-4所示： bsj （d（t） N（t） I（t））c （t）

exp（2 ja（t）f ） （N （t）

I（t））exp（ j2f （t）） ， （1-4）

對(duì)于上式1-4，它的參數(shù)N（t）、I（t）所代表的含義如下：N（t），它表示噪聲；I（t），它則表示干擾信號(hào)。通過采用同步跳變的本地恢復(fù)載波來實(shí)現(xiàn)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行混頻后，在這樣的情況下，就能得到解跳后的寬帶干擾信號(hào)、窄帶信號(hào)b（t）、以及信號(hào)噪聲等。

2 跳頻的主要技術(shù)指標(biāo)及關(guān)鍵技術(shù)

對(duì)于一個(gè)跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng)而言，它所包括的技術(shù)指標(biāo)主要有：①跳頻頻率的數(shù)目；②跳頻的帶寬；③跳頻碼的周期；④跳頻的速率；⑤跳頻系統(tǒng)的同步時(shí)間。對(duì)于這些技術(shù)指標(biāo)，它們所代表的含義分別如下：①跳頻頻率的數(shù)目。在一般情況下，通過對(duì)跳頻信號(hào)的處理增益 ，這樣就能夠得到相等的跳頻點(diǎn)數(shù)。②跳頻的帶寬。在通常情況之下，跳頻的帶寬是與抗部分頻帶的干擾能力存在一定關(guān)系的。③跳頻碼的周期。倘若跳頻圖案的延續(xù)時(shí)間越長，那么，這樣就會(huì)使敵方破譯變得更加的困難，因此，其抗截獲 的能力就越強(qiáng)。④跳頻的速率。顧名思義，就是指每秒鐘頻率跳變的次數(shù)，決定跳頻圖案延續(xù)時(shí)間的長度。⑤跳頻系統(tǒng)的同步時(shí)間。針對(duì)該同步時(shí)間的相關(guān)定義是非常多的，但這里主要是指對(duì)于跳頻圖案，要使其系統(tǒng)收發(fā)雙方的時(shí)間達(dá)到一致，即完全同步，并且，對(duì)于通信所需要的相關(guān)時(shí)間也要進(jìn)行建立。

3 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真模型的建立

3.1 對(duì)Simulink仿真工具進(jìn)行概述

在本論文的研究過程中，采用的仿真工具是基于MATLAB提供的仿真平臺(tái)Simulink。另外，采用Simulink仿真平臺(tái)來建模是很方便的，它所帶有的軟件包是能夠?qū)ο嚓P(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真、進(jìn)行分析的，是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。它能夠支持的系統(tǒng)也是非常多的，如連續(xù)系統(tǒng)、線性系統(tǒng)等。

3.2 模型建立

在基于Simulink仿真軟件的基礎(chǔ)上面建立起來的跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真模型，通常情況之下，它能夠?qū)μl擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的整個(gè)工作過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控及反映相關(guān)的問題，對(duì)于系統(tǒng)擴(kuò)頻前后的頻譜，通過該仿真軟件能夠?qū)崟r(shí)的觀測(cè)。

4 對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析

為了更加準(zhǔn)確、更加合理的得到本論文研究的跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真精確結(jié)果，所設(shè)定的相關(guān)仿真條件如下：對(duì)于所采用的跳頻載頻，它是采用偽隨機(jī)整數(shù)方面的信號(hào)控制系統(tǒng)來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的；對(duì)跳頻點(diǎn)數(shù)設(shè)定為64個(gè)；對(duì)于跳頻的頻率間隔，是把它設(shè)定為50跳/秒；數(shù)據(jù)調(diào)制采用FSK，并且頻率的間隔為200HZ；對(duì)于每個(gè)符號(hào)，它的采樣點(diǎn)數(shù)為120。我們把本次系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)的時(shí)間設(shè)定為1000s。

5 結(jié)束語

本論文首先對(duì)跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模進(jìn)行了簡單介紹，然后對(duì)跳頻通信的系統(tǒng)工作原理進(jìn)行了概述，對(duì)跳頻的主要技術(shù)指標(biāo)及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了介紹，接著，對(duì)Simulink仿真工具進(jìn)行概述及對(duì)其進(jìn)行相關(guān)模型的建立，最后，就是采用Simulink仿真軟件對(duì)跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng)進(jìn)行模型的建立，并進(jìn)行了仿真研究。在進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)前，設(shè)定了相關(guān)的仿真條件，如跳頻點(diǎn)數(shù)、采樣點(diǎn)數(shù)、跳頻頻率間隔等相關(guān)條件，這樣設(shè)定的目的是為了保證仿真的實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

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