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跳频通信系统设计及MATLAB仿真选题报告

北京科技大学天津学院本科生毕业设计(选题报告)

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____________________________________________________________________________________________ - 1 - 目 录

1文献综述 ........................................................................................................................................ - 1 -

1.1本课题国外研究进展 ....................................................................................................... - 1 -

1.1.1高速短波跳频电台 ................................................................................................ - 2 -

1.1.2基于组网中的跳频技术 ....................................................................................... - 2 -

1.1.3 TRC-1600背负电台 ............................................................................................. - 2 -

1.1.4 CHAMELEON跳频VHF手持电台 ................................................................ - 2 -

1.2本课题国内研究进展 ....................................................................................................... - 3 -

1.2.1跳频通信侦察技术的研究................................................................................... - 3 -

1.2.2 TCR-153型短波自适应跳频电台 ..................................................................... - 3 -

2课题背景及开展研究的意义 ..................................................................................................... - 4 -

3.1研究方法 ............................................................................................................................. - 5 -

3.1.1跳频通信系统(FH communication system) ................................................. - 5 -

3.1.2 跳频通信系统组成 ............................................................................................... - 5 -

3.1.3 跳频通信系统的性能指标 .................................................................................. - 6 -

3.2研究内容 ............................................................................................................................. - 7 -

3.3预期目的 ............................................................................................................................. - 7 -

4进度安排 ........................................................................................................................................ - 8 -

参 考 文 献 ..................................................................................................................................... - 9 -

指导教师意见 ................................................................................................................................. - 10 -

北京科技大学天津学院本科生毕业设计(选题报告)

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____________________________________________________________________________________________ - 1 - 1文献综述

扩频通信,即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)与光纤通信、卫星通信,一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式,它是上世纪40年代发展起来的一种技术,用来为战争环境下的军队提供可靠安全的通信。20世纪50年代,美国麻省理工学院研究成功NO MAC系统(Noise Modulation and

Correlation System),成为了扩频通信研究发展的开端。时至今日,随着民用、军用通信事业的发展,频带拥挤的矛盾日益突出。而信号处理技术、大规模集成电路和计算机技术得发展,推动了扩频通信理论、方法、技术等各方面的研究发展和应用普及。

扩频通信主要有以下几种方式:直接序列扩频(DS)、跳频(FH)、跳时(TH)及混沌扩频等。由于跳频通信的抗截获、抗干扰能力强,保密性能好,在军事抗干扰通信中得到广泛运用。20世纪 70年代,第一台跳频收音机的诞生,标志着跳频通信的开始。80年代跳频主要用于世界各国的军事装备中,人们认为,“广泛使用跳频电台,是80年代VHF频段无线通信发展的主要特征”,90 年代,跳频通信的应用拓展到民用领域。蓝牙跳频通信就是一个典型的例子,可以广泛应用于局域网络中各类数据及语音设备,如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话和高品质耳机等,蓝牙技术将上述设备连成一个微微网(Piconet),从而实现各类设备之间随时随地进行通信。文献[3]中采用了一种基于时钟和地址的蓝牙跳频序列。由于引入跳频技术能够抗干扰,提高网络质量,它在实际中的应用日益广泛。例如MOTOROLA公司的GSM900设备中,就使用了跳频技术。

研究提高抗干扰的方法,对保障军事通信的可靠性具有重要意,同时,随着通信技术的广泛运用,跳频技术在民用领域也越来越受重视。因此,分析和研究跳频通信系统及其仿真结果具有重要的现实意义。

1.1本课题国外研究进展

国外自六十年代起就对跳频体制的理论和技术进行了研究,七十年代即研制出实用的跳频电台,到了八十年代,跳频电台己成为世界各主要国家的重要通信装备。随着调制技术、编码技术、微电子技术、特别是DSP技术和计算机网络技 北京科技大学天津学院本科生毕业设计(选题报告)

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____________________________________________________________________________________________ - 2 - 术的迅速发展,跳频技术在90年代又有了新的发展,目前正向自适应、高速、变速率和宽带的方向发展。

1.1.1高速短波跳频电台

现在美国Sanders 公司的CHESS 高速短波跳频电台已经实现了5000跳/秒的跳频速率,最高数据数率可达到19200bps。此外,CHESS跳频电台与一般的跳频电台还有所不同,它以DSP 为基础,采用了差动跳频(DFH)技术。通过现代数字处理技术,CHESS跳频电台较好解决了短波系统带宽有限(导致数据速率低的原因)、信号间相互干扰、存在多径衰落等的问题。同时,它的瞬时信号带宽很窄,对其它信号的影响很小。可以看到,实现更高跳速、更高数据速率的跳频电台正是跳频通信系统的未来发展方向,软件无线电的概念也已逐渐应用到新型的跳频电台中。

1.1.2基于组网中的跳频技术

加拿大Laval 大学提出了在光纤网络中应用快跳频技术。该系统利用Bragg

光栅替代传统跳频系统中的频率合成器,跳速达到10G数量级。系统在30个用户,比特误码率为10-9的条件下,数据速率为500Mb/s。与采用非相干DS/CDMA

技术的光纤网络相比,同时有相同数量的用户使用时,FFH/CDMA系统的比特误码率明显优于DS/CDMA 系统。

1.1.3 TRC-1600背负电台

南非Grinel通信公司生产的TRC-1600背负电台是一种多速率(慢、中、快)多波形抗干扰电台,该公司推出的另一种TRC-1600多模式背负电台具有可变跳频带宽(5MHz一175MHz)和可变跳速(4-33Hz (SSB),70Hz (FM/AM ))功能,同时还有智能AFC(自动频率控制)、AGC(自动增益控制)等功能。

1.1.4 CHAMELEON跳频VHF手持电台

瑞典Shadow技术公司推出的SFH-41型CHAMELEON跳频VHF手持电台有3个跳频速率(分别为12.5. 20. 50跳/秒),且跳速在任何频率上的驻留时间都很短。现有扫描器还很难锁定这样的信号,因此其防窃听、抗干扰能力更强。

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