基于Matlab跳频扩频系统设计.pdfVIP

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1、跳频扩频通信系统的基本原理

跳频（FH，FrequencyHopping)用一定码序列进行选择的多频率频移键控。

也就是说，用扩频码序列去进行频移键控调制，使载波频率不断跳变，所以称为

跳频。简单的频移键控如2FSK，只有两个频率，分别代表传号和空号。而跳频系

统则有几个、几十个甚至上千个频率，由所传信息与扩频码的组合去进行选择控

制，不断跳变。跳频扩频（FrequencyHoppingSpreadSpectrum,FHSS）利用

整个带宽（频谱）并将其分割为更小的子通道。发送方和接收方在每个通道上工

作一段时间，然后转移到另一个通道。发送方将第一组数据放置在一个频率上，

将第二组数据放置在另一个频率上，以此类推。跳频扩频系统就是用伪随机码序

列构成跳频指令来控制频率合成器，在多个频率中进行有选择的频移键控。与直

扩系统相比，跳频系统中的伪随机序列并不直接传输，而是用来选择信道。跳频

系统的组成框图如图1所示。

信息扩频信道扩频信息

调制调制解调解调

频率合成器A噪声频率合成器B

PN码发生器APN码发生器B

图1跳频通信系统框图

2、跳频扩频通信系统的特点

(1)抗干扰性强、误码率低

由于利用了扩展频谱技术，将信号扩展到很宽的频带上，在接收端对扩频信

号进行相关处理即带宽压缩，使其恢复成窄带信号。对干扰信号而言，由于与扩

频信号不相关，则被扩展到一个很宽的频带上，使之进入信号通频带内的干扰功

率大大降低，因而具有较强的抗干扰能力。扩频通信系统扩展的频谱越宽，即扩

频增益越高，其抗干扰能力也就越强。对大多数人为干扰而言，扩频系统都具有

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很强的对抗能力。

由于扩频系统优良的抗干扰性能，误码率很低，正常条件下可低到10-10,

最差条件下约10-6，完全能满足国内相关系统对通道传输质量的要求.

(2)安全必威体育官网网址、隐蔽性好

扩频通信也是一种必威体育官网网址通信。由于扩频信号在在相对较宽的频带上被扩展

了，单位频带内的功率很小，信号湮没在噪声里，一般不容易被发现，隐蔽性好。

有的系统可在-20～-15dB信噪比条件下工作，对方很难测出信号的参数，从而

达到安全必威体育官网网址通信的目的。扩频信号还可以进行信息加密，如要截获和窃听扩频

信号，则必须知道扩频系统用的伪随机码、密钥等参数，并与系统完全同步，这

样就给对方设置了更多的障碍，从而起到了保护信息的作用。

(3)可进行多址通信

在发送端，充分利用各种不同码型的扩频码序列之间优良的自相关特性和互

相关特性进行扩频调制，在接收端利用相关检测技术进行相关解扩提取出有用信

号，就可以实现多个用户共享给定频带的码分多址技术。虽然扩频系统占据了很

宽的频带来完成信息的传输，但其很强的多址能力保证了它的高的频谱利用率，

其频谱利用率比单路单载波系统还要高得多。这种多址方式组网灵活，入网迅速，

适合于机动灵活的战术通信和移动通信。

(4)抗多径干扰

无线通信中抗多径(发射的信号经多条不同路径传播)干扰一直是难以解决

的问题，利用扩频编码之间的相关特性，在接收端可以用相关技术从多径信号中

提取分离出最强的有用信号，也可把多个路径来的同一码序列的波形相加使之得

到加强，从而达到有效的抗多径干扰。

（5）精确测距

在扩频通信中如果扩展频谱很宽，则意味着所采用的扩频码速率很高，每个

码片占用的时间就很短。当发射出去的扩频信号在被测物体反射回来后，在接收

端解调出扩频码序列，然后比较收发两个码序列相位之差，就可以精确测出扩频