基于无碰撞区跳频序列的准同步跳频通信系统的MATLAB仿真.ppt

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1、基于无碰撞区跳频序列的准同步跳频通信系统的MATLAB仿真学号：20041991姓名：钟沁江专业：通信工程指导老师：叶文霞本课题设计任务及要求无碰撞区（NHZ）跳频序列是近年来提出的一种新型的跳频序列，当基于NHZ跳频序列的跳频通信系统采用准同步组网方案时，只要保证系统工作在无碰撞区范围内，就可以有效地降低系统的多址干扰，改善系统的误码率性能。设计要求：学习跳频通信系统的基本原理和NHZ跳频序列构造方法，用MATLAB编程实现基于NHZ跳频序列的准同步跳频通信系统模型，并对系统误码率性能进行仿真分析。本人完成的工作学习了跳频通信的基

2、本原理及跳频序列的构造用MATLAB实现了4FSK的通信系统在4FSK系统中加入基于无碰撞区跳频序列部分，实现NHZ-FH的跳频通信系统将NHZ-FH的跳频通信系统与素数跳频序列和随机序列的跳频通信系统在不同条件下进行误码率性能比较内容安排1简要介绍了跳频通信的原理。2介绍了MFSK。3跳频序列，分别介绍了无碰撞序列和素数序列的生成。4主要描述程序框架结构，并从不同方面对仿真结果进行了比较，以此来突出无碰撞序列的优势。跳频通信系统框图基本工作原理是：在发射机中，输入的信息对频率为fs的载波进行调制。独立产生的跳频序列从跳频频率表中取

3、出频率控制码，控制频率合成器在不同的时隙内输出频率跳变的本振信号。用它对调制信号进行变频，使变频后的射频信号频率按照跳频序列跳变，即为跳频信号。在接收机中，与发射机跳频序列一致的本地跳频序列从跳频频率表中取出频率控制码控制频率合成器，是输出的本振信号频率按照跳频序列相应地跳变。跳变的本振信号，对接收到的跳频信号进行变频，将频率搬回到fs，实现解跳。解跳后的调制信号，在本地载波作用下，经解调后，恢复出信息。快速跳频系统和慢速跳频系统MFSK的原理M个FSK波形具有相等的能量Es。频率差决定了在M个可能发送的信号中进行信号辨别的难易程度

4、。由相关性原理得出只要当为频差等于1/2T的整数倍时，该信号波形就是正交的。（T是码元周期）非相干解调可以看到当k=m时，到达判决器的抽样值为也可看到当k~=m时跳频序列用于控制载波频率跳变的地址码序列称为跳频序列，或称为跳频码。在跳频通信系统中，由于各用户跳频起始相位的不同和传输延时的差异等原因，在某一时隙，可能有两个或多个用户的信号载频跳到同一频隙上，造成频隙重合干扰，使接收机的解调输出发生误码。频隙重合也称击中或碰撞。表征这一参数的数学术语即为汉明相关。跳频序列的设计主要涉及4个参数:频隙数目q、序列长度L、序列数目N以及汉明

5、相关Hmax。基于NHZ的跳频序列在一定的相关区内无碰撞的跳频序列码，称之为无碰撞区（NHZ-NoHitZone）跳频序列。在无碰撞区内，序列的汉明自相关和汉明互相关等于零。如果采用这种序列，即使待通信的发信机之间不能保持严格的同步，但只要用户的相对时延不超过无碰撞区允许的范围，它们的频隙就不会发生碰撞，从而消除多址干扰，使系统的误码率性能得以提高。一个S(22，10，11，1)的基于无碰撞区的序列族可以看出该序列在时延小于一个NHZ的情况下，汉明相关值依然为零。信息调制器跳频调制器频率合成器跳频调制器跳频序列用户2用户n信息调制器

6、跳频调制器频率合成器跳频调制器跳频序列信息调制器跳频调制器频率合成器跳频调制器跳频序列。。。。。。AWGN信道跳频解调器频率合成器跳频调制器期望用户的跳频序列信息解调器期望用户信息输出针对期望用户解调信息输入信息输入信息输入误码率测试C点D点A点B点E点F点系统仿真模型该系统的一些关键参数设置码元周期：Ts=1s4Fsk的载波频率：fc1=100HZ，fc2=101HZ，fc3=102HZ，fc4=103HZ.跳频的载波频率：fh1=1000，fh2=1005。。。。。。fh22=1105（HZ）一个码元周期对应一个跳频频隙发送端和

7、接收端的频谱图总的发送信号的频谱图接收端解跳后的频谱图用户一到十发送码元依次是2，3，2，1，2，4，3，1，2，3；而当时的各用户的跳频频点是1000，1005，1010，1015，1020，1025，1030，1035，1040，1045（Hz）系统性能的比较方案在准同步组网时，改变噪声大小，仿真分析NHZ序列的跳频系统性能情况。在异步组网时，改变噪声大小，仿真分析NHZ序列的跳频系统性能情况。在固定噪声的情况下，改变用户数，仿真分析NHZ序列的跳频系统性能情况。仿真结果分析1固定用户总数，时延范围小于ZHN（本文中ZHN=1，

8、即1个码元周期1s）的情况下，改变AWGN信道中加入的噪声大小，得出误码率曲线，比较三种系统的性能。右图是在用户总数为10的情况下得到的误比特率曲线。由图可以看出，在信噪比增大的情况下，3种序列构造的系统误比特率曲线都有所下降，其中由