跳频通信系统设计与应用开题报告

1、毕业设计（论文）开题报告题 目：跳频通信系统的设计与应用学院：电气与信息学院专业：电子信息工程学生姓名：学号：指导老师：2013年3月15日开题报告填写要求开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩 委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教 师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导 教师签署意见及所在专业审查后生效。开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档 标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上 后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印） 在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述

2、的参考文献应不少于 10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对 于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的 最后。统一用A4纸，并装订单独成册，随毕业设计（论文） 说明书等资料装入文件袋中。毕 业设计（论 文）开 题报告1.文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料， 每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。一、前言扩频通信，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

3、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，跳频通信系统的开始的标志

4、是第一台具有跳频的收音机诞生。80年代世 界中各国的军事装备主要都有用到跳频，人们认为，“跳频电台的广泛使用，是80年 代VHF频段的无线通信系统发展的最主要特征”，90年代，跳频通信的应用开始运用 到民用的领域。一个很典型的例子就是蓝牙跳频通信，于局域网络中各类数据及语音 设备可以广泛的应用跳频通信，如笔记本电脑、手机、打印机、拨号网络、移动电话 传真机、数码相机等。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

5、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设计 与应用具有重要的现实意义。跳频通信采用了信号的载波频率按照某一特定的伪随机码序列不断的进行跳变， 它是扩频通信的主要方式之一。因此它的抗干扰性能力很强。系统应该有较高的跳频 速率和达到稳定时间尽可能地短暂这样才能很好的适应高速数据的传输并很有效地抑 制其他干扰。因此决定整个跳频通信系统性能的重要的参数是跳频的速率，它是由系 统的频率合成器所决定的，当然这也是系统设计的关键问题。二、主题跳频通信系统组成在发射端，伪随机序列通过控制频率合成器产生相应的随机跳变的载频信号，该 跳变载波与信源的输出信号进行相关调制得到已调制的跳频信号，然

6、后经过高频放大 后发射。在接收端，将接收的信号经过高频放大和低通滤波后送至混频器。接收机本振的 信号也是受PN序列控制，而且两个频率合成器它们的频率跳变呈现出的规律是完全一 致的，但是所对应的频率是由一个偏差的，这个频差恰好是接收机中频信号。只要发 送端和接收端所产生的伪随机码相同步，就可以使两方的频率合成器产生的相同的跳 变频率，然后经过混频器后，就可以得到一个载频不会变的中频信号，并对所得的中 频信号进行相关的解调，就可以恢复出原来的发送信息。就干扰信息来说，由于干扰 信号不可能与跳频信号有着同样的跳频规律，所以它和本地的频率合成器所产生的本 振载频进行混频后的信号通过一个中频滤波器后被全

7、部滤除掉了，从而干扰就不能影 响到系统信息的传输，有效的解除了干扰。在这个地方，混频器担任了一个解跳器的 成分，只要发送端和接收端双方达到同步，就可以将频率跳变的信号转换成一个中频 固定有用信号。跳频通信系统的主要技术指标2.1频率范围频率范围是指跳频通信系统工作的频段范围。2.2信道间隔任意两个相邻信道之间的标称频率之差，称为信道间隔。2.3跳频带宽跳频带宽是跳频工作电台最高频率和最低频率之间的差值。频带的宽度和信号抗 干扰的能力有关。跳频系统的带宽越宽，它的抗干扰能力就会越强。因此，实现跳频 最好是能够在整个的工作频率范围之内。2.4跳频频率数目跳频频率数目是在跳频系统中跳变过程中的的载波

8、频率点的数目，记为N，跳频频 率表是在跳频电台工作时跳变过程中的的载波频率点的集合，也称调频频率表。2.5跳频处理增益在跳频系统中，频谱的的扩展与跳频速率基本上无关，而是由最小频率间隔和实 际使用的频率数目决定的。2.6调制方式由于载波频率的跳变，在发射机和接收机的频率合成器之间保持相位相十是很困 难的。因此，FH/MFSK、FH/DPSK是跳频通信常采取的调制方式。2.7跳频速率跳频速率是指跳频电台载波频率跳变的速率，通常用一秒钟内载波频率跳变的次 数来表示。跳频速率与抗跟踪式干扰的能力有关。跳频速率越高，抗跟踪式干扰的能 力越强。但是，跳频速率受到通信信道和元器件的限制2.8最小跳频间隔跳

9、频系统的最小间隔是在一个跳频周期内，跳频图案相邻的两个载波频率之间的 频差的绝对值中的最小频差。跳频的序列决定最小跳频间隔。2.9初始同步时间从系统发射机发送初始的同步信号开始到跳频接收机和发射机实现同步并完全进 入跳频通信的状态所需要的时间，被叫做初始同步时间。初步同步时间对跳频通信的 传输质量影响很大。万一同步的过程被敌方所破坏，那么这个跳频系统将完全的瘫痪。 所以通常初始同步的建立过程越是隐蔽、时间越短就越好。2.10迟入网时间在跳频电台正要准备进入跳频通信网时，从完全进入跳频的工作状态起到正确的 入网时间为止就称为迟入网时间。2.11同步概率跳频电台所建立的同步次数和发送同步的信息总次

10、数之比称为同步概率。3.频率合成器技术所谓频率合成器就是利用一个（或几个）品体振荡器产生一系列（或若干个）标 准频率信号的设备。其基本思想是利用综合或合成的手段，综合品体振荡器的频率稳 定度、准确度高和LC振荡器改换频率方便的优点，克服了晶体点频工作和LC震荡的 频率稳定度、准确度不高的缺点，而形成频率合成技术。然而，实现频率合成有各种 不同的方法，但基本上可以归纳为直接合成法与间接合成法（锁相环路法）两大类。直接式频率合成器是利用倍频、分频、混频及滤波，从单一或几个参考频率经过 相关运算处理生成多个所需要的频率。用这样的方法使得频率转换的时间更加的快， 但是也有不好的一面，是由于电路设计中它

11、采用的是混频器与开关导致了相互串扰而 使得电路的结构相当的复杂且体积也较大、功率消耗变高了。间接式频率合成器具有的优点有控制比较灵活，频率的范围也很宽，体积相对又 小而且成本也是比较低的，但是面临着高速的和超高速的技术要求指标，锁相环路以 不适用频率高速改变的场合了，这是由于它的固有惯性造成的。直接数字频率合成（DDS）技术是继上述两者之后发展起来的第三代的频率合成技 术，它具有的优点有：可编程、便于集成、全数字化频率的分辨率高、频率的转换时 间短和输出的信号相应较连续。因此采用DDS作为跳频通信系统中所需要的频率合成 器，将大大的提高整个通信系统的性能，这应该是理想的选择。三、总结跳频通信是

12、指传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式。从实 现通信技术来说，“跳频”是一种用码序列进行多频、选码、频移键控的通信方式，即 用为码序列构成跳频指令来控制频率合成器，并在多个频率中进行选择的频移键，是 一种码控载频跳变的通信系统。跳频系统中，由伪码发生器和频率合成器组成了跳频 器，它是跳频系统的核心。跳频通信系统的技术特点（1）抗干扰能力强；（2）具有多址组网能力和高的频带利用率；（3）具有抗衰落能力；（4）易于与窄带通信系统兼容；（5）具有一定的保密能力。四、参考文献1樊昌信.通信原理教程，电子工业出版社，2008年6月第二版.2高吉祥.高频电子线路，电子工业出版社，2007年

13、1月第二版.3查光明，熊贤祚.扩频通信，西安电子科技大学出版社，1997年.4曹志刚.现代通信原理，清华大学出版社，1996年.5郑君里.信号与系统，高等教育出版社，1981年.6梅文华，杨义先，跳频通信地址编码理论，国防工业出版社，1996年.7李振东，程炳凤，李文臣.高速数据跳频通信系统中的新型频率合成器，半导体 杂志，2000年3月.8刘淮.短波段高速跳频通信系统的研究、设计与实现，硕士学位论文，2003年.9朱近康.扩展频谱通信及其应用，中国科技大学出版社，1993年.10狄克逊.扩展频谱系统M，国防工业出版社，1982年.毕 业设计（论 文）开 题报告2.开题报告：一、课题的目的与意

14、义；二、课题发展现状和前景展望；三、 课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施开题报告一、目的与意义主要的研究目的就是研究跳频通信使通信中拥挤的频带如何变宽，以扩大传输容量， 增强系统性能。跳频技术以其突出的优点是能够广泛的应用到系统中。在信号的传输中随着工作的 频带越来越拥挤，用这种宽带的系统比用窄带的系统能更加合理的解决频带拥挤的问题。 研究和发展跳频通信技术是具有十分重要的意义的，这也促使它在各个领域中得到很好 的应用。随着数字蜂窝移动通信、个人的通信和室内无线的通信等新兴的通信方式的迅速崛 起和发展，使得频带的拥挤问题越来越严重了，这就要求我们要很好的解决频带拥挤问 题，由于跳频通

15、信中的频谱利用率很高，所以人们自然就要考虑到是否采用跳频来解决 这样的问题。跳频和扩频的码分多址技术的增容潜力是无比的强大。据专家估算，采用 跳频或扩频码分技术后，目前的容量可提高高倍。这是一个十分惊人的数字。二、发展现状和前景展望随着通信技术的广泛应用，无线传输频道越来越拥挤，频道资源也越来越紧张，干 扰多且十分严重，而扩展频谱通信可以解决这些问题，并提高更高的保密性能，因此扩 频通信技术得到了快速的发展和广泛的应用。跳频技术是扩频技术的一种，是一种新的通信方式。跳频通信具有良好的抗干扰能力， 主要还是运用在军事通信上，尤其是应用于战场通信，这也由它拥有良好的抗干扰的性 能决定的。直到现在各

16、国军方都对跳频技术的研究还是非常重视，都投入了大量的人力、 物力和财力来进行深刻的研究。当然在民用的通信领域中也得到了广泛的应用，最典型 的例子就是蓝牙技术，它在各种电子数字设备中能够实现很灵活、低成本、低消耗的数 据和语音通信。跳频是通信建设系统应该考虑的途径，如果跳频通信被广泛的使用，完全可以预见未来 的世界会有“无线城市”和“无线办公室”除此之外，对于光纤通信中很好的应用跳频 技术，这也是跳频技术一个很好的发展途径。在一些信息要求保密的部门或场所中，如 果采用了跳频通信作为它们内部的通信系统，那么就可以起到保密作用，主要的原因是 在跳频通信中被截获信息的概率是很低的。在广播领域中也可以广

17、泛的应用，原先的电 台在只能够传送一个单声道和一个立体声节目，但采用了跳频技术后，则可以传送各个 数字化立体声调频节目。三、主要内容和要求“跳频”是一种用伪随机码序列经过多频频移键控来传送信息的通信方式。跳频信号 从时域看是一个多频率的频移键控所产生的信号，但从频域看它的频谱在一个很宽的频 带上通过不等间隔随机跳变的而产生的。跳频通信具有良好的抗干扰能力和隐蔽性，它 能很好的传输信息不让其它噪声干扰和传输的信息部那么容易被截获。直接式数字频率 合成器(DDS)是跳频通信系统中的关键部分。具有频率分辨率高，频率转换时间快，输 出频率可以很高而且稳定性好，相位噪声低等优点，可满足快速跳频电台对频率合成器 的要求。跳速每秒3000跳/每秒，采用DD