梳状谱信号机理与仿真技术

摘要

扩频通信具有良好的抗干扰性、低截获概率及组网能力，因此扩频技术一出现，便在军事领域得到了极大的发展，提高了军事装备的抗截获和抗干扰能力，向通信对抗提出了严峻的挑战。其中，对扩频中跳频对抗技术开展的研究，寻求干扰跳频通信的方法，己成了当前通信对抗领域十分紧迫而困难的任务之一。目前对跳频通信系统干扰方式的研究包括部分频带压制式干扰、全频带压制式干扰、跟踪式干扰、对跳频同步系统的干扰、频率预测式干扰等。但其中最为常用也最为有效的依然是部分频带压制式干扰和全频带压制式干扰，而梳状谱干扰方法便是实现部分频带压制式干扰或全频带压制式干扰的一种最为常用的方法。因此，本文对跳频通信系统的部分频带干扰进行了理论分析和仿真研究。

本文从扩频系统机理出发对跳频通信系统和直扩通信系统进行了研究，并分析了跳频通信系统干扰方式，其中最主要的是研究梳状谱干扰信号机理。文章从理论上分析了典型通信干扰对跳频通信系统的影响，包括全频段干扰、部分频带干扰、单音干扰、多音干扰、跟踪式干扰、频率预测式干扰等。此后展开对梳状谱信号机理的研究，在对跳频通信系统信号调制、跳频调制、同步捕获、同步跟踪、跳频解调、信号解调的仿真基础上，完成基于MATLAB的梳状谱信号仿真与跳频仿真，同时测试其对跳频通信系统的影响。

关键词：扩频通信；跳频；直扩；梳状谱；MATLAB仿真

Abstract

Spread spectrum communication has some advantages, such as good anti-interference performance, low probability of intercept and networking capability. As soon as the spread spectrum technology appeared, it is widely developed on the military side. The advanced technology contributes to the anti-interference property and the low probability of intercept, putting forward severe challenges to communication countermeasure. Among the current tasks, researching of communication countermeasure and finding the method of reference have become the top topic in the communication countermeasure field. Nowadays, there are several inference methods, including partial-band blanket interference, full band blanket interference, tracking interference, frequency predicted interference and so on. The most important and efficient interference is partial-band blanket interference or full band blanket interference, which is commonly used in the world. Therefore, this paper has a good study on the theory and analysis of partial-band blanket interference through simulation.

This paper, starting from the mechanism of frequency hopping communication system and spread spectrum communication system, analyzes the interference methods to FH communication system, and its uppermost study is the mechanism of comb spectrum interference signal. The impact of typical communication interference on frequency hopping communication system is analyzed in the paper, including f partial-band blanket interference, full band blanket interference, tracking interference, frequency predicted interference, etc. The paper study on the mechanism of the comb spectrum signal mainly. Based on the simulation of frequency hopping communication system, this paper completes the simulation of comb spectrum and frequency hopping system, depending on MATLAB software, and testing its impact on frequency hopping communication system.

Key words: Spread spectrum communication;FH; DS; Comb spectrum; MATLAB simulation

目录

1 绪论 (1)

1.1 课题研究背景和意义 (1)

1.2 课题的研究历史与发展趋势 (2)

1.2.1 扩频通信技术简介 (2)

1.2.2扩频通信的发展历史 (2)

1.2.3 扩频通信的发展趋势 (3)

1.2.4 扩频对抗技术的发展 (4)

1.3 论文结构及安排 (5)

2 扩频通信系统机理研究 (6)

2.1 扩频通信理论基础 (6)

2.2 直扩通信系统的机理 (7)

2.2.1 直扩通信系统的原理 (7)

2.2.2 直扩系统的同步原理 (8)

2.3 跳频通信系统的机理 (14)

2.3.1 跳频通信系统的原理 (14)

2.3.2 跳频同步技术研究 (17)

3 扩频通信对抗技术研究 (21)

3.1 扩频通信的干扰技术及性能度量指标 (21)

3.1.1 扩频通信干扰技术概述 (21)

3.1.2 干扰效果度量指标 (23)

3.2 全频带干扰 (25)

3.3 部分频带干扰 (26)

3.4 单音干扰 (27)

3.5 多音干扰 (29)

3.6 频率跟踪瞄准式干扰 (31)

3.7 频率预测式干扰 (32)

4 梳状谱信号机理及特性 (33)

4.1 梳状谱信号机理 (33)

4.1.1 时域梳状谱信号产生原理 (34)

4.1.2 频率梳状谱信号产生原理 (36)

4.2 干扰仿真分析 (37)

4.2.1 锯齿波信号仿真与分析 (37)

4.2.2 噪声信号仿真与分析 (38)

4.2.3 梳状谱信号仿真与分析 (41)

5 干扰信号仿真与测试 (44)

5.1 跳频通信系统仿真 (44)

5.1.1 调制信号 (44)

5.1.2 跳频调制 (45)

5.1.3 同步捕获 (47)

5.1.4 同步跟踪 (49)

5.1.5 跳频解调 (50)

5.1.6 解调信号 (51)

5.2 干扰信号对跳频的影响分析 (52)

结论 (55)

致谢 (56)

参考文献： (57)

附录英文文献 (59)

附录中文文献 (65)

1绪论

1.1 课题研究背景和意义

扩频通信是建立在ClaudeE.Shan-non信息论基础之上的一种新型现代通信体制。这种通信体制由于采用伪随机编码调制和信号相关处理，具有很多独特的优点：用于通信中，抗干扰能力强，发射功率低，具有低截获率，保密性能好，具有码分多址和任意选址的功能；在测距中,利用伪随机码测距,可大大提高测距精度，所以自从问世便引起世界各国的极大关注，并率先应用在军事通信中。近年来,随着微电子技术、超大规模集成电路技术、数字信号处理技术的飞速发展以及一些新型元器件的应用，扩频通信在技术上已迈上了一个新的台阶。在军事上，扩频通信己经成为电子对抗环境下提高通信设备抗干扰能力的最有效手段，并在近十几年来爆发的几场现代化战争中发挥了巨大的作用。此外，扩频通信技术在无线局域网、2G/3G移动通信、卫星通信、航空航天和深空探测等诸多民用通信领域中也都得到较为广泛的应用。在这些民用和国防军事通信的强烈需求下，扩频通信的地位变得越来越重要。扩频技术由于其本身具备的优良性能而得到广泛应用，到目前为止，其最主要的两个应用领域仍是军事抗干扰通信和移动通信系统,而跳频（FH）通信系统与直接序列（DS）扩频通信系统则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。

扩频通信技术的应用也对扩频通信对抗提出了严峻的考验。如何更好的应用扩频技术，提高通信方的抗干扰、抗截获、抗侦破能力，深入研究扩频通信对抗技术成为重中之重。本文重点研究调频通信系统的干扰方式，目前对FH通信系统干扰方式的研究包括部分频带压制式干扰、全频带压制式干扰、跟踪式干扰、对跳频同步系统的干扰、频率预测式干扰等。但其中最为常用也最为有效的依然是部分频带压制式干扰和全频带压制式干扰。而梳状谱干扰方法便是实现部分频带压制式干扰或全频带压制式干扰的一种最为常用的方法。DS干扰技术主要有常规大功率单干扰和新型低功率分布式干扰。因此，在研究FH、DS通信及其干扰方法的基础上，完成对梳状谱信号的研究，为通信方提高抗干扰性能提供可值得借鉴的理论依据。

本课题就是基于以上背景，对扩频通信系统的干扰技术及进行了研究，为战时通信对抗提供了理论依据。

1.2 课题的研究历史与发展趋势

1.2.1 扩频通信技术简介

我们知道，传输任何信息都需要一定的带宽，称为信息带宽。例如语音信息的带宽大约为20Hz～20000Hz、普通电视图像信息带宽大约为6MHz。为了充分利用频率资源，通常都是尽量压缩传输带宽。如电话是基带传输，人们通常把带宽限制在3400Hz左右。如使用调幅信号传输，因为调制过程中将产生上下两个边带，信号带宽需要达到信息带宽的两倍，而在实际传输中，人们采用压缩限幅技术，把广播语音的带宽限制在大约为2×4500Hz=9KHz左右；采用边带压缩技术，把普通电视信号包括语音信号一起限制在1.2×6.5MHz=8MHz左右。即使在普通的调频通信上，人们最大也只把信号带宽放宽到信息带宽的十几倍左右，这些都是采用了窄带通信技术。扩频通信属于宽带通信技术，通常的扩频信号带宽与信息带宽之比将高达几百甚至几千倍。有人要问为什么要这么做？这样是不是太浪费频率资源了？这些问题可以用信息论和抗干扰理论来解释。

所谓扩展频谱通信（Spread Spectrum Communication），可简单表述如下：“扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据”。

1.2.2扩频通信的发展历史

1949年美国的国家电话电报子公司的联邦实验室，Derosa和Rogoff提出设想并生成出的伪噪声信号和相干检测的通信系统成功在新泽西和加利福尼亚的通信线路上获得成功通讯。

1952年由林肯实验室根据麻省理工大学电子研究实验室验证的扩展频谱技术通讯系统研制出P9D型扩展频谱技术通讯系统，并进行了实验。

1955年生产成功。之后美国海军和空军开始各自研究验证扩频通信系统，美国海军采用了调频扩频系统方案。

1977年第一本有关扩频系统的专著出版，是一本获得了IEEE专利的书籍。

1978年在日本举行的国际会议对扩频通信进行专门研究。

1985年以后扩频通信在民用领域得到发展。

在最近20年,美国开发的全球定位系统普及很快，设备简单，而且通讯传输成功。率很高。各种卫星系统比如通信数据转发，码分多址卫星通信系统，军用卫星通信系统的研究，扩频技术都发挥了作用。扩频技术随着越来越受到认可和重视，已经广泛应用在蜂窝电话、移动通信、各种温度、数据、图像等监控系统中。

1.2.3 扩频通信的发展趋势

在扩频通信技术发展的最初阶段主要应用在军事通信领域，在战争中为了防止信息的泄露，所以在军事通信领域诞生，也随着运用而发展。自从扩频技术应用到民用领域如个人通信业务PCS的发展使得扩频技术的研究更加热门，扩频技术也在此过程中也更快的发展，在未来通信技术的发展过程中扩频技术还会应用到更多的领域。以码分多址技术为基础的3G通信技术的推广利用，在通信数据转发、军用卫星通信系统的研究，使扩频技术更有研究的价值。

要在未来通讯服务要想达到个人通信的程度,需要更多的频谱资源，但当前频谱资源已经十分拥挤,且是有限资源。多址技术可以解决这一矛盾，使个人通信的目标的完成提供了技术可能，该技术的运用是让多个用户共同分享一段频谱，从而可以提高频谱的利用率。扩频通信技术中的多址技术包含码分多址，其他信号就可以看作是对此信号的干扰，这样可以有效抑制不同的通信用户彼此之间的不必要的干扰。所以传统用户的频谱仍然可以利用，因此PCS的实现主要采用的多址方案，利用扩频码的自相关特性完成某一用户信息的正确收发。PCS以及蜂窝移动通信在快速发展，码分多址为基础的卫星通信系统的研究不断取得成果，CDMA技术的研究热潮也一直没有回落，需要获得更多的技术突破。在未来扩频技术的发展中，该研究方向可以在应用、改进和与其他技术结合方面加大研究力度,取得更多的成果。扩频通信在未来社会向着这几个方向发展:

1）在更多领域得到应用：扩频通信技术在军用和民用领域都有很重要的应用，可以拓展到更多的领域发挥扩频通信的优点。信息化时代，网络是我们每夭都要接触的不可缺少的工具，学习和工作、与人交往联系都必不可少。人们理想中的网络是使得人们能够随时随地的都能登录互联网络。如果要实现这样的便捷网络服务，就要开发新技术，

无线个域网也应允而生。无线个域网是短距离无线通信，在最近一段时间开发、非常热门，扩频技术在该领域可以发挥作用。如Zigbee技术，其物理层采用的技术就是直接序列扩频技术，以直扩技术通信传输为起点，展开后续研究，近年来该技术取得了很重要的成果。

2）用更多方式实现扩频通信系统。除了超宽度技术适用于短距离通信，在更为广泛的扩频通信系统中，满足通信传输的频带资源是固定的，而扩频通信要以牺牲信息带宽为前提，这方面的缺点影响了扩频通信进一步的发展，但经过科研人员的研究，直接序列扩频CDMA思想的产生，为解决这样的问题提供了一个有效的方法。CDMA技术的基本思想是将一路串行的数据串变化成多路并行的数据，在发端用X个正交的伪随机序列码对每路数据进行扩频操作，在接收端接收到信码之后，做相应的解扩处理,最后将接收到的多路数据再迸行并/串转换即恢复出原始串行发送信息，这样在这一传输过程中，应用的传输带宽降低为原来的X

/1。

3）与其他技术共同形成复杂的系统。第四代移动通信系统(4G)的驱动用在这个系统中，使扩频通讯技术传输数据的速度更快。在四代移动通信技术中网络为用户提供的服务，很多技术中一部分可以与扩频技术相结合发展，由扩频技术自身也可以延伸出很多更加先进的技术。因此,正是这些新技术的发展，也体现着扩频技术在未来更加美好的未来。正交频分多址OFDM，和码分多址的结合技术也是现代通信领域内最新技术解决难题的有效方法。

1.2.4 扩频对抗技术的发展

电子对抗已经成为夺取现代战争胜利不可缺少的重要手段，世界各国都在提高其军事装备的电子对抗能力，通信对抗是电子对抗最重要的组成部分，因为快速、安全、有效的通信是指挥作战的根本保障。通信技术与通信对抗技术是一对矛盾体，既互相制约，也相互促进，在对抗与反对抗中都得到了飞速的发展，逐步形成了具有鲜明时代特征和技术特征的通信对抗与通信反对抗的技术体制。现代通信设备和抗干扰能力已达到了很高的水平，但其抗干扰等反对抗技术的发展远未达到顶点，随着新型的、先进的、多功能的、超大功率和超带宽干扰系统的出现和进化，电子对抗斗争会更加激烈，军事通信电台、通信网将面临全频段的四维一体化。扩频通信以其较好的抗检测、抗干扰能力，在军事通信中得到了快速发展，如90年代的海湾战争中，美国空军和陆军就己经使用

了SINCGARS跳频电台，并准备进一步的大规模装备部队。扩频通信在军事领域的广泛应用极大的提高了军事通信装备的抗干扰及保密能力，向通信对抗提出了严峻的挑战。开展对扩频通信对抗的研究，寻求有效的对抗方法，己经成为通信对抗领域紧迫而困难的任务之一。本文提出几种扩频干扰技术，重点研究树状谱信号机理与干扰技术。

1.3 论文结构及安排

本文主要的研究内容是基于MATLAB的疏状谱信号生成、仿真以及测试，同时研究扩频通信的机理以及对抗技术。全文首先对扩频通信的相关理论进行了概述，并对相关对抗技术进行了比较深入地研究，系统地分析了三种梳状谱信号调制的过程，并将它们应用于对跳频信号干扰情况测试，结合各干扰方法及波形优势，以节省功率为目的，从信号的功率、频率、带宽和波形等角度出发，开展梳状谱信号机理研究。

第一章绪论部分简单介绍了扩频通信技术和对抗技术的研究现状与发展。第二章主要研究扩频通信系统机理以及特性。第三章主要是扩频通信相应的对抗技术进行研究。第四章主要讲述梳状谱信号机理及特性的研究。第五章主要是梳状谱信号的建模与仿真设计。第六章主要是在研究梳状谱信号机理的基础上，分析梳状谱信号对扩频通信系统的影响。

2 扩频通信系统机理研究

2.1 扩频通信理论基础

扩展频谱通信系统是指带传输信息的频谱用某一特定的扩频函数扩展后成为宽带信号，射频调制后送入信道中传输，再利用同一扩频码（伪码序列）将其解扩，从而获得原始传输信息的通信系统。

在发端输入的信息先经信息调制形成数字信号，再由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱，展宽后的信号再经射频调制发送出去。

接收端收到宽带射频信号，将其变频至中频，然后用本地产生的与发端相同的扩频码序列去进行相关解扩。再经信息解调，恢复成原始信息并输出。

扩频通信系统原理如图2.1所示

图2.1 扩频通信原理框图

—般的扩频通信系统都要进行三次调制和相应的解调。第一次为信息调制，第二次为扩频调制，第三次为射频调制，以及相应的信息解调、解扩和射频解调。 相较于一般通信系统，扩频通信就是多了扩频调制和解扩部分。

扩展频谱技术的理论基础是香农（C ·E ·Shannon ）信道容量公式：

⎪⎭

⎫ ⎝⎛+=N S 1Wlog C 2 （2.1） 香农信道容量公式表明：当高斯信道中传输信号的信噪功率比S/N 下降时，可用增加系统传输带宽W 的方法来保持信道容量C 不变。也即对于任意给定的信号噪声功率比，可以用增大传输带宽来换取较低的信息差错率。利用这一原理，通过用高速率的扩

频码来达到扩展带传输数字信息带宽的目的，明显的，扩频通信系统的带宽比常规通信系统大几百倍甚至上千倍，故在相同信噪比条件下，扩频通信系统具有较强的抗噪声干扰的能力。

扩频通信系统由于在发送端扩展了信号频谱，在接收端解扩还原了信息，这样的系统带来的好处是大大提高了抗干扰容限。理论分析表明，各种扩频系统的抗干扰性能与信息频谱扩展后的扩频信号带宽比例有关。一般把扩频信号带宽W 与信息带宽F ∆之比称为处理增益P G ，即：

F W

G p ∆= （2.2） 它表明了扩频系统信噪比改善的程度。除此之外，扩频系统的其他一些性能也大都与P G 有关。因此，处理增益是扩频系统的一个重要性能指标。

系统的抗干扰容限J M 定义如下：

式中：()0/N S 为输出端的信噪比，S L 为系统损耗

⎥⎦

⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=S P J L N S G M 0 （2.3） 由此可见，抗干扰容限J M 与扩频处理增益P G 成正比，扩频处理增益提高后，抗干扰容限大大提高，甚至信号在一定的噪声湮没下也能正常通信。通常的扩频设备总是将用户信息(待传输信息)的带宽扩展到数十倍、上百倍甚至千倍，以尽可能地提高处理增益。

2.2 直扩通信系统的机理

2.2.1 直扩通信系统的原理

直接序列扩频，顾名思义就是直接用具有高码率的扩频码序列在发端去扩展信号的频谱。而在接收端，用相同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。扩展频谱的特性取决于所采用的扩频码序列的码型和码片速率。为了获得具有近似噪声的频谱，采用伪噪声（PN ）序列作为扩频系统的扩频码。为了实现简单，我们这里选择采用易产生和复制的m 序列作为PN 码调制信息码进行扩频调制。如图2.2所示：

图2.2 直接序列扩频原理框图

如上图2.2所示，左边部分为发射端，右边部分为接收端。信源发出数字信号a(t)与高速扩频码c(t)相乘得到频谱展宽信号d(t)，再经过频率为C f 的高频载波调制就得到 高频的宽频带信号s(t)，s(t)通过无线传输到达接收端。

接收端处通过高频放大器对信号s(t)进行接收个放大，接收端的本振可以产生高频载波，其产生的本振信号的频率为L f ，且有=-L C f f 中频。接收端产生的与发送端同步的扩频码)('t c 与本振信号相乘得到)('t e ，)('t e 再与s(t)相乘后经过低通滤波器得到信号()t r '，()t r '再经过信息解调就可恢复出原始信号()t a '。

这一过程说明了直扩系统的基本原理，以及它是怎样通过对信号进行扩频与解扩处理，从而达到提高输出信噪比的目的。

2.2.2 直扩系统的同步原理

任何数字通信系统都是离散信号的传输，要求收发两端信号在频率上相同和相位上一致，才能正确地解调出信息。扩频通信系统也不例外。一个相干扩频数字通信系统，接收端与发送端必须实现信息码元同步、PN 码码元和序列同步和射频载频同步。只有实现了这些同步，直扩系统才能正常的工作。可以说没有同步就没有扩频通信系统。

同步系统是扩频通信的关键技术。信息码元时钟可以和PN 码元时钟联系起来，有固定的关系，一个实现了同步，另一个自然也就同步了。对于载频同步来说，主要是针对相干解调的相位同步而言。常见的载频提取和跟踪的方法都可采用，例如用跟踪锁相环来实现载频同步。因此，这里我们只需讨论PN 码码元和序列的同步。

一般说来，在发射机和接收机中采用精确的频率源，可以去掉大部分频率和相位的不确定性。但引起不确定性的因素有以下一些：

（1）收发信机的距离引起传播的延迟产生的相位差；

（2）收发信机相对不稳定性引起的频差；

（3）收发信机相对运动引起的多普勒频移；

（4）以及多径传播也会影响中心频率的改变。

因此，只靠提高频率源的稳定度是不够的，需要采取进一步提高同步速率和精度的方法。

同步系统的作用就是要实现本地产生的PN码与接收到的信号中的PN码同步，即频率上相同，相位上一致。同步过程一般说来包含两个阶段：

（1）接收机在一开始并不知道对方是否发送了信号，因此，需要有一个搜捕过程，即在一定的频率和时间范围内搜索和捕获用信号。这一阶段也称为起始同步或粗同步，也就是要把对方发来的信号与本地信号在相位之差纳入同步保持范围内，即在PN码一个时片内。

（2）一旦完成这一阶段后，则进入跟踪过程，即继续保持同步，不因外界影响而失去同步。也就是说，无论由于何种因素两端的频率和相位发生偏移，同步系统能加以调整，使收发信号仍然保持同步。

如果由于某种原因引起失步，则重新开始新的一轮搜捕和跟踪过程。因此，整个同步过程是包含搜捕和跟踪两个阶段闭环的自动控制和调整。

图2.3同步系统搜捕和跟踪原理图

上图2.3为同步系统搜捕和跟踪原理图，图中接收到的信号经宽带滤波器后，在乘法器中与本地PN码进行相关运算。此时搜捕器件，调整压控钟源，调整PN码发生器产生的本地脉序列伪重复频率和相位，以搜捕有用信号。一旦捕获到有用信号后，则起动跟踪器件，由其调整压控钟源，使本地PN码发生器与外来信号保持同步。直扩跳频同步系统由以下直扩同步捕获和直扩同步跟踪系统组成。

1）直扩同步信息的捕获技术

同步捕获过程是直扩通信的粗同步过程，直扩同步信息的捕获方法有许多种，归纳起来，可分为：串行捕获、并行捕获和串-并混合技术。下面分别介绍三种同步捕获技术的基本原理。

（1）伪随机序列的串行捕获方案

在伪随机序列的捕获过程中，需要对所有可能的时延假设进行测试，以确定正确的时延值。当假设的数量较小时，测试可以并行地进行，即并行捕获算法。但当假设数量较大时，如PN 序列的周期较长的情况，由于资源的限制，这种测试一般是串行地进行，即先对当前的不正确的假设进行测试并将其排除后,再进行对下一个假设的测试。山于测试是串行地进行，所以对所有可能的假设进行测试往往需要很长的时间。

扩频通信系统伪随机序列的同步就是决定PN 序列每周期的第一个码片所对应的匹配滤波器输出的码片的峰值时间，因而严格地说，伪随机序列的同步是一个定时估计问题，但在伪随机序列的捕获阶段，只需获得一个试验的粗略估值，只要保证该估值与真实之间的差值在定时跟踪环路的捕获范围内即可。因此,在伪随机序列的捕获阶段，我们可以把时延的估值限制在有限的元素中，对这些有限的元素逐一进行假设检验，以获得时延的粗略估值。

扩频通信中，在获取伪随机序列的同步之前，一般无法进行载波相位和频率的测量及跟踪，因而PN 序列的定时假设检验装置应该是非相干方式的。图2.4给出一种适用于扩频通信系统PN 序列定时假设检验的基本装置。该装置中，首先将接收信号下变频至基带,进行匹配滤波后,对匹配滤波器的输出以T 。间隔采样，连续的N 个采样值做累加，得到累加和y 及其模平方Z ，即解相关器输出信号的能量，将Z 作为一次观测得到的观测变量，由L 次观测的观测变量依一定的检测方法对定时假设进行检验，若假设检验获得通过，则完成PN 序列的捕获，否则控制本地PN 序列发生器向前或向后滑动一个码元，再对下一个定时假设进行检验。

Tc 抽样

/错误

图2.4基本定时假设检验装置

图2.4中接收信号()t r 可以用式子（2.4）来表示，

()()()()t n e nT t g I E a R t r n t f j n c m e +⎪⎭

⎫ ⎝⎛-=∑∞-∞=+ϕπ02. （2 .4） 与接收信号的基带形式相比，此处引入的载波，其中0f 为载波频率，ϕ伪载波的随机相位。可以把接收信号看成是未经数据调制的，当采用导引信道或同步序列时就是这种情况。然而如果信号是经数据调制的，但数据序列与PN 序列是同步的，即数据率R 是码片速率的1/N(N=1/RTc),则数据在N 个码片上为定值，那么不失一般性，由于平方操作，可以让1±=m a 。首先考虑收发载频间频率误差为O ，即010=-=∆f f f 的情况。可以得到在本地PN 序列的定时与接收信号中PN 序列的定时误差为τ时，累加器输出信号为()z e R E N jy y y j c Q l +=+=ϕτ，于收发载频间存在频率误差，即0≠∆f 的情况,当2

1. c T f ∆时，匹配滤波器的输出可以用一个延迟型输出来近似，则 ()()()()()()()ϕπϕπππττ+-∆∞-∞

=+∆∆∆==∑c c T N f j c c c n fnT j c e fT fNT R E e R E y 12sin sin （2.5） 串行假设检验的性能指标取决于 ()()222Q l y y y Z +==

从而Z 中非噪声信号项为

[][][]()()()τππ22222sin sin R fT fNT E y E y E y E c c c Q l ⎥⎦⎤⎢⎣

⎡∆∆≈+= 21.〈∆c T f （2.6） 由于频率误差导致的恶化为

()()()2

sin sin ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆=∆c c fT fNT f D ππ （2.7） 因而频率误差只是引起解扩后信号中非噪声信号分量的能量损失，并且当c fT N ∆较小时，性能恶化的程度就比较小。例如，对于码片时间s T c μ1=(扩展带宽1≈MHz)，并且频率误差1=∆f KHz 的情况，若100=N ,恶化系数仅为97.0(dB 14.0-)，若256=N ，恶化系数为81.0〔dB 91.0-)。

对于伪随机序列的串行捕获，在没有任何前验信息的情况下，需要对所有P 个PN 序列的相位进行检测(P 为PN 序列的周期)。尽管如此如果在每个码片时间内只测试一次，正确的假设有可能在半个码片误差的情况下受到测试。在这种情况下()τ2R 有可能降低很多，从而导致几个分贝的性能损失，如对于采用升余弦信号的信道波形的情况，

该损失大约是4dB 。因此,相邻假设的时间间隔应该取为码片时间的几分之一。若在每个码片时间内包含1个假设检测，则对于滚降系数较小的升余弦信号，该损失降低到约2sin (l 2π)/()2

2l π。因而为了测试PN 序列的所有相位，需要搜索Lp v =个可能的假设。另外，如上一节所分析的,在可能的虚警概率下，为了保证足够高的检测概率，每个测试需要在LN 个码片上进行。因此，整个搜索时间和vLN 个码片时间成正比。当然如果搜索是在k 个并行处理器上进行，则捕获时间会相应缩短为k 分之一。至此，尚未包括当对所有假设进行一次测试后，由于对正确假设的错误检测而造成的新一轮对所有假设再进行一次测试所花的时间，因而当PN 序列相位的取值区间较大时，串行捕获方法的捕获时间会很长。

（2）伪随机序列的并行捕获方案

扩频系统接收机中PN 序列的捕获问题可以看作是对匹配滤波输出的脉冲序列()t y )中未知时延τ的估值问题。考虑到在伪随机序列的捕获阶段，只需确定τ所处的大致区间，而无需对τ的值作精确估计，因而估值的观测区间可以仅取为一个符号的时间

c D NT T =。

由于基于估值问题的捕获方案是在连续获()t y 在D T 时间范围内的所有观测后再进行的，所以这种捕获技术又称为并行捕获。

扩频序列同步相位

图2.5 伪随机序列并行捕获

伪随机序列并行捕获的原理如图2.5所示。系统接收到扩频信号后，经射频宽带滤波放大,再作载波解调后，分别送往2N 个编码序列相关处理解扩器，N 2个输出中哪一个输出最大，那该输出对应的相关处理解扩器所使用的序列相位状态就是发送来的扩频信号的编码序列相位,实现了编码序列的捕捉。2N 个序列相关解扩器使用同一本地编码序列(要接收的发送信号所使用的序列)，使用相同平衡调制器和积分器结构，但作解扩

时的本地序列相位各不相同，一个比一个相移2/c T ，即相移半个序列码元，D T 是编码序列宽度。积分器是相关积累的积分清除积分器,从D 0T →作积分，输出D T 时刻的积分值,随后清除置0，又一次作D 0T →的积分。

这种编码序列捕捉方式的捕捉时间是很短的。但是，接收机要使用2N 个解扩器，N>>1，序列捕捉电路设备量就很大。例如，2049=N ，捕捉用解扩器要4094个，这的确是过于庞大了。

（3）伪随机序列串并混合捕获方案

图2.7是一种同一时刻测试的儿个码相的方案，即把串行的有源相关结构与数字匹配滤波器(DMF)的并行结构直接混合，形成串一并混合相关(SPC)结构。

使用M 长的DMF ，其中M

混合方案旨在解决传统的串行搜索和并行搜索法的捕获性能与复杂度的矛盾。串/并混合相关结构能在运算复杂度有限的情况下，实现与匹配滤波法相当的平均捕获时间，并达到较高的检测概率和虚警概率。此外，图2.6中本地码每隔c MT 。时间载入相关器中，相位推移的步长是确定的。而对于实际系统，接收端应对正确相位有合理的估计范围，因此可采用一些手段代替完全的顺序搜索，并结合一些可变步长的搜索策略后会进一步提高捕获性能。

码钟

图2.6 混合式串一并相关结构

2）直扩同步信息的跟踪技术

扩频序列的捕捉是要使本地扩频序列相位同发送来的扩频序列相位一致，完成扩频序列捕捉后，是做到了彼此相位一致，但是彼此之间的准确一致程度在每次捕捉完成后可能是有差别的。捕获单元完成伪码粗同步后，接收伪码与本地伪码并没有完全对齐，而且由于二者频率差的存在，很快就会失去同步。为了保持住同步，就必须使用锁相环。常用于扩频通信伪码跟踪的锁相环是延迟锁相环。

扩展频谱通信系统的序列同步，既要确定扩频序列相位同发送来的扩频序列相位同步，又要确立扩频序列对发送来的扩频序列相位的跟踪。要建立扩频序列相位对发送的扩频序列相位的同步和跟踪就要能正确给出两序列的相位差，根据该差值产生能减小该相位差的控制信号，以此控制本地扩频序列相位与发送的相位一致。能实现该功能的是具有S 型曲线的鉴相器。扩频系统中，PN 码的跟踪是依据PN 码的自相关特性。长为N 的m 序列的自相关函数为

()ττc

PN T N N R 1+-= c T ≤τ （2.8） ()1-=τPN R ()c c T N T 1-≤≤τ （2.9） 当偏差在一个码片内，接收伪码与本地伪码完全对齐时，相关值最大，二者偏差越大，相关值越小，相关值的大小反映了二者对齐的程度。但是，()τＲ不能反映本地伪码是超前还是滞后于接收伪码，为了解决这一问题,通常使接收伪码分别与相位超前半码片、相位滞后半码片的两路本地伪码进行相关，将两个相关值相减，所得值反映了相位差的方向和大小。

2.3 跳频通信系统的机理

2.3.1 跳频通信系统的原理

跳频通信系统组成的核心部分有跳频图案发生器、频率合成器和频率同步器等。 跳频序列发生器用来产生随机的或者伪随机的多值序列，频率合成器在该序列的控制下生成所需要的频率。在跳频通信系统中，要求频率合成器具有很高的频率切换速度；应用跳频频率序列控制频率合成器产生实际频率；应用跳频同步器来控制接收机的本振频率的跳变，以使其与发射机的载波频率跳变达到同步。其基本原理图如2.7所示。

图2.7 跳频通信系统原理图

跳频通信主要应用于战术无线电通信和民用移动通信，其不仅可以传输话音，也可以传输数据。基本工作原理是：在发射机端，首先，信息调制器对输入的数据信息进行调制处理，将其调制到频率为s f 的载波上，获得带宽为R 的调制信号；其次，应用跳频序列发生器所产生的跳频序列控制跳频频率表选取所需的频率控制码；再次，在所取频率控制码的控制下，频率合成器在不同的时隙内输出频率跳变的本振信号；最后，用该本振信号对已调信号进行变频处理产生射频信号，该射频信号的频率将按照跳频序列进行跳变，即为跳频信号。跳频信号带宽W 与调制信号的带宽R 的比值（R W /）就是跳频通信系统的处理增益p G 。在接收机端，通过跳频同步器控制产生与发射机所采用的跳频序列一致的本地跳频序列来控制跳频频率表，取出相应的频率控制码对频率合成器进行控制，产生输出频率按照跳频序列相应跳变的本振信号。最后，利用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s f ，实现解跳。解跳后的调制信号，在本地载波作用下，经解调恢复出数据信息。

跳频系统数学模型为：设)(t m i 为第i 个发射机的信息信号，)(t m i 信号是模拟的或数字的，其信号的载波为)cos(2ij ij t P φω+，是以时间t 为自变量的函数，在跳频序列的控制下，随着频率合成器输出而变化。其中，P 表示信号功率，ij ω和ij φ分别表示在时隙h h T j t jT )1(+<≤（h T 为跳频的周期）内第i 个发射端产生的跳频信号的频率与相位。

跳频通信系统的第i 个发射端的跳频信号为，

)cos()(2)(ij ij i i t t m P t S φω+= （2.10）

因此，接收端的接收信号为，

)()()cos()(2)(1t n t J t t m P t R ij ij i U

i +++=∑=φω （2.11）

式中：U ---同时在同一信道中发射信号的数目； )(t J ---外界干扰；

)(t n ---高斯白噪声。

现假设接收机要接收的是第一个发射机发送的信息信号)(1t m ，使用本地载波)cos(21'1'j j t φω+进行解跳，则解跳输出为，

)

cos(2)()cos(2)()cos(2)cos()(2)cos(2)cos()(2)(1'1'1'1'1'1'21'1'111j j j j j j ij ij i U i j j j j t t n t t J t t t m P t t t m P t W φωφωφωφωφωφω+⋅++⋅++⋅++

+⋅+=∑= （2.12）

在时隙h h T j t jT )1(+<≤内，如果接收机本地载波频率j 1'ω与第一个发射机发送来的频率j 1ω满足关系式ωωω∆=-j j 1'1（接收机中频），那么式（2.3）的第一项就变为式（2.13)，

)cos()(2)(11φω∆+∆=t t m P t W （2.13） 式中，j j 1'1ωωω-=∆；j j 1'1φφφ-=∆。

将该信号混频再通过中心频率为ω∆、带宽为B 的带通滤波器进行滤波，再经解调器解调，就可以获得第1个发送信号)(1t m 。

式（2.3）的第二项为，

)

cos()(2))

()cos(()(2)(21'1'22ij ij i U i j ij j ij i U i t t m P t t m P t W φωφφωω∆+∆=-+-=∑∑== （2.14）

式中，j ij ij 1'ωωω-=∆，j ij ij 1'φφφ-=∆。

这样，只要是在时隙h h T j t jT )1(+<≤内，有ωωωω∆≠-=∆j ij ij 1'（i=1,2,3，…，U ）即除去第一个发射信号外，其他1-U 个发射信号在时隙h h T j t jT )1(+<≤内使用的载频，都不能同接收方的本地载波正好相差中频ω∆。这样，)(2t W 信号就在带通滤波

无人机遥控数据链电磁环境适应性仿真研究

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/3f19257988.html, 无人机遥控数据链电磁环境适应性仿真研究作者：沈延安 来源：《价值工程》2012年第05期 摘要：运用Simulink的仿真平台，搭建了基于直接扩频技术的无人机遥控链路模型，统计分析了在高斯白噪声条件下，链路受到窄带干扰、宽带干扰及梳状谱干扰时的误码率情况，评估了无人机遥控链路对抗各种干扰的能力。 关键词：电磁环境；误码率；SIMULINK；仿真 中图分类号：TP39 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）05-0178-02 0引言 在近代局部战争中，无人机的突出表现加速了无人机在军事领域的应用，引起了各国军界的极大关注。通常一个无人机系统主要由地面控制站、通信测控系统和无人机等三部分组成[1]。地面控制站和无人机之间的通信信道又可以分为遥控信道和遥测信道。遥控信道为上行 信道，从控制站发往无人机，主要发送对无人机飞行姿态、状态设置等进行控制的指令。无人机往往远离自己的控制站，而处于敌方上空，无人机数据链上行信道常常是干扰方的首选，使无人机的作战效能无法得到充分发挥。 战场电磁环境对无人机的影响与诸多因素有关，包括飞行的航迹、飞机结构特点、飞行任务、电磁环境与无人机之间的相互干扰、以及电磁的干扰等等因素。耦合途径主要可概括为：透过飞机蒙皮、缝隙、口盖等，与机载设备及电缆耦合，或直接通过机载天线端口，使其性能下降或产生差错，造成机载无线电设备损坏，进而对系统产生影响。 前者对无人机装备效能的影响是最主要的，因此，判断数据链性能好坏的依据通常是检验其在预期电磁环境条件下误码率的高低，或为达到一定的误码率要求，数据链接收设备输入端所应具有的信号干扰（噪声）比[3，4]。 采用基于模型、准则和仿真的评价体系是我们常用的检验和评估无人机电磁环境效应方法，传统的电磁兼容性及相关的环境试验的方法，存在许多的不足之处，它只能针对已完成试生产的检验，一旦存在问题而须重新设计，这对型号工程而言，势必造成费用和时间的巨大浪费，是绝对不可接受的。采用基于模型、准则和仿真的评价体系，就可以解决这一问题，它对研制和现役无人机的电磁环境适应能力进行综合评价，利用飞机结构、飞行任务规划、系统分析模型和评估准则，克服了上述种种的不足与局限，因而广泛受到大家的应用。

频域陷波抗干扰通信技术

频域陷波抗干扰通信技术

频域陷波抗干扰通信技术 07083115 07083119 一、 题目要求 复习信号调制解调的基础知识，了解DSSS 系统基本原理。 使用Simulink 构成一个在单音,多音或者梳状谱干扰下的DSSS 系统, 仿真分析使用频域陷波抗干扰通信技术对DSSS 系统误码率的改善. 二、 实验方案及公式推导 A. 公式推导 Bernoulli Binary Gendrator 模块产生二进制数据流()a t ,码率1b T , PN Sequence Generator 模块产生PN 序列信号()c t ,码率 1c T , 则扩频信号为 ()()()d t a t c t =⊕ (1) 可以先将(),()a t c t 通过Unipolar to Bipolar Converter 模块使变成取值为{-1,1}的二进制码流''(),() a t c t ,则 '''''()()()()()d t a t c t a t c t =?= (2) 将(2)式'()d t 通过Bipolar to Unipolar Converter 模块变回单极码流()d t , ()d t 通过BPSK 调制成信号 ' ' ()()()cos(2)c s t a t c t f πθ=+ (3) 将(5)式()s t 通过加性高斯白噪声信道AWGN,得 '''()()()()()cos(2)()c r t s t n t a t c t f n t πθ=+=++ (4) 加入单音、多音或者梳状谱干扰信号1()cos(2)N i i i J t f t π?==+∑,得 '' ' ' 1 ()()()cos(2)cos(2)()N c i i i r t a t c t f f t n t πθπ?==++++∑ (5) 变为频域形式''()r w ,取出幅值,假设当干扰信号()J t 为0时的幅值最大G, 则编写代码使当信号频域幅值大于G 的频率处幅度为G 重新变换为时域信号 ,然后通过BPSK 解调模块,解调出信号(t)

梳状谱信号机理与仿真技术

摘要 扩频通信具有良好的抗干扰性、低截获概率及组网能力，因此扩频技术一出现，便在军事领域得到了极大的发展，提高了军事装备的抗截获和抗干扰能力，向通信对抗提出了严峻的挑战。其中，对扩频中跳频对抗技术开展的研究，寻求干扰跳频通信的方法，己成了当前通信对抗领域十分紧迫而困难的任务之一。目前对跳频通信系统干扰方式的研究包括部分频带压制式干扰、全频带压制式干扰、跟踪式干扰、对跳频同步系统的干扰、频率预测式干扰等。但其中最为常用也最为有效的依然是部分频带压制式干扰和全频带压制式干扰，而梳状谱干扰方法便是实现部分频带压制式干扰或全频带压制式干扰的一种最为常用的方法。因此，本文对跳频通信系统的部分频带干扰进行了理论分析和仿真研究。 本文从扩频系统机理出发对跳频通信系统和直扩通信系统进行了研究，并分析了跳频通信系统干扰方式，其中最主要的是研究梳状谱干扰信号机理。文章从理论上分析了典型通信干扰对跳频通信系统的影响，包括全频段干扰、部分频带干扰、单音干扰、多音干扰、跟踪式干扰、频率预测式干扰等。此后展开对梳状谱信号机理的研究，在对跳频通信系统信号调制、跳频调制、同步捕获、同步跟踪、跳频解调、信号解调的仿真基础上，完成基于MATLAB的梳状谱信号仿真与跳频仿真，同时测试其对跳频通信系统的影响。 关键词：扩频通信；跳频；直扩；梳状谱；MATLAB仿真

Abstract Spread spectrum communication has some advantages, such as good anti-interference performance, low probability of intercept and networking capability. As soon as the spread spectrum technology appeared, it is widely developed on the military side. The advanced technology contributes to the anti-interference property and the low probability of intercept, putting forward severe challenges to communication countermeasure. Among the current tasks, researching of communication countermeasure and finding the method of reference have become the top topic in the communication countermeasure field. Nowadays, there are several inference methods, including partial-band blanket interference, full band blanket interference, tracking interference, frequency predicted interference and so on. The most important and efficient interference is partial-band blanket interference or full band blanket interference, which is commonly used in the world. Therefore, this paper has a good study on the theory and analysis of partial-band blanket interference through simulation. This paper, starting from the mechanism of frequency hopping communication system and spread spectrum communication system, analyzes the interference methods to FH communication system, and its uppermost study is the mechanism of comb spectrum interference signal. The impact of typical communication interference on frequency hopping communication system is analyzed in the paper, including f partial-band blanket interference, full band blanket interference, tracking interference, frequency predicted interference, etc. The paper study on the mechanism of the comb spectrum signal mainly. Based on the simulation of frequency hopping communication system, this paper completes the simulation of comb spectrum and frequency hopping system, depending on MATLAB software, and testing its impact on frequency hopping communication system. Key words: Spread spectrum communication;FH; DS; Comb spectrum; MATLAB simulation

8FSK 报告 基于matlab

在数字传输系统中，数字信号对高频载波进行调制，变为频带信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号，由于大多数实际信号都是带通型的，所以必须先用数字频带信号对载波进行调制，形成数字调制信号再进行传输，因此，调制解调技术是实现现代通信的重要手段。实现调试解调的方法有很多种，本文基于141A所要求的8FSK信号参数,实现了8FSK信号的调制和解调方案,在实际应用中取得了很好的应用效果。1短波中8FSK信号简介在多进制频移键控中,载波频率随着信号而变化,每个符号对应一个载波。以8FSK为例,8FSK信号可以发送8种符号,每符号有3 bit,分别为000,001,010,011,100,101,110,111其信号表达式可以为i()2S coscS其中,ES为单位符号的信号能量;ωc为载波角频。 关键字：8FSK 短波通信调制解调

1.课程设计要求 (1) 2.课程设计目的 (1) 3.相关知识 (1) 3.1 MATLAB简介 (1) 3.2 MATLAB基本功能 (2) 3.3 MATLAB产品应用及特点 (2) 3.4 SIMULINK简介 (3) 4.课程设计分析 (3) 4.1设计原理 (3) 4.2参数设置 (6) 5.仿真及其测试分析 (8) 结论 (11) 参考文献 (12)

1.课程设计要求 1、完成8FSK调制信号的产生，并进行时频域分析。 2、完成8FSK信号的数据解调，并对结果进行有效性验证。 3、利用Matlab-Simulink建立系统模型。 4、信号参数：信息速率150Hz，载波中心频率15MHz，采样频率120MHz。 5、依据相关参数，产生8FSK调制信号。 6、设计一种方法完成8FSK信号的数据解调。 2.课程设计目的 1、理解电子信号通信原理。 2、熟悉系统建模方法。 3、配置电子信号，设计相关应用方法。 3.相关知识 3.1MATLAB简介 MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。除具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制等功能。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学，工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多，当前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox)。工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算，可视化建模仿真，文字处理及实时控制等功能。学科工具包是专业性比较强的工具包，控制工具包，信号处理工具包，通信工具包等都属于此类。MATLAB具有许多的优点比如：语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富;MATLAB既具有结构化的控制语句(如for循环，while循环，break语句和if语句)，又有面向对象编程的特性;程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各种型号的计算机和操作系统上运行，等等优点。因此在各个学科和领域得到了广泛的应用。

基于ads仿真的梳状谱发生器的设计与实现

基于ads仿真的梳状谱发生器的设计与实现梳状谱发生器是一种广泛应用于通信、雷达、光谱分析等领域的 信号发生器，它能够提供稳定、高分辨率、频率连续可调的信号输出。本文将针对梳状谱发生器的设计与实现，基于ads仿真进行详细的介绍。 梳状谱发生器的基本原理是利用频率合成技术，通过将多个相位 可调的载波信号进行混频合成，形成一个频率分辨率非常高的梳状谱，从而实现高精度的信号产生。梳状谱发生器通常包括振荡器、相位调 节器、混频器、滤波器和放大器等基本组成部分。 首先，我们需要确定梳状谱发生器的工作频率范围和分辨率要求。在设计时，我们可以选择使用基于DDS（直接数字合成）技术的数字振荡器作为基频信号源，以实现频率连续可调的要求。结合相位调节器 可以实现每个频率分量的相位调节，从而实现梳状谱的产生。 其次，我们需要设计混频器和滤波器模块，用于将多路频率合成 的信号进行混频和滤波处理，以获得稳定、纯净的输出信号。在ads

仿真中，我们可以通过建立适当的混频器和滤波器模型，进行电路的 仿真分析和参数优化，以满足梳状谱发生器的输出性能要求。 另外，对于梳状谱发生器的放大器设计也非常关键。放大器需要 具备高线性度、宽带和低噪声等特性，以保证输出信号的幅度和谱纯度。在ads仿真中，我们可以利用模拟器进行放大器电路的设计优化，以提高整个梳状谱发生器的整体性能。 在实际的工程应用中，还需要根据具体的系统需求，考虑梳状谱 发生器的集成度、尺寸和功耗等方面的问题。通过优化电路结构和选 择合适的器件，可以实现梳状谱发生器的小型化和低功耗化。 总的来说，基于ads仿真的梳状谱发生器设计与实现涉及到频率 合成技术、混频和滤波技术、放大器设计和电路优化等多个方面。通 过逐步分析和优化各个模块，可以实现高性能、高稳定性的梳状谱发 生器设计，满足不同领域的应用需求。

一种基于FPGA的数字可控梳状谱发生器设计

一种基于FPGA的数字可控梳状谱发生器设计 作者：厉沁知周焚江蒋旭辉 来源：《数字技术与应用》2018年第08期 摘要：梳状谱发生技术是电子侦测系统的一项关键技术。本文介绍了一种基于FPGA的数字可控梳状谱发生器的设计，该设计采用FPGA+DA的架构，仿真并实现了梳状谱间隔为250kHz、400kHz的梳状谱信号产生，该发生器具有梳状谱间隔可调整、幅度一致性高、频点数多等特点。 关键词：梳状谱发生器；FPGA 数字可控；幅度一致性高 中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）08-0159-03 梳状谱信号发生器是一种常用的射频器件，作为高可靠性、高频谱纯度信号源广泛应用于微波通信，微波计数器，示波器，电子雷达，电子侦测设备中。 现有的大多数为模拟梳状谱发生器，利用阶跃恢复二极管的非线性电抗特性或者利用双极性晶体管的非线性电阻特性实现的一定周期的脉冲信号输出，从而获得各次谐波的梳状谱信号。但模拟梳状谱发生器具有一定的使用局限性，如实际调试工作复杂，移植性差，工作频率范围有限，各次谐波幅度不一致，谱间隔不可调等[1][2]。比如阶跃恢复二极管梳状谱发生器产生的梳状谱的谱线间隔不能调节，同时因属于模拟电路，稳定性较差[3][4]。近年，数字梳状谱发生器得到了发展，基本利用FPGA或者其他数字模块的数字时钟模块（digital clock managers，DCM）来产生满足要求的窄脉冲，很好地解决了模拟电路实际调试工作复杂，移植性差的问题[5][6]。但由于还是采用脉冲信号产生各次谐波的梳状谱生成技术的限制，仍具有特定的使用局限性，如工作频率范围有限，各次谐波幅度不一致，有多余谐波，谐波谱间隔较大，很难达到kHz级别等[7]。 针对上述数字梳状谱发生器存在的问题，本文提出了一种基于FPGA的数字可控梳状谱发生技术，基于软件无线电发射机数字模型，建立了FPGA+DA的硬件架构，可根据实际系统需求实现可变谱间隔、多频率点的高性能梳状谱信号输出，极大克服了现有梳状谱发生器的缺点，提升了梳状谱发生器的性能。 1 现有梳状谱信号发生器原理及缺点 1.1 模拟梳状谱信号发生器

光电模拟仿真技术概述

光电模拟仿真技术概述 光电模拟仿真技术，作为一种基于计算机辅助设计和数字仿真的先 进技术，已经在各个领域得到广泛应用。本文将对光电模拟仿真技术 的概念、应用领域、工作原理和未来发展进行简要介绍。 一、概念 光电模拟仿真技术是指利用计算机技术对光电系统进行建模和仿真，以评估系统性能、优化设计和预测实际运行结果的一种技术。通过模 拟仿真，可以准确分析光电系统在不同条件下的光学特性、电子性能 和传输过程，为工程设计和决策提供依据。 二、应用领域 光电模拟仿真技术在多个领域都有广泛的应用。以下是几个主要领 域的应用案例： 1. 光通信系统 光通信系统是现代通信技术的重要组成部分，光电模拟仿真技术可 以用来优化光纤传输线路、评估光信号传输质量和设计光接口等。通 过仿真，可以准确模拟系统中的光学衰减、失真、噪声等影响因素， 提高光通信系统的性能。 2. 光学成像系统 光学成像系统包括相机、望远镜、显微镜等设备，光电模拟仿真技 术可以用来优化光学元件的参数选择、预测成像质量和优化图像处理

算法。通过仿真，可以准确模拟系统中的光路传输特性和图像采集过程，提高成像系统的性能。 3. 光电探测器 光电探测器是光电系统中的核心组件，光电模拟仿真技术可以用来评估光电探测器的灵敏度、响应速度和噪声等性能指标。通过仿真，可以优化探测器结构和材料的选择，提高光电系统的检测性能。 三、工作原理 光电模拟仿真技术的工作原理主要包括以下几个步骤： 1. 建立模型 根据实际光电系统的结构和参数，通过数学建模的方式建立仿真模型。这些模型可以涉及光学元件的几何形状、光学特性、材料属性以及电子元件的电学特性等。 2. 设定边界条件 为了准确模拟实际情况，需要设定仿真过程中的边界条件，如光线入射角度、光源强度、环境温度等。这些边界条件将影响光电系统的性能和仿真结果。 3. 运行仿真 根据建立的模型和设定的边界条件，运行光电仿真软件进行仿真计算。仿真软件将模拟光学传输过程、电子器件的工作状态以及系统性能的变化情况。

高速信号仿真与分析的技术与方法

高速信号仿真与分析的技术与方法随着计算机技术的不断发展，现代电子设备的性能和速度越来 越快，高速信号仿真技术得到了越来越广泛的应用。在电子产品 设计和制造中，高速信号传输已经成为越来越重要的关键技术之一。高速电路的设计和优化对于实现高速信号传输和稳定性至关 重要。因此，高速信号仿真分析技术成为了电子产品设计制造过 程中不可缺少的重要环节。 一、高速信号仿真分析技术的作用 在电路设计阶段，一个好的仿真分析工具不仅能够提高工作效率，更能够良好地评估电路的性能和稳定性。仿真分析工具可以 对电路进行迭代和验证，这样可以保证电路性能的有效性以及稳 定性的可靠性。目前，在高速信号仿真领域中，常见的仿真分析 工具主要有SPICE、IBIS、HSPICE等。这些工具的好处在于能够 帮助设计师对高速信号传输进行仿真分析，提前发现不稳定现象，减少因规格不足而导致的问题。 二、高速信号仿真分析技术的发展

随着高速信号技术的不断发展，高速信号仿真技术得到了越来越广泛的应用。在电路设计和优化的过程中，仿真分析工具变得越来越必要。由于高速信号技术的复杂性和多变性，仿真分析工具也在不断发展，不断引入新的特性和功能。这些新的特性可以帮助设计人员更好地进行电路仿真分析和优化设计，提高电路的性能和稳定性。 三、高速信号仿真分析技术的优势和限制 目前，高速信号仿真技术有一些明显的优势和限制。首先，高速信号仿真技术可以提供有效的验证和验证结果，帮助设计人员分析电路的性能和稳定性。其次，高速信号仿真技术是高效的工具，可以帮助团队在时间上抢先一步。然而，高速信号仿真技术的局限性也很明显，需要花费大量的时间和精力进行仿真分析和优化设计，特别是在处理应用于极端条件下的高速信号仿真分析时，更需要全面的工程师技能。此外，仿真分析中的误差和不确定性也是很难避免的。因此，在进行仿真分析时，需要适当的技术支撑和实际经验。 四、高速信号仿真分析技术的未来发展

梳状谱信号的表达式

梳状谱信号的表达式 梳状谱信号是一种在时频域中具有梳齿状结构的信号。它的表达式可以用数学方法来描述。梳状谱信号通常表示为复数函数的形式，它在频率轴上由许多平行分布的峰值构成，每个峰值对应于不同的频率。下面将详细介绍梳状谱信号的表达式及其特点。 设梳状谱信号为s(t)，其中t表示时间。首先，我们可以将梳状谱信号表示为一个基本信号的线性叠加形式。对于基本信号f(t)，它具有特定的频率ω，梳状谱信号可以定义为： s(t) = Σ A(ω)e^(jωt) 其中，Σ表示求和符号，A(ω)是频率为ω的基本信号的幅度，e^(jωt)表示复指数函数。 梳状谱信号的关键特点是频率复现性，即它的频谱重复出现。通过观察上述表达式可以发现，梳状谱信号的频域表示中频率采样是均匀的，峰值之间的间隔为一个常数。这个常数可以表示为Δω = 2π/T，其中T是梳状谱信号的周期。由于频谱的重复性，梳状谱信号通常也被称为周期谱信号。

此外，梳状谱信号的幅度A(ω)和相位φ(ω)也具有重复性。在 频域中，幅度可以表示为： A(ω) = A(ω + kΔω) 相位可以表示为： φ(ω) = φ(ω + kΔω) 其中k是一个整数，表示峰值间的编号。 梳状谱信号在实际应用中具有广泛的意义。它可以用于信号处理、通信系统、雷达和地震勘探等领域。在信号处理中，梳状谱信号可以 用于频谱分析、滤波和降噪。在通信系统中，梳状谱信号可以用于频 谱设计和多载波调制。在雷达和地震勘探中，梳状谱信号可以用于目 标检测和成像。 总结起来，梳状谱信号是一种在时频域中具有梳齿状结构的信号。它的表达式可以通过基本信号的叠加来表示。梳状谱信号的频谱具有 重复性，具有均匀分布的峰值和固定的频率间隔。梳状谱信号在各种 应用中都具有重要的意义，并且被广泛应用于信号处理、通信系统、 雷达和地震勘探等领域。

第六章 建模与仿真的校核、验证与确认

第六章建模与仿真的校核、验证与确认 由于仿真技术具有的优越性——可操纵性、可重复性、灵活性、安全性、经济性，且又不受环境条件和空域场地的限制，其应用越来越广泛，同时它本身的准确性和置信度也愈来愈引起人们的广泛重视。建模与仿真的校核、验证与确认（Verification，Validation and Accreditation，VV A）技术正是在这种背景下被提出的。VV A技术的应用能提高和保证仿真置信度，降低由于仿真系统在实际应用中的模型不准确和仿真置信度水平低所引起的风险。本章介绍VV A的基本概念和方法以及对仿真结果的统计分析方法。 6.1 VV A技术 建模与仿真的正确性和置信度是仿真的生命线，没有一定置信度的仿真和仿真系统，其结果是毫无意义的，甚至可能造成错误的决策。建模与仿真的校核、验证和确认技术的应用是保证和提高仿真置信度的有效途径。 校核的目的和任务是证实模型从一种形式转换成另一种形式的过程具有足够的精确度；验证是从预期应用的角度来确定模型表达实际系统的准确程度，其目的和任务是根据建模和仿真的目的和目标，考察模型在其作用域内是否准确地代表了实际系统；确认是一项相信并接受某一模型的权威性决定，它表明决策部门已确认该模型适用于某一特定的目的。 国外早在20世纪60年代开始对模型的有效性问题进行研究，并在概念和方法性研究方面取得了许多重要成果。以美国为例：例如美国国防部成功地对“爱国者”导弹半实物仿真模型进行了确认，还有BGS（Battle Group Simulation）、LDWSS（Laser Designator/Weapon System Simulation）等武器仿真系统都经过了确认和验证；美国宇航局（NASA）对TCV（Terminal Configured Vehicle）仿真

机理仿真 matlab simulink-概述说明以及解释

机理仿真matlab simulink-概述说明以及解释 1.引言 1.1 概述 引言部分是文章的开篇，用于引入读者对于文章主题的理解。在本篇关于机理仿真matlab simulink 的长文中，引言部分可以包括以下内容： 机理仿真是指利用计算机模拟和模型技术来模拟和分析各种物理系统的行为和性能。随着计算机技术的不断发展和进步，机理仿真在工程领域中扮演着日益重要的角色。Matlab作为一种强大的数学计算软件，被广泛应用于各种领域的仿真分析中。而Simulink作为Matlab的扩展工具，更是为系统级建模和仿真提供了便利和高效性。 本文将介绍机理仿真在工程领域中的应用及其在Matlab和Simulink 中的具体实现方法。在接下来的正文部分中，我们将详细讨论机理仿真的概念、Matlab在仿真中的应用以及Simulink的基本原理。最后，我们将总结本文的主要内容，并展望机理仿真在工程领域中的应用前景。希望通过本文的介绍，读者能够对机理仿真及其在Matlab和Simulink中的应用有所了解，并启发更多的研究和应用。 1.2 文章结构 文章结构部分的内容如下：

本文主要分为三个部分：引言、正文和结论。 在引言部分，将首先对机理仿真进行简要介绍，然后说明本文的结构安排，并明确本文的目的。 在正文部分，首先会介绍机理仿真的概述，包括其定义、作用和重要性。接着将探讨Matlab在仿真中的应用，介绍Matlab在仿真中的特点和优势。最后将详细讲解Simulink的基本原理，包括Simulink的工作原理、模块和运行流程。 在结论部分，将对全文进行总结，归纳本文的主要观点和结论。同时，展望机理仿真在未来的应用前景，并进行一些探讨。最后以一些结束语来结束全文，点亮全文的主题思想。 1.3 目的： 本文旨在探讨机理仿真在工程领域的应用和价值，具体包括介绍机理仿真的概念和原理、阐述Matlab在仿真中的应用技术、深入解析Simulink 的基本原理。通过本文的研究，读者将能够了解到机理仿真在工程设计和优化中的重要性，以及如何利用Matlab和Simulink工具进行有效的仿真分析和验证。最终的目的是为读者提供一些实用的技术指导，帮助他们在工程实践中更好地应用机理仿真技术，提高工作效率和质量。

Matlab中的生物模拟与仿真技术

Matlab中的生物模拟与仿真技术引言： 在当今的科学研究领域中，生物模拟与仿真技术正日益受到重视。作为一种提供丰富工具和功能的编程语言与环境，Matlab在生物模拟与仿真领域中得到了广泛应用。本文将介绍Matlab在生物模拟与仿真方面的技术和应用，包括生物信号分析、神经网络建模、遗传算法优化等。 一、生物信号分析 生物信号分析是生物医学工程领域的重要研究内容之一。Matlab提供了强大的信号处理工具箱，可以用于处理和分析生物信号数据。例如，通过Matlab可以对心电图、脑电图等生物电信号进行滤波、降噪和频谱分析等操作，从而更好地理解和分析生物信号的特征和规律。 此外，Matlab还提供了一系列用于信号特征提取和分类的函数和工具箱。对于心电图来说，可以利用Matlab中的R波检测算法和心率变异性分析工具来实现对心脏功能的评估。而对于脑电图来说，可以通过Matlab进行事件相关电位分析以及频域和时域特征提取，从而揭示大脑活动的变化和功能。 二、神经网络建模 神经网络是模拟人脑神经元网络连接的计算模型，它在解决复杂问题和模拟生物过程方面具有广泛的应用。Matlab提供了神经网络工具箱，可以用于构建和训练各类神经网络。通过Matlab的神经网络工具箱，研究者可以灵活地设计神经网络架构，并利用反向传播算法进行网络参数的优化和训练。 在生物模拟与仿真中，神经网络模型常常被用来研究大脑认知、行为过程以及疾病机制。例如，通过构建和训练一个多层感知机神经网络，可以对大脑的学习和

记忆过程进行模拟。此外，神经网络模型还可以用于神经电活动的预测和控制，如脑机接口技术中的运动控制。 三、遗传算法优化 遗传算法是一种模拟生物进化过程中的自然选择与遗传变异机制的优化算法。Matlab提供了遗传算法和进化计算工具箱，可用于优化问题的求解。通过模拟遗传算法的操作，如选择、交叉和变异等，可以对复杂的优化问题进行求解，包括参数优化、优化控制和模型参数辨识等。 在生物模拟与仿真中，遗传算法优化常用于构建和优化生物系统模型。例如，通过对动力系统模型进行参数优化，可以更准确地预测生物过程中的动力学变化。此外，遗传算法还可以用于优化生物特征选择和分类模型，如基因表达谱数据的特征选择以及脑影像数据的分类等。 结论： Matlab作为一种强大的科学计算工具，为生物模拟与仿真提供了丰富的功能和工具。通过Matlab，研究者可以进行生物信号分析、神经网络建模和遗传算法优化等研究，进一步推动生物科学的发展。未来，预计Matlab在生物模拟与仿真领域的应用将不断扩展和创新，为人类探索生命的奥秘提供更强有力的工具和支持。 --- 注：由于限制字数和主题涉及范围，此文稿只能概述了部分Matlab在生物模拟与仿真技术方面的应用。具体细节需根据实际研究需求进行进一步探索和深入学习。

OFDM系统设计与仿真共3篇

OFDM系统设计与仿真共3篇 OFDM系统设计与仿真1 OFDM系统设计与仿真 OFDM技术是一种多载波信号传输技术，将整个信道分割成数 个互不干扰的子载波，每个子载波都可以进行调制传输数据，使得OFDM技术具有抗多径和高速传输的优点，因此在现代通 信系统中得到广泛应用。本文将介绍OFDM系统的设计和仿真 过程。 一、OFDM系统的设计 OFDM系统的设计首先需要确定系统的参数，包括子载波数量、调制方式、误码率等。具体的设计流程如下： 1. 确定子载波数量 OFDM系统中子载波数量的选择与系统的带宽有关系，可以通 过下式计算出子载波数量： N = B/Δf 其中，N是子载波数量，B是系统的带宽，Δf是子载波的带宽。

2. 确定调制方式 OFDM系统的调制方式有许多种，如BPSK、QPSK、16QAM、 64QAM等。不同的调制方式可以达到不同的传输速率和误码率，通常选用16QAM和64QAM，可以提高系统的信噪比和传输速率。 3. 确定误码率 OFDM系统在传输数据时会受到各种干扰和噪声的影响，因此 需要确定合适的误码率。在一般情况下，当误码率为10^-5时，OFDM系统的性能最优。 二、OFDM系统的仿真 OFDM系统的仿真可以通过软件或硬件实现。其中，软件仿真 可以通过Matlab软件实现，硬件实现需要使用FPGA等电路设计工具。 1. Matlab仿真 Matlab软件提供了许多工具箱，可以方便地进行OFDM系统的 仿真。例如，可以使用Communications Toolbox进行信道估计、信号变换和误码率分析等，可以使用Simulink进行系统 建模和仿真。下面以Simulink仿真为例，介绍OFDM系统的仿真过程。 首先，将OFDM调制器、仿真信道和OFDM解调器添加到

正交梳状谱型探测干扰一体化信号波形

正交梳状谱型探测干扰一体化信号波形 谭龙;姜秋喜;刘方正 【摘要】针对现代武器平台上同构电子系统所用一体化信号在实际应用中不能灵活控制信号形式的问题,提出了正交梳状谱型探测干扰一体化信号波形.该波形是在基于所提梳状谱信号的正交性特点上,用其分别对探测信号和干扰信号进行调制,得到一种能灵活控制信号形式的雷达探测干扰一体化波形,实现干扰探测两类功能一体化.仿真结果表明,通过该方法设计的信号波形具有较好的测距与测速能力,且能够在完成隐蔽探测的同时进行有效干扰,为同构电子系统的设计提供了参考. 【期刊名称】《探测与控制学报》 【年(卷),期】2016(038)002 【总页数】5页(P78-81,87) 【关键词】信号波形;梳状谱;正交性;一体化 【作者】谭龙;姜秋喜;刘方正 【作者单位】解放军电子工程学院信息处理实验室,安徽合肥230037;解放军电子工程学院信息处理实验室,安徽合肥230037;解放军电子工程学院信息处理实验室,安徽合肥230037 【正文语种】中文 【中图分类】TN911 随着战场环境日益复杂，遂行作战任务的电子设备将越来越多。然而，众多相对独立的电子设备不仅在空间、频谱及功能上交叉重叠、相互制约、相互影响，而且在

资源、功耗上各需保障，消耗极大，给作战平台增加难以承载的负担，增大了作战平台空间体积与重量，增添了相互间的电磁干扰，削弱了作战平台的机动性与灵活性，最终导致作战平台作战能力降低[1]。因此，发展综合集成，工作灵活的侦、干、探、通同构系统已显得至关重要，也必成为各国竞相争夺的信息化制高点。而实现同构电子系统信号一体、信道一体、系统一体、应用一体的关键是一体化信号波形设计及其接收处理方法研究。 目前，常用的一体化信号有：基于混沌理论的二相编码[2]、噪声复合调制、伪随机二相编码[3]等。这几类信号虽都能达到理想效果，但在实际应用中对信号形式的选择不能做到灵活控制，本文针对此问题，提出了一种基于正交梳状谱的雷达一体化信号。 1.1 常规梳状谱(SFM)信号和几何梳状谱(GC)信号 SFM信号的数学模型为： 式(1)中，fm为调制频率，信号的频谱为等间隔分布，β为调制指数。 SFM信号模糊函数类似钉板形，但其测距、测速能力较差，因为其距离模糊度函数类似周期正弦信号(CW)，且较高的多普勒旁瓣也将使信号产生测速模糊，为提高信号性能，采用增大频率间隔fm的方法，使相邻频点间不产生混叠，但增大频率间隔导致频带利用率较低。 Henry Cox提出了一种新的GC信号，该信号具有类似板钉形状的模糊度函数，相比等间隔的梳状谱信号，它不仅能够消除距离模糊，还能提高发射效率。 GC信号的数学模型为： 式(2)中，为信号的幅度，fi为信号的频率，φi为信号的初始相位，从数学模型可以看出，GC信号就是一系列单频信号的组合，其频率计算公式为： 式(2)中，s为最低频率和次最低频率的间隔，r为一个稍大于1的系数，从上式可以看出，信号中相邻频点的差值组成一个等比序列[4]。

《水声信号处理》课程教学大纲

《水声信号处理》课程教学大纲 一、课程基本信息 二、课程简介和教学目标 1．课程简介 本课程是海洋技术相关专业的专业任选课程，主要授课对象为海洋技术专业本科学生。水声信号处理课程是一门渗透性交叉性较强的应用技术学科，不仅数字信号处理、以及声学基础、水声学等课程密切先关，要求将水声物理基础与信号处理技术应用有机结合。通过本课程的学习，使学生应认识水声信号处理对水声工程技术发展所起的作用，作为学科专业拓展课程，为学生在水声工程及相关领域中从事海洋声场分析、水下噪声及减振降噪、水声信号处理等设计、开发，或在国防工业领域和国民经济各部门中从事开发、应用水声技术研发等工作奠定基础。 2.教学目标 教学目标1：掌握水声信号处理的基本概念、方法。具有实践经历，熟悉水声信号相关领域的技术标准。 教学目标2：具备将水声信号算法通过具体的编程语言加以实现的能力。能够正确采集、整理实验数据，对实验结果进行分析和解释。

教学目标3：能够对水声信号处理问题的关键技术和难点进行准确描述，并能在多学科环境中应用。 教学目标4：具备有效沟通并能够合理决策具有良好的交流能力、合作精神。 教学目标5：（课程思政）：通过课程实践培养学生科研习惯和责任心，具备认真负责的科学作风，要求学生在学习工程中培养辩证思维能力，培养终身学习能力。3．教学目标与毕业要求指标点的支撑关系 三、理论教学 表1 理论教学安排

四、实验教学 五、考核与成绩评定方法

六、建议教材及相关教学资源 [1] 刘朝晖等著，水下声信号处理技术[M]，国防工业出版社，2010.4 教学参考： [1] 钱秋珊，水声信号处理基础[M]，国防工业出版社，1981 [2] (丹)比约诺主编，信号处理和水声学，国防工业出版社，1985 [3]翻译组,水声模拟：原理、技术和应用, 船舶总公司七院,1994 [4] 期刊：Journal of The Acoustical Society of America，American Institute of Physics. [5] 期刊：《声学学报》、Chinese Journal of Acoustics，中国科学院主管，中国科学院声学研究所主办，中国声学学会、声学学报编辑委员会编辑出版

基于simulink噪声调制模型

1 干扰源模型 1.1 噪声调幅干扰信号 1.1.1 数学模型 幅度调制是正弦型载波的幅度随调制信号作线性变化的过程。设正弦型载波为 (1.1) 其中， 是载波角频率， 是载波的初始相位，A是载波的幅度。 那么，噪声调幅信号可以表示为： (1.2) 其中， 代表高斯噪声，其均值为0，方差为 。 1.1.2 仿真实现 对噪声进行模拟幅度调制即可得到幅度随机的正弦波信号，具体仿真模型如下图所示：

图1-1 噪声调幅仿真模型 其中，Gaussian Noise Generator模块产生高斯噪声信号，DSB AM Modulator Passband模块对此随机信号进行双边带幅度调制。Zero-Order Hold(零阶采样保持)模块的作用是在不改变其他仿真参数的情况下提高采样率。这样人为提高采样率的原因是：相对于载波频率而言，随机信号的采样率不能太高，必须提高整个仿真系统的采样率，才能得到正确的正弦信号波形。如果此模型作为子系统放在高采样率系统中，则不再需要其中的采样保持模块。 上面的模型得到的信号幅度是离散变化的，为得到幅度连续变化的正弦信号，只需在Gaussian Noise Generator模块后添加一个模拟低通滤波器模块(Analog Filter Design)。 Gaussian Noise Generator模块的采样间隔设置为0.001秒，其他参数采用默认值；幅度调制的载波频率设置为10KHz，初始相位为pi/2；零阶采样保持模块的采样间隔设置为0.00001秒。仿真得到的示波器波形和频谱图如下： 图1-2 噪声调幅波形图

图1-3 噪声调幅频谱图 1.1.3 使用模块介绍 DSB-SC调制器部分采用Communications Blockset/Modulation/Analog Passband Modulation库中的DSBSC AM Modulator Passband模块。对话框图如图1-4所示： 图1-4 抑制载波双边带幅度调制模块对话框 Carrier frequency (Hz) 载波频率。 Initial phase (rad) 载波初始相位

基于simulink噪声调制模型

1 干扰源模型 1.1 噪声调幅干扰信号 1.1.1 数学模型 幅度调制是正弦型载波的幅度随调制信号作线性变化的过程。设正弦型载波为 []0()cos c s t A t ωϕ=+ (1.1) 其中，c ω是载波角频率，0ϕ是载波的初始相位，A 是载波的幅度。 那么，噪声调幅信号可以表示为： []0()()cos n c s t An t t ωϕ=+ (1.2) 其中，()n t 代表高斯噪声，其均值为0，方差为2 n σ。 1.1.2 仿真实现 对噪声进行模拟幅度调制即可得到幅度随机的正弦波信号，具体仿真模型如下图所示： 图1-1 噪声调幅仿真模型 其中，Gaussian Noise Generator 模块产生高斯噪声信号，DSB AM Modulator Passband 模块对此随机信号进行双边带幅度调制。Zero-Order Hold(零阶采样保持)模块的作用是在不改变其他仿真参数的情况下提高采样率。这样人为提高采样率的原因是：相对于载波频率而言，随机信号的采样率不能太高，必须提高整个仿真系统的采样率，才能得到正确的正弦信号波形。如果此模型作为子系统放在高采样率系统中，则不再需要其中的采样保持模块。 上面的模型得到的信号幅度是离散变化的，为得到幅度连续变化的正弦信号，只需在Gaussian Noise Generator 模块后添加一个模拟低通滤波器模块(Analog

Filter Design)。 Gaussian Noise Generator模块的采样间隔设置为0.001秒，其他参数采用默认值；幅度调制的载波频率设置为10KHz，初始相位为pi/2；零阶采样保持模块的采样间隔设置为0.00001秒。仿真得到的示波器波形和频谱图如下： 图1-2 噪声调幅波形图 图1-3 噪声调幅频谱图 1.1.3 使用模块介绍 DSB-SC调制器部分采用Communications Blockset/Modulation/Analog Passband Modulation库中的DSBSC AM Modulator Passband模块。对话框图如图1-4所示： 图1-4 抑制载波双边带幅度调制模块对话框 Carrier frequency (Hz) 载波频率。