基于MATLAB GUI的跳频扩频通信系统实验教学平台设计

蔡嘉丽 虞湘宾

摘  要 扩频通信是围绕提高信息传输的可靠性而提出的一种理论和技术。为了便于理解扩频通信的概念，利用MATLAB GUI设计一种频率跳变扩频通信系统的仿真实验演示平台。该平台可通过设置不同参数，展示通信系统中不同阶段的仿真结果，直观显示信号在时域以及频域上的变化，有助于理解跳频扩频通信系统。

关键词 跳频扩频通信系统；MATLAB GUI；实验教学平台

中图分类号：G647.6    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）14-0028-07

Abstract Spread spectrum communication is a theory and techno-logy to improve the reliability of information transmission. In order to understand the concept of spread spectrum communication， MAT-LAB GUI is used to design a simulation experiment demonstration platform of frequency hopping spread spectrum （FH-SS） communi-cation system. The platform can show the simulation results of diffe-rent stages in the communication system according to different para-meter settings， and visually display the signal changes in the time domain and frequency domain， which is helpful to understand the FH-SS communication system.

Key words frequency hopping spread spectrum （FH-SS） communi-cation system; MATLAB GUI; experimental teaching platform

0  引言

扩频通信系统是一种在发送端将带传输信息信号的频谱利用伪噪声编码信号，即扩频序列展宽，并成为宽频带信号，然后送入信道传输的系统。在接收端，采用相同的扩频码序列与接收信号进行解扩，恢复所传输的信息，从而达到传输信息的目的。其中，扩频系统采用的扩频码序列仅仅用于扩展信号频谱，与所传信息数据无关，且扩频码序列通常采用具有一定随机性的伪随机序列[1]，其统计特性类似于白噪声，增强信息传输的保密性。

常规通信系统通常为了充分利用频谱资源而尽量减少信号占用的频带，然而扩频通信系统需要通过宽带信号提高通信的安全性和可靠性。扩频技术的理论基础可以由信息论的香农公式来描述：

C=Wlog2（1+S/N）               （1）

其中，C为系统容量，即系统能够无差错传输的最大信息速率；W为传输带宽；S/N表示信号噪声的比值。可见扩频系统是通过扩展频谱来降低信噪比要求，即对于给定信噪比，扩频系统可以通过增大传输带宽降低信息差错率，这也是扩频通信的重要特点。……