图4-9 调频信号频谱
4.2.2 跳频信号接收
接收端包括：频率合成器、跳频序列发生器、同步、数据解调器、信宿和接收端天线等。其原理如图4-10所示：
图4-10 跳频接收模块
定频信号的接收设备中，接收方法通常情况下采用超外差式，即接收机本地振荡器的频率和所接收的信号的载波频率产生一个频差，即相差一个中频。再经过混频器后，把产生组合波频率成分和一个固定的中频信号混频。进而使中频信号进入到解调器里。要传送给收端的信息就是解调器的输出。
跳频信号接收过程与定频的相似。要求频率合成器的输出的频率要比外接收来的信号高出来一个中频，为了保证混频后能够获得带通的中频信号。要求本地频率合成器输出的频率也随着外面接收来的信号跳变规律而跳变，是因为外来的信号载波频率是一直跳变的，这样才能够通过混频进而获得一个固定的带通的中频信号。跳频器产生的跳频序列比所要求高出一个中频，并且收、发跳频要完全的同步。所以，为了确定其跳频的起、止时刻，接收机中的跳频器还要受同步指令的控制。所以，跳频系统的关键部件是跳频器，同时跳频系统的该心技术就是跳频同步。
相关器中的接收信号，与本地的信号相乘以后，接收的信号送入同步系统进行判决。同步系统将调整本地伪码系统，一直到滤波器输出接收信号为止。如果系统不能达到同步，则滤波器输出的是噪声信号。
⑴ 解跳、解调模块
跳频系统的接收机，应对发射信号进行相应的共轭变换。首先，为了完成解跳功能，将每个接收到的跳频信号切普变换到窄带滤波器的通带内。为了恢复发射端的原始信息流，需要再将已解跳的信号送到基带解调器。解跳、解跳模块
因为本次研究只是针对跳频通信的整个系统进行研究，所以在跳频通信的接收模块
我们直接用来自于发送模块的跳频信号。把从天线接收到的经过高斯信道的信号与来自发送端的跳频信号进行混频，进而恢复出调制信号。将调制信号送到2FSK模块进行解调处理，最后恢复出原信号。
4.3 抗干扰分析
Simulink 带有误码率统计模块，这里直接使用误码率统计模块及Display 模块，如图4-12所示。误码率检测的关键是精确地估计输入和输出的延时只有将输入和输出对齐之后才能得到正确的误码率结果。在Simulink 仿真中，信号经过滤波器以及调制解调模块时都会产生延时。
图4-12 误码率统计仿真模型
为了准确估计发送信息比特Tx与接收Rx之间的延时，采用下面的方法。将系统仿真时间设置为1s，分别将Tx与Rx 通过signal to workspace 模块输送到工作区，并且应取名为Tx和Rx。在Matlab的Command Window 输入下面的三条指令，得到 delay 即为发送信息比特Tx与接收Rx 之间的延时。
[m,index]=max(xcorr(Rx,Tx)); L=length(Tx); Delay=index-L
求得延时delay 后将Error Rate Calculation 模块的Receive delay 参数设为此值，这样，发送与接收比特才能进行误码统计。
误码统计测量的基本原理是：在接收端，误码统计模块将接收码元与发送码元逐个比较，并对错误码元个数进行累加统计。若在统计时间内，接收的总码元数为N，其中误码个数累计为n，则误码统计模块测量结果为：
p′e = n / N （4-1）
上式中，只有当N→∞（即统计时间τ0无限长）时，才有p′e = pe。但是在实际测量中，统计时间不可能无限长，N 也不可能趋于无穷大。由于系统误码的随机性，对于有
限的统计时间，误码统计模块的测量结果p′e有可能与系统实际误码率pe形同，也有可能不同但比较接近，还可能存在较大误差。一般地，若误码率为10-n，则至少需要仿真10n+1 个点，才能保证误码率统计结果可信。图4-13为对比信源信号和解调后的信号：
图4-13 信源与解调后的信号
跳频系统的抗干扰性原理，在接收端，通过由收端和发端频率合成器产生的频率同步的跳变频率对接受信号进行相关处理，将其恢复为一个调制信号，把干扰排斥在通带之外，从而实现对抗干扰。跳频系统是通过载频跳变来抗干扰的，对于分布于整个跳频带宽内的干扰，跳频通信无论跳到哪里，干扰都存在的，所以跳频系统无法抗拒干扰。
在实际通信中，宽带噪声干扰既有客观的电磁环境造成，也有人为有意产生的，在跳频通信系统仿真模型中，在设置参数不同的情况下（改变信噪比的大小）所得的误码率-信噪比曲线不同，为了体现跳频通信的抗干扰能力，我们和MSK调制的信号误码率做了对比，如图4-14：
MSKFrequency Hopping0.250.2Bit Error Rate0.150.10.050
135791113151719212325-0.05
Es/No
图4-14 误码率-信噪比
5 结论
跳频系统具有许多的优点，特别是具有很强的抗干扰能力，在通信系统中，跳频抗干扰技术具有很强的使用价值。
本文就跳频这一课题进行了研究，重点是跳频通信的特点和系统设计，在以下几方面进行了研究。首先阐述了跳频电台的应用和跳频技术的发展情况，对跳频的特点进行了分析，论述了跳频抗干扰原理、跳频技术指标与抗干扰的关系。对跳频通信系统的组成和如何工作进行了详细的阐述。对跳频系统设计的跳频带宽、跳频频率数、跳频图案、跳频同步系统进行了研究分析。
跳频图案和跳频同步是跳频系统的难点，也是跳频通信的关键。跳频图案关系到跳频通信的保密性、抗干扰性，设计一个好的跳频图案能显著提高跳频通信的组网能力。跳频同步关系到跳频通信的整体性能，在同一个网内，跳频电台要实现通信，必须在同一时间同步地跳到相同的频率上，在恶劣的电磁波环境下，同步系统要求快速、准确、可靠地完成跳频同步，具有良好的保密性和抗干扰性，能够在容限电平情况下正常工作，而且不能影响信息传输的质量。
随后，在介绍计算机仿真基本概念和仿真软件Simulink 的基础上，给出了跳频通信系统的仿真模型，同时为了实现仿真在干扰情况下的性能，通过对信噪比的取不同的值来表示不同的干扰，对跳频系统在不同干扰下的性能进行仿真，得到不同干扰下的误码率曲线结果，对前文的理论分析的结论进行了验证。
跳频通信除了在军事领域外在移动通信、个人通信(PCS)、个人通信网络（PCN）等通信领域中也得到了越来越广泛的应用，因而受到世界各国的极大重视。希望有更多的科研人员投入到跳频技术的研究工作，使其在我国的经济，国防建设中发挥更好的作用。
谢 辞
首先，我要衷心感谢我的指导老师..老师。以他那渊博的学识、严谨求实的治学态度、孜孜不倦的工作作风、平易近人的师者风范和丰富有效的实践经验，为我树立今后学习和工作的典范。在做毕业设计的过程中，赵响老师始终为我把握前进的方向，使我在理论上得到了很大的提高。在这段学习的日子里我不仅收获了知识的技能，更重要的是学会了为人处事的态度，这段经历对我今后的工作生活会有很大的帮助。在此特别感谢。
此外，我要感谢我的朋友们，她们在我的求学过程以及课题的研究过程中给了我的很多启迪和帮组，同时也带给我许多快乐和欢笑，我将永远铭记，谢谢你们！衷心感谢我的家人，她们对我无时无刻的关怀和鼓励，是我前进的功力和支柱。我要将心底最诚挚的祝福献给他们。
最后，谨向百忙中抽出宝贵时间评审本论文的老师致以最诚挚的谢意！
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