（毕业论文 字数： 24128页数：47）摘 要：跳频通信技术具有优良的抗干扰性能和多址组网性能，不但在军事通信中得到广泛应用，而且在民用移动通信中也变得越来越重要。本文主要讨论了一种基于DDS的跳频接收机的设计方案。本方案采用收音机芯片MC13135进行跳频信号的接收，对接收到的信号在微处理器的作用下由AD9852实现跳频信号的解扩，最后进行非相干解调还原出原始信号。此方案可以实现跳频通信的接收，在理论上达到了很高的跳频速度，高的频谱纯度，基本符合设计要求。

关键词：跳频通信,跳频通信系统,接收机,直接数字频率合成,AD9852

Abstract :With anti-jamming and multiple access capabilities, frequency hopping communication techniques have been widely used in military communications and mobile communications. This paper primarily discusses a project of the frequency hopping receiver based on DDS. This plan adopts radio chip MC13135 to receive the frequency-hopping signal, expands the signal through the AD9852 by the micro processor, and finally restores original signal through the non-concern demodulation. This project can realize the frequency-hopping communication receive reaching a very high frequency-hopping speed theoretically and high frequency spectrum purity, and basically conforms to the design requirements.


Keyword: Frequency hopping communication, Frequency hopping communication system, Receiver, Direct Digital frequency Synthesis ,AD9852

目录
摘要...........................................................................Ⅰ
Abstract........................................................................Ⅱ
第一章 绪论 1
1.1 为什么跳频 1
1.2 跳频通信技术及其发展简史 1
1.3 课题的要求 4
1.4 问题的提出 4
1.5 论文各章节的安排 4
第二章 跳频通信系统及其原理 5
2.1 概述 5
2.2 跳频序列设计技术 9
2.2.1 跳频序列的作用 9
2.2.2 跳频序列设计的一般要求 10
2.3 跳频频率合成器 11
2.3.1 概述 11
2.3.2 频率合成技术的发展状况 12
2.3.3 DDS原理简介及特点 14
2.4 跳频同步 18
2.4.1 跳频同步的要求 18
2.4.2 跳频同步信息的基本传递方法 18
2.4.3 几种实用的同步方法 19
2.4.4 跳频同步系统性能及抗干扰性 21
2.5 跳频信号的接收 22
2.5.1 怎样接收 22
2.5.2 正确接收跳频信号的条件 23
2.6 跳频信号的解跳（解扩）和解调 24
2.6.1 跳频信号的解跳（解扩） 24
2.6.2 非相干跳频解调器 26
2.6.3 跳频解调中的积分—清洗滤波器 27
第三章 基于DDS的跳频接收系统的设计方案 29
3.1 接收电路MC13135介绍 29
3.2 DDS芯片AD9852介绍 31
3.3 硬件设计电路 33
3.3.1 接收模块的设计思想 33
3.3.2 跳频系统电路的设计 34
3.4 跳频接收系统的软件设计 36
第四章 总结 38
参考文献 39
致 谢 40

第一章 绪论
1.1 为什么跳频
通常我们所接触到的无线通信系统都是载波频率固定的通信系统，如无线对讲机，汽车移动电话等，都是在指定的频率上进行通信，所以也称作定频通信。这种定频通信系统，一旦受到干扰就将使通信质量下降，严重时甚至使通信中断。
例如：电台的广播节目，一般是一个发射频率发送一套节目，不同的节目占用不同的发射频率。有时为了让听众能很好地收听一套节目，电台同时用几个发射频率发送同一套节目。这样，如果在某个频率上受到了严重干扰，听众还可以选择最清晰的频道来收听节目，从而起到了抗干扰的效果。但是这样做的代价是需要很多频谱资源才能传送一套节目。如果在不断变换的几个载波频率上传送一套广播节目，而听众的收音机也跟随着不断地在这几个频率上调谐接收，这样，即使某个频率上受到了干扰，也能很好地收听到这套节目。这就变成了一个跳频系统。
另外在敌我双方的通信对抗中，敌方企图发现我方的通信频率，以便于截获所传送的信息内容，或者发现我方通信机所在的方位，以便于引导炮火摧毁。定频通信系统容易暴露目标且易于被截获，这时，采用跳频通信就比较隐蔽也难以被截获。因为跳频通信是“打一枪换一个地方”的游击通信策略、使敌方不易发现通信使用的频率，一旦被敌方发现，通信的频率也已经“转移”到另外一个频率上了。当敌方摸不清“转移规律”时，就很难截获我方的通信内容[ ]。
因此，跳频通信具有抗干扰、抗截获的能力，并能作到频谱资源共享。所以在当前现代化的电子战中跳频通信已显示出巨大的优越性。另外，跳频通信也应用到民用通信中以抗衰落、抗多径、抗网间干扰和提高频谱利用率。
1.2 跳频通信技术及其发展简史
跳频是指载波频率在很宽频带范围内按某种图案（序列）进行跳变，是最常用的扩频方式之一，其工作原理是指收发双方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，也就是说，通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。从通信技术的实现方式来说，“跳频”是一种用码序列进行多频频移键控的通信方式，也是一种码控载频跳变的通信系统[ ]。从时域上来看，跳频信号是一个多频率的频移键控信号；从频域上来看，跳频信号的频谱是一个在很宽频带上以不等间隔随机跳变的。跳频通信技术大致经历了以下几个发展阶段：
1、战争中通信员的约定表[ ]
无线电信号易被敌方截获、测向和干扰，同时无线电传输媒介不够稳定，易受气候和各种干扰的影响。为了安全可靠地通信，早期的无线电通信员，设计出了发送和接收的时间-频率表，通信双方约定在某段时间使用某个频率进行通信，在另一段时间使用新的频率。这样，就迫使干扰者除了猜测通信者的时间表外，还要寻找通信者所使用的频率。跳频通信系统正是从这个简单的概念发展起来的。从某种意义上说，通过精心设计的时间-频率表，就是一个跳频序列。
这种约定通信已经具备跳频通信系统的两个关键部分：各种频率的产生（频率调谐，频率合成），频率表的约定（跳频序列）。但是，缺少跳频通信系统必须具备的另外一个关键部分：保持同步的装置。双方的同步需要依靠通信员手工实现。因此，有时通信员无法呼叫到对方。
2、 跳频技术之母 Hedy Lamarr
1941年中期，美籍奥地利女演员Hedy Lamarr和作曲家George Antheil申请了一项跳频技术专利。跳频系统由一位演员和一位作曲家发明并非巧合，从某种意义上说，一张音乐曲谱就是一个跳频序列。跳频系统的设计，利用了作曲家在音乐领域的诀窍。然而，Hedy Lamarr和George Antheil超前于时代20多年，并没有从发明专利中获利。直到1963年，美国海军Sylvania的BLADES系统中，才开始采用跳频技术对抗敌意干扰。
3、Shannon信息论的应用
1948年，C．E．Shannon 发表的著名论文《通信的数学原理》，奠定了现代信息论的基础。C．E．Shannon指出，在给定信号功率P和白噪声功率N的情况下，只要采用某种编码系统，就能以任意小的差错概率、以接近于C的速率来传输信息。用数学公式表示为：
C=Wlog 2（1+P/N） （1.1）
式中 W—频带宽度；
C—信道容量。
根据这一理论，在保持信息速率C不变的条件下，可以用不同的频带宽度W和信噪比P/N来传输信息，也就是说，频带宽度W和信噪比P/N是可以互换的。通过增加频带宽度，就可以在较低的信噪比情况下，用相同的信息速率、以任意小的差错概率来传输信息。这就是扩展频谱通信的理论基础。跳频通信正是通过载波频率在很宽的范围内不断跳变来获得处理增益，达到在噪声环境下的通信能力。
4、第一个实用的跳频通信系统
Sylvania的BLADES系统全称为Baffalo Laboratories Application of Digitally Exact Spectra,1955年开始研制，1963年安装在美国海军Mt.McKinley指挥舰上进行试验，采用跳频技术对抗敌意干扰。
BLADES系统有编码产生器为每一比特信号独立地选择两个新的频率，由即将发送的数据比特来决定使用两个频率中的哪一个。
5、现代战争中这的应用
跳频通信体制具有抗干扰、抗衰落能力等一系列优点，在战术无线电通信中得到了广泛应用。
西方国家早在20世纪50年代就开始进行一系列的抗干扰通信体制和抗干扰技术的理论研究。1971年，美国开始研究超短波跳频电台，接着英国也进行了研制，20世纪70年代末开始生产、使用。到20世纪80年代初，大部分抗干扰技术都已经开始陆续使用在新的通信装备和系统中，而且在不断改进和完善。1999年的科索沃战争和2003年的伊拉克战争中，多国部队的通信装备普遍采用了跳频技术。
6、民用跳频通信[ ]
20世纪80年代以来，跳频技术以其优良的性能在民用通信领域得到了广泛应用。GSM系统率先采用跳频技术抗多径干扰。家庭射频（HomeRF）和蓝牙（Bluetooth）也采用跳频技术抗工业干扰。此外，跳频技术在无线局域网、室内无线通信、卫星通信、水下通信、雷达、微波等多个领域也得到了广泛的应用。
1982年，欧洲邮电主管部门会议（CEPT）成立移动通信特别组（GSM），着手制定泛欧蜂窝状移动通信系统标准。1985年，GSM提出了移动通信全数字化，并对泛欧数字蜂窝状移动通信系统提出了具体要求。1987年2月，GSM在有15国代表参加的会议上，通过了泛欧蜂窝状移动通信系统的标准。
为解决移动电话与附件之间实现低功耗、低成本的无线接口，瑞典爱立信公司1994年提出蓝牙技术的设想，很快发展为将一个小的无线收发器集成到蜂窝电话和便携式PC而不用传统的电缆来连接两个设备的思想。1999年7月发布了蓝牙规范1.0版，2001年2月发布了蓝牙规范1.1版，2003年11月发布了蓝牙规范1.2版。蓝牙作为一个联系计算机和通信工业的全球技术标准，已被通信界和计算机界的所有商家接受，并推广到家庭娱乐业、汽车制造业、工业自动控制和玩具工业等其他领域。
跳频技术是一种具有高抗干扰性、高抗截获能力的扩频技术[ ]。随着微电子与数字信号处理技术的飞速发展，原先存在的频率合成器和跳频同步等难题已经解决。现在它不仅已经在军事通信中大展身手，较好地满足了现代战争提出的电子对抗与反对抗要求，而且在民用通信中也展示出良好的应用前景。与自适应技术的结合进一步提高了跳频系统的性能。可以相信，跳频技术仍将继续向高跳频速率、高数据传输速率发展。各种新颖的跳频实现方法也不断地提出，软件无线电概念的提出为跳频技术的发展开辟了一个新领域。