GE MDS TransNET2400跳频扩频数字电台

外军短波、超短波跳频电台发展综述

外军短波、超短波跳频电台发展综述王淑波1 孙海鹏 1 梅文华2 (1. 空军工程大学工程学院陕西西安 710038) (2. (2.北京航空工程技术研究中心北京 100076) 摘要：本文综述了外军短波、超短波跳频电台的发展特点，预计了今后的发展趋势。关键词：短波跳频电台，超短波跳频电台 ABSTRACT：The characteristics of the development of HF and VHF(UHF) frequency-hopping radio used in the foreign armies are described and the development tendency is predicted in this paper. KEYWORD：HF frequency-hopping radio，VHF(VHF) frequency-hopping radio 1 概述短波跳频电台是军事领域中保证远程通信的主要装备。目前，常规的短波单边带跳频电台与新型的短波自适应跳频电台并存共用，且还将延续较长的时间。短波自适应跳频电台将迅速发展而成为军事通信中广泛使用的主要装备。超短波跳频电台是军事通信中应用极广、数量极大的通信装备。其中机载电台随飞机的发展而得以优先发展，但同时也存在着品种繁杂、标准化差、后勤保障困难等问题，在标准化、多功能综合化、多频段组合化和结构模块化等方面，有待进一步完善提高。美国空军为解决这类技术性问题而推行了发展使用标准型机载电台的举措，从而加快了更新换装的速度。地面电台普遍发展缓慢，仍然存在着不同年代的产品并存共用的现象。从技术特征上看，超短波跳频电台在信道间隔、抗干扰能力以及多功能兼容能力等许多方面，都已有很大的改进完善。从配置使用特征上看，超短波跳频电台在对空通信覆盖能力与波道分配利用等方面，都已相当完备而达到较高水平。未来的超短波跳频电台，将在技术性能与战术应用方面有较大的发展，但机载电台优先发展，地面电台落后的局面将难以改变。 2 外军短波、超短波跳频电台发展特点外军短波、超短波跳频电台的发展大致有以下五个特点： (1)从国家地区看，美国和西欧国家短波、超短波跳频电台的发展长期以来居于各国前列，又以美、英两国更为领先，它们对多数国家短波、超短波跳频电台的发展都有较大的直接影响； (2)从装备水平看，跳频电台中，机载电台发展较快、换装较频繁，而相应的地面电台发展较慢、更新规模有限。在各种现役电台中，1950~1990年代出厂的电台都有应用，不同年代的电台数量是两头小、中间大，这种现象还将长期存在； (3)从工作频段看，基本上覆盖了从短波频率到超短波频率范围，但呈现出两头稀疏、中间密集的现象，有些跳频电台已将现有的频段进行了拓宽； (4)从技术体制看，电子技术的许多新技术、新器件和新工艺(如：微电子技术、计算机技术、总线技术、数字技术、软件技术、自适应技术、扩频技术、信号处理技术等)，在短波、

无线数传电台的10个应用实例

无线数传电台的10个应用实例无线数传电台作为一种通讯媒介，与光纤、微波、明线一样，有一定的适用范围：它提供某些特殊条件下专网中监控信号的实时、可靠的数据传输，具有成本低、安装维护方便、绕射能力强、组网结构灵活、覆盖范围远的特点，适合多点且位置分散、地理环境复杂等场合，可与PLC，RTU，雨量计、液位计等数据终端相连接。那么数传电台能够应用到哪些领域呢？ 1、城市亮化、路灯监控系统面对供电紧张形势，路灯巡查对于市政部门来讲是一项需要耗费大量人力的工作，启用先进路灯监控系统，可以对城市的路灯实施统一启闭，对夜景照明系统和路灯的实时监控和管理，确保高效稳定，全天候运行,控制不必要的“全夜灯照明”，有效节约电能消耗。 2、差分GPS定位 ●DGPS即差分全球定位系统(Differential Global Position System，简称DGPS)，是在GPS 的基础上利用差分技术使用户能够从GPS系统中获得更高的精度。 ●DGPS实际上是把一台GPS接收机放在位置已精确测定的点上，组成基准台。基准台接收机通过接收GPS卫星信号，测得并计算出到卫星的伪距，将伪距和已知的精确距离相比较，求得该点在GPS系统中的伪距测量误差，再将这些误差作为修正值以标准数据格式通过播发台向周围空间播发。附近的DGPS用户接收到来自基准台的误差修正信息，以此来修正

自身的GPS测量值，从而大大提高其定位精度。 ●差分技术的基础是:在同一地区内，GPS缓慢变化的系统误差，包括选择可用性(SA)误差，对基准台及其邻近用户的影响是相同或相近的。应用差分技术可有效地削弱SA、电离层延迟、大气层延迟、星历误差、卫星钟误差，达到米级定位精度。目前高速数传电台在差分GPS系统中已经得到越来越广泛的应用。 3、车辆调度系统车辆调度系统,采用具有容量大、速度快、功能多的无线通讯系统,可组成单基站、多基站乃至多区覆盖的无线车辆调度网,以适合车辆调度、管理的现代化需要。系统由通讯平台、调度中心组成。 4、点对点无线遥控系统的几种形式及组成 ●远端遥控系统(RemoteControl System)在工业自动化领域有着非常广泛的应用，比如控制远端指示灯的开关和控制一些电器设备的运行与终止等，这类应用实际上都是利用无线信道来传输开关量信号。 ●在一些特殊的应用场合，比如距离比较近，但是布线困难或者距离较远，布线需要架设电缆杆，或者挖掘电缆沟等情况，多数采用无线传输的方式。 ●在数据通讯单元中，采用亿佰特专业数传电台(模块)系列,主要适合在控制实时性要求比较严格，环境比较恶劣没有GSM公网覆盖的环境中,对于设备的稳定性的要求是很严格的，采用亿佰特专业数传电台(模块)系列，保证产品可以稳定可靠地运行。 5、多通道污水处理流量监测管理控制系统

微型跳频数传电台在特殊领域的应用

微型跳频数传电台的特殊应用领域内容提要：本文结合P900微型跳频数传电台的技术参数，介绍他的特殊应用领域。关键词：微型跳频数传电台P900 特殊领域从跳频通讯的原理看，它属于宽带通讯，因此它的传输速率很高，波特率可以达到230kbps，是普通调频电台的近十倍;它的灵敏度很高，又可以以1瓦的功率传输几十公里的通视距离；特别是它的跳频特性，节约了大量频谱资源，而且保密性抗干扰性能都与普通数传电台不在一个技术平台。原本是应用在军用领域的高科技产品被应用到民用领域。一些跳频数传电台在民用领域逐渐取代了普通数传电台。MICROHARD 公司最新发布的信息，该公司最近研发了一款体积极小，重量极轻的采用跳频技术的数传电台—P900。本文结合技术参数详细介绍该款电台应用于功耗、体积、重量有严格要求的项目，比如：遥控机器人系统，无人机测控，航模遥控，需要太阳能、蓄电池供电的没有市电可提供的项目，网络中继等领域。

下面简单介绍一下P900性能参数：一、性能参数

二、技术特点：从P900的参数指标看，其最大特点就是体积小，重量轻，功耗低。以1W功率可以在通视情况下传送60公里，而且功耗如此之低，传输数率如此之高，其性能价格比相当高，是目前市面上看到的最小体积的一款数传电台。他可以被集成在用户自己开发的设备中，也可以单独使用。 1、工作模式：跳频。由于跳频技术的工作原理得知采用跳频技术的设备属于宽带传输，而且灵敏度高，使得设备在较小发射功率条件下，可以传输较远的距离，而且传输速率很高，这是普通调频电台无法比拟的。 2、功率：10mW - 1W (10-30dBm)可调，根据项目的应用情况随意设置功率，满足项目的需求。功率的调整还要结合接收灵敏度的参数。 3、传输距离：60公里。在1W的功率条件下，通视情况下可以传输60公里，可以满足大部分项目的数传需要。 4、波特率：230.4 kbps。这是目前国内232口传输数据信号波特率最高的，对于大数据量传输的项目是不二的选择。跳频工作模式，1W功率，230kbps,60公里传输距

扩频 LoRa跳频扩频通信(FHSS)的原理

扩频LoRa跳频扩频通信(FHSS)的原理 LoRa的扩频技术：LoRa是基于扩频的调制方案，通过扩频将信号扩展到宽带噪声，以获得扩频增益。扩频的概念和原理扩频通信(SSC)或扩频通信技术具有其用于传输信息的信号带宽远远大于其本身带宽的基本特征。信号带宽较大可以降低信噪比的要求。如果带宽增加到一定水平，则可进一步降低信噪比。扩频通信的优点是利用宽带传输技术交换信噪比，是扩频通信的基本思想和理论基础。扩频技术是将信息信号的带宽进行多次扩展来进行通信的技术。传输信号的带宽远大于信息信号的带宽。例如，如果发送64Kbps的数据流，则基带带宽约为64KHz，但是在使用扩频技术的情况下，它占用的信道带宽可以被增加到5MHz和10MHz以上。同时，发射到宇宙的无线功率谱(单位带宽内的功率)也大幅度减少。扩频信号的解扩过程

信息的频谱扩展过程常规数字数据通信的原理是使用适配于数据率的最小可能的带宽。这是因为带宽数量有限，很多用户共享。扩频通信的原理是尽可能多地使用最大带宽，并且相同能量分布在宽带宽上。另外，扩频通信具有以下特征 ●数字传输方式 ●使用与要发送的信息无关的功能(扩展功能)对要发送的信息进行调制，从而实现带宽的扩大●在接收侧使用相同扩频功能来解调扩频信号，恢复传输到的信息 ●扩频通信的优点 ●发送功率密度低，不易对其他设备造成干扰。 ●机密性很高，被监听的可能性极低。 ●具有较强的抗干扰能力，和很强的抑制同频噪声和各种噪声的能力。 ●具有良好的抗多径衰落能力。 LoRa跳频通信(FHSS)原理 FHSS跳频方式的工作原理是，各LoRa分组的内容的一部分在MCU管理中设定的跳频信道中

跳频是最常用的扩频方式之一

跳频跳频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。其中：跳频控制器为核心部件，包括跳频图案产生、同步、自适应控制等功能；频合器在跳频控制器的控制下合成所需频率；数据终端包含对数据进行差错控制。与定频通信相比，跳频通信比较隐蔽也难以被截获。只要对方不清楚载频跳变的规律，就很难截获我方的通信内容。同时，跳频通信也具有良好的抗干扰能力，即使有部分频点被干扰，仍能在其他未被干扰的频点上进行正常的通信。由于跳频通信系统是瞬时窄带系统，它易于与其他的窄带通信系统兼容，也就是说，跳频电台可以与常规的窄带电台互通，有利于设备的更新。通信收发双方的跳频图案是事先约好的，同步地按照跳频图案进行跳变。这种跳频方式称为常规跳频(Normal FH）。随着现代战争中的电子对抗越演越烈，在常规跳频的基础上又提出了自适应跳频。它增加了频率自适应控制和功率自适应控制两方面。在跳频通信中，跳频图案反映了通信双方的信号载波频率的规律，保证了通信方发送频率有规律可循，但又不易被对方所发现。常用的跳频码序列是基于m序列、M序列、RS码等设计的伪随机序列。这些伪随机码序列通过移位寄存器加反馈结构来实现，结构简单，性能稳定，能够较快实现同步。它们可以实现较长的周期，汉明相关特性也比较好，但是当存在人为的故意干扰(如预测码序列后进行的跟踪干扰)时，这些序列的抗干扰能力较差。在90年代初，出现了基于模糊（Fuzzy)规则的跳频图案产生器。在这种系统中，由模糊规则、初始条件以及采样模式共同来决定系统的输出序列。只要窃听者不知道模糊规则、初始条件、采样模式三者的任何一个，就无法预测到系统的输出频率，由此就提高了系统的抗窃听能力和抗干扰能力。模糊跳频给出的跳频码序列与传统的跳频码序列相比更加均匀，也更难预测。 90年代末有人提出了混沌（chaotic)跳频序列。其基本思想是通过混沌系统的符号序列来生成跳频序列。在这个混沌系统中要确定一个非线性的映射关系、初始条件和混沌规则，三者唯一确定一个输出序列。由此确定的混沌跳频序列体现了良好的均匀性，低截获概率，良好的汉明相关特性以及具有理想的线性范围。与一般的数字通信系统一样，跳频系统要求实现载波同步、位同步、帧同步。此外，由于跳频系统的载频按伪随机序列变化，为了实现电台间的正常通信，收发信机必须在同一时间跳变到同一频率，因此跳频系统还要求实现跳频图案同步。跳频系统对同步有两个基本要求：一是同步速度快，二是同步能力强。目前跳频电台的同步方法有精确时钟法、同步字头法、自同步法、FFT捕获法、自回归谱估计法等等。在实际应用中，同步方案常常综合使用多种同步方法。例如战术跳频系统中常用扫描驻留同步法，综合使用了精确时钟法、同步字头法、自同步法三种同步方法，分成扫描和驻留两个阶段进行。扫描阶段完成同步头频率的捕获，驻留阶段从同步头中提取同步信息，从而完成收发双方的同步。

数传电台在专用GPS通信网络的应用(图)

数传电台在专用GPS通信网络的应用(图) 来源：网络资源作者：佚名时间：2009-11-27 11:20:42 一、公众网的优劣通过GPS系统对移动目标进行定位跟踪需要有相应的无线数据通信网络，公众网的GSM、CDPD、CDMA、GPRS等系统具有覆盖范围广，数据传输速率高，信息传输有效可靠等优点，因此，公众网成为车辆防盗报警类业务GPS系统的最佳通信平台。公众网面向公众话音、数据、互联网等业务，信道共用，论次或按流量收费。目前发短信息0.1元/次，在用户话音量较大或基站业务繁忙时，容易造成信息阻塞和丢失，不能保证实时收发信息。有机构部门统计过收发短信息的平均时延是11秒，时间长的达30多分钟(见2000年《移动通信》杂志)。而GPRS数据传输的平均时延在通信空闲时为0~1秒，在通信繁忙时是2~5秒(见2004年第6期《移动通信》的“GPRS数据传输时延测试”------北京交通大学现代通信研究所赵金明等)。另外，“(1)网络的可靠性：无论是中国移动的GPRS网络还是中国联通的CDMA 1X网络都存在一个网络稳定性和可靠性的问题。由于移动通信网络的本质属性导致了其网络可靠性远不及有线网络或者是专用无线通信网。这种网络可靠性问题表现在由于信号比较弱或者是数据网络本身的问题导致的无法拨入移动通信数据网或拨号成功后掉线率比较高等现象。在我们的系统测试过程中，曾出现过连续48小时无法拨入GPRS网络的情况。因此，当GPRS 或CDMA数据终端由于移动通信网络的问题而不能实现数据传输的时候，应采取相应的措施存储数据同时通过短消息或其他方式通知中心服务器，以避免由于移动通信数据网的问题而导致的损失。”;“(2)传输的实时性：基于IP数据包转发的通信，其先天缺陷之一就是它的实时性问题。基于移动通信网络的数据传输，其数据传输的形式是PPP数据包，最终仍是IP包的公网转发传输，所以基于GPRS移动通信的网络数据传输系统有一定的延时，在对实时性要求较高的相关领域，基于GPRS移动通信网络数据传输系统难以胜任。”;“(3)通信速率：主要面向语音通信的移动通信网络其对于每个MS(移动台)或MT(移动终端)分配的带宽是比较窄的，这导致采用移动通信网络传输数据的速度受到一定的限制。(见2005年第4期《移动通信》的“基于GPRS移动通信网络数据传输系统的研究与实现”------东南大学无线电工程系钟子果等)。为了节省运行费用且不受限于人，大容量实时应用类业务GPS系统有必要建立自己的专用无线数据网络平台。二、建专网的可行性专用无线数据网络基站设备投资并不大，无需值守和维护人员。单基站的有效覆盖半径在中小型城市及无高山阻挡地区可达30公里以上，大型中心城市，因高楼密集对电波传

超短波自适应跳频系统的设计与实现

超短波自适应跳频系统的设计与实现跳频技术是扩频技术的一种，是80年代以来出现的一种新的通信方式。跳频通信具有良好的抗干扰性，低截获概率及组网能力，因此跳频技术的一出现，便在军事领域得到了极大的发展。采用跳频技术的短波超短波电台在军事通信中得到了广泛应用，极大地提高了军事装备的抗截获和抗干扰能力，保证了军事指挥系统的安全和有效性。近几年来，由于现代信号处理的发展，通信对抗的激烈程度进一步加强，普通跳频电台已经不能满足新环境下的抗干扰，高可靠性的要求。现代战术协同通信也对军用电台提出多模式、多速率、可扩展等许多新的要求。因此，研制新型跳频电台具有十分重要的战略意义。具有良好通用性和可扩展性的软件无线电技术目前已成为研究热点，其特点非常符合现代军事通信所关注的设备协同性，软件可编程性及系统开放性等多项要求。本文的工作就是在软件无线电的架构下实现一种适应现代军事新要求的自适应跳频电台。第一章介绍了超短波通信和超短波跳频电台在军事领域中的广泛应用及其发展概况。接着分析了新型军用电台的技术要求及发展方向。最后根据这些要求提出了本文工作的目标和基本要求。第二章研究了跳频系统的基本原理和参数特征，并根据对实际战场中的干扰分析和数传同步的特点给出了一种跳频同步方法和数据传输机制。第三章针对普通跳频电台在新环境下的不足，提出了自适应跳频的思路，综合应用频点替换，FCs单频通信等自适应措施躲避干扰。在无法避免干扰的情况下，采用差错控制技术提高通信的可靠性。第四章叙述了自适应跳频的

具体实现结构和流程。本章内详细叙述了跳频数据的帧结构和同步方法，以及各种模式下的自适应处理流程。接着介绍了系统实现的硬件平台，及初步测试结果。最后指出系统需要进一步完善的地方。

跳频扩频系统

跳频扩频系统一、定义及原理跳频扩频系统：采用码序列控制信号的载波，使之在多个频率上跳变而产生扩频信号。接收端产生一个与信号载波频率变化相同移频信号，用它作变频参考，再把信号恢复到原来的频带。调频系统可随机选取的频率数通常是几百个或更多。跳频系统的载频受一个伪随机码控制，不断地、随机地跳变，因此跳频系统可视作载频按照一定规律变化的多频频移键控(MFSK）。与直扩系统不同，跳频系统中的伪随机序列并不直接传输，而是用来选择信道。跳频系统主要由PN码产生器和频率合成器两部分组成，快速响应的频率合成器是频率跳变系统的关键部件。频率跳变系统的发射机在一个预定的频率集中，由PN码序列控制频率合成器，使发射频率能随机地由一个跳到另一个。接收机中的频率合成器也按相同的顺序跳变，产生一个与发射频率只差一个中频的本振频率，经混频后得到固定的中频信号，该中频信号经放大后送到解调器，恢复传送的信息。此处，混频器实际上担当了解调器角色，只要收发双方同步，就可将频率跳变信号转换为一个固定频率的信号。二、跳频系统的结构

三、跳频系统的波形发送端的波形

接收端的波形四、跳频系统的优点跳频扩频技术的优点如下：（1）抗单频干扰，部分带宽干扰能力强跳频系统的抗干扰原理和直扩系统不同，直扩是靠频谱的扩展和解扩处理来提高信噪比的；跳频是靠躲避干扰，来达到提高信噪比的。虽然不能像直扩系统那样，但由于载波频率是跳变的，减少了单频干扰和窄带干扰进入接收机的概率。故调频系统具有抗单频及部分带宽干扰的能力。当跳频的概率数目足够多、跳频的带宽足够宽时，其抗干扰能力是很强的。（2）抗多径衰落的能力强利用载波频率的快速跳变，具有频率分集的作用，从而增强了系统抗多径衰落的能力。（3）便于实现多址通信应用跳频通信可以很容易地组建一个多址网络，网络内的各

全双工无线数传电台设计方案

全双工无线数传电台设计方案 0 引言数传电台在工业控制领域的应用已经十分广泛，目前仍然是工业控制领域的主要传输手段。无线数传电台作为一种最简捷的通信方式，其最基本的特征是通连方便、简捷。然而，目前国内外绝大多数都是单工电台。全双工数传电台还不多见，而有些工程项目又确实需要全双工的数传电台来进行数据传输，为此，本文提出了一种全双工的数传电台的设计思路。 1 全双工无线数传电台的结构原理本文所介绍的全双工数传电台主要采用频分双工(FDD—Frequency Division Duplexing)工作方式。它主要由接收单元、激励器单元、功放单元、控制单元、电源单元、基带单元六部分组成。图1所示是其结构原理框图。 2 系统结构单元设计 2．1 激励器单元激励器单元完成射频信号的调制和音频信号的处理，即把要调制的话音、数据送到VC 0调制并进行电压放大。它由话放处理、数字锁相环、压控振荡器、电压放大器、功率调整电路、电源电路组成。图2所示是激励器单元的组成框图。图中，麦克风送来的微弱信号首先送给话放处理电路，以进行话音放大、滤波、预加重等信号处理，然后经过电子开关送给压控振荡器进行直接调频，同时将基带处理后的数字信号也经过电子开关切换后送给压控振荡器进行直接调频。锁相环路可选用快恢复二极管来提高锁相环路的锁定速度，环路滤波器可选用无源比例积分滤波器，VCO则采用模块化设计。数字锁相环芯片采用日本富士通的MBl504H集成电路芯片，该芯片集成化程度高、体积小，特别是其泵电源高达8 V，可相对降低VCO的压控灵敏度。为了减小发射机在较宽温度范围内的频率变化，建议采用温补晶体振荡器作基准频率。由于VCO输出的信号较弱，只有数个毫瓦，故可经过功分器后，将一路送给鉴相器与基准频率进行比较，并产生误差电压以控制VCO的频率至设定频点，另一路送给电压放大器，然后经3级放大处理，使其能够推动功放电路工作。

军用跳频电台

军用跳频电台军用跳频电台大多是短波或超短波电台。跳频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。其中：跳频控制器为核心部件，包括跳频图案产生、同步、自适应控制等功能；频合器在跳频控制器的控制下合成所需频率；数据终端包含对数据进行差错控制。与定频通信相比，跳频通信比较隐蔽也难以被截获。只要对方不清楚载频跳变的规律，就很难截获我方的通信内容。同时，跳频通信也具有良好的抗干扰能力，即使有部分频点被干扰，仍能在其他未被干扰的频点上进行正常的通信。由于跳频通信系统是瞬时窄带系统，它易于与其他的窄带通信系统兼容，也就是说，跳频电台可以与常规的窄带电台互通，有利于设备的更新。通信收发双方的跳频图案是事先约好的，同步地按照跳频图案进行跳变。这种跳频方式称为常规跳频( Normal FH）。随着现代战争中的电子对抗越演越烈，在常规跳频的基础上又提出了自适应跳频。它增加了频率自适应控制和功率自适应控制两方面。在跳频通信中，跳频图案反映了通信双方的信号载波频率的规律，保证了通信方发送频率有规律可循，但又不易被对方所发现。常用的跳频码序列是基于m序列、M序列、RS码等设计的伪随机序列。这些伪随机码序列通过移位寄存器加反馈结构来实现，结构简单，性能稳定，能够较快实现同步。它们可以实现较长的周期，汉明相关特性也比较好，但是当存在人为的故意干扰(如预测码序列后进行的跟踪干扰)时，这些序列的抗干扰能力较差。在90年代初，出现了基于模糊（Fuzzy)规则的跳频图案产生器。在这种系统中，由模糊规则、初始条件以及采样模式共同来决定系统的输出序列。只要窃听者不知道模糊规则、初始条件、采样模式三者的任何一个，就无法预测到系统的输出频率，由此就提高了系统的抗窃听能力和抗干扰能力。模糊跳频给出的跳频码序列与传统的跳频码序列相比更加均匀，也更难预测。 90年代末有人提出了混沌（chaotic)跳频序列。其基本思想是通过混沌系统的符号序列来生成跳频序列。在这个混沌系统中要确定一个非线性的映射关系、初始条件和混沌规则，三者唯一确定一个输出序列。由此确定的混沌跳频序列体现了良好的均匀性，低截获概率，良好的汉明相关特性以及具有理想的线性范围。与一般的数字通信系统一样，跳频系统要求实现载波同步、位同步、帧同步。此外，由于跳频系统的载频按伪随机序列变化，为了实现电台间的正常通信，收发信机必须在同一时间跳变到同一频率，因此跳频系统还要求实现跳频图案同步。跳频系统对同步有两个基本要求：一是同步速度快，二是同步能力强。目前跳频电台的同步方法有精确时钟法、同步字头法、自同步法、FFT捕获法、自回归谱估计法等等。在实际应用中，同步方案常常综合使用多种同步方法。例如战术跳频系统中常用扫描驻留同步法，综合使用了精确时钟法、同步字头法、自同步法三种同步方法，分成扫描和驻留两个阶段进行。扫描阶段完成同步头频率的捕获，驻留阶段从同步头中提取同步信息，从而完成收发双方的同步。在自适应跳频中，同步还包括收发双方频率集更新的同步，保证双方同步地实现坏频点替代，否则会使收发双方频率表不一致，导致通信失败。频合器是跳频通信系统中的关键部分，目前大多数跳频电台中使用的频率合成器采用的是锁相环（PLL）频率合成技术，但是该技术的频率转换速度已经接近其极限，要进一步改善的技术难度越来越大，而且分辨率较低。为了能够进一步提高跳频速率，提出了直接式数字频合器(DDS）。它采用全数字技术，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。例如在美国的JTIDS中，跳速达到每秒35800跳，只有采用直接数字频合器才能实现。但是DDS的价格昂贵，复杂度大，直接用于战术跳频电台有一定的难度。如果采用DDS+PLL的方法，结合两者的长处，可以获得单一技术难以达到的效果。在跳频系统中，即使在信道条件良好的情况下，仍有可能在少数跳中出现错误，因此有必要进行差错控制。差错控制的方法主要分为两类：一是自动请求重发纠错（ARQ)技术；二是采用前向纠错（FEC)技术。 ARQ技术可以很好的对付随机错误和突发错误，它要求有反馈电路，当信道条件不好时，需要频繁的重发，最终可能导致通信失败。 FEC技术不需要反馈电路，但是需要大量的信号冗余度以实现优良的纠错，从而会降低信道效率。由于纠错码对突发错误的纠错能力较差，而通过交织技术可以使信道中的错误随机化，因此，经常采用编码与交织技术相结合的办法来获得良好的纠错性能。在跳频系统中常用的纠错编码技术有汉明码、BCH码、trellis码、RS码、Golay码、卷积码和硬判决译码、软判决译码等。1993年提出了TURBO码，其信噪比接近于Shannon极限，引起了人们的极大兴趣。与RS码等常用的跳频编码相比， TURBO码在跳频系统中显示了极大的应用潜能。此外，还可以把不同的编码方法结合在一起，取长补短，进行联合编码。在快跳频方式下，还可以运用重发大数判决来克服跳频频段内的快衰落。跳频电台在实际应用中通常要组成跳频通信网，以实现网中的任何两个通信终端均能够做到点到点的正常通信。组网除了要避免近端对远端的干扰、码间干扰、电磁干扰等其它干扰以及由系统引起的热噪声等噪声干扰以外，还要注意避免由组网引起的同道干扰、邻道干扰、互调干扰、阻塞干扰等。采用跳频的多址通信网具有很多优点：抗干扰能力强，低截获概率，低检测概率，对频率选择性衰落有很好的抑制作用等等。但是，与常用的DS/CDMA系统相比，跳频网的最大用户数相对较小。跳频通信网可以分为同步通信网和异步通信网。跳频通信网有多种组网方式，如分频段跳频组网方式、全频段正交跳频组网方式等。在分频段跳频组网方式中，系统把整个频段分成若干个子频段，不同的通信链路采用不同的子频段进行通信，从而有效地防止同一通信网间的干扰。全频段正交跳频组网方式仅用于同步跳频通信网中，也就是说整个通信网中只有一个基准时钟，通过设计在某一相同时刻t的N个相互正交的跳频频率序列来进行组网，这样尽管各个终端间的通信均使用相同频段，但是由于瞬时的跳频频率点不相同，因此可保证它们之间不会出现同频道干扰。自适应跳频通信系统中，由于在通信过程中会去除那些通信条件恶劣的信道，因此频率更新后可能会出现同频道干扰现象，故必须设计一种良好的频点更新算法，保证更新后的跳频序列之间依然是正交的，否则可能会使各通信节点之间频繁出现频率碰撞，导致无法正常通信。实际应用中也可以把以上两种组网方式结合进行。例如英国Recal-Tacticom公司的Jaguar系列电台在组网中就同时采用了这两种组网方式，可组网数目达到200—300个。除了以上这些关键技术以外，调制解调方法在跳频系统中也很重要，可以采用FSK、QAM、QPSK、QASK、DPSK、QPR、数字chirp调制等多种调制方式。自适应跳频系统是在常规跳频系统的基础上，实时地去除固定或半固定干扰，从而自适应地自动选择优良信道集，进行跳频通信，使通信系统保持良好的通信状态。也就是说，它除了要实现常规跳频系统的功能之外，还要实现实时的自适应频率控制和自适应功率控制功能，因此就需要一个反向信道以传输频率控制和功率控制信息。通过可靠的信道质量评估算法，发现了干扰频点后，应当在收发双方的频率表中将其删除，并以好的频点对它们进行替换，以维持频率表的固定大小。这种检测和替换是实时进行的。为增加跳频信号的隐蔽性和抗破译能力，跳频图案除具有很好的伪随机性、长周期外，各频率出现次数在长时间内应具有很好的均匀性。在引入自适应频率替换算法对频率表进行实时更新后，为保障系统性能，仍然要求跳频图案具有很好的均匀性，所以应当依次用不同的质量较好的频点来分别替换被干扰的频点。收端频率表的更新会导致收发频率表的不一致性。为了使收发频率表同步更新，必须通过反馈信道将收端的频率更新信息通知发方。这种信息的相互交换是一种闭环控制过程，需要制定相应的信息交换协议来保证频表可靠的同步更新。衡量协议有效性的另一个重要指标便是频点去除的速度。在检测出干扰频点后，干扰频点去除的速度越快，对通信的影响越小。信道质量评估的另一个作用是进行自适应功率控制。功率控制就是要把有限的发送功率最好地分配给各个跳频信道，使得各个信道都能够以最小发射机功率实现正常通信，从而提高跳频信号的隐蔽性和抗截获能力。在自适应跳频系统中，系统检测每个信道的通信状况，并通过信道质量评估单元中的功率控制算法对每个跳频信道单独进行功率控制。功率控制算法可以基于两种原则：一是比特误码率最小原则，算法为各个跳频信道选择适当的功率，

跳频通信系统中的迟入网技术研究

科技情报开发与经济ＳＣＩ－ＴＥＣＨＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ２００７年第１７卷第２期随着跳频技术的出现，跳频通信得到了迅速发展，由于其独特的技术性能，跳频通信在军事领域得到了广泛的应用。跳频信号的载频具有伪随机跳变的特点，而侦察方无法预先获知其跳变规律，因此难以用伪码同步方法来实现对跳频信号的解跳侦收。本文讨论了跳频通信中的同步控制技术，并提出了一种实现迟入网同步的有效方法。１系统结构及基本原理以一种数字化的超短波跳频电台的简要框图为例（见图１），图中Ａｉｎ，Ａｏｕｔ分别表示模拟话音输入和输出。ＤＳＰ是进行同步控制和信号处理的核心模块。发送时，ＤＳＰ主要完成信号的组织、波形形成、驱动频率合成器跳频等任务；接收时，完成信号捕获、同步信息接受、驱动频率合成器跳频以实现解跳及对基带信号进行码元判决等。数字上、下变频器的作用是在ＤＳＰ和高速Ａ／Ｄ／Ａ器件之间完成取样率的匹配，同时进行调制、解调；跳频码发生器根据ＤＳＰ提供的时间信息ＴＯＤ（ＴｉｍｅＯｆＤｅｌａｙ），启动加密算法计算出伪随机的跳频码送给ＤＳＰ；主控单片机用于对系统内的各模块功能进行集中控制和协调，并提供人机接口；外接计算机用于数据传输。２时间信息（ＴＯＤ）与３种跳频同步分类２．１ＴＯＤ设计格式为了提高跳频电台的抗干扰能力，同步频率要随时间变化。我们设计了一种非线性的ＴＯＤ表示方法（见图２），将ＴＯＤ分为高段和低段，高段以１ｍｉｎ为计时单位，低段以跳频间隔为计时单位，低段计够１ｍｉｎ后要向高段进位；所以低段只需要１６ｋｂ，高段为３２ｋｂ。ＴＯＤｈ与ＴＯＤｌ一起代表了系统的实时状态。２．２３种跳频同步的关系跳频同步又分为初始同步、迟入网同步和勤务同步。初始同步是指接收方通过接收同步字头实现与发送方同步的过程；迟入网同步是指未能通过接收初始同步入网的电台或者初始同步后又失去同步的电台，通过接收发送方在信息（话音数据或数传数据）跳中的迟入网同步信息实现跳频同步；勤务同步是指接受方在取得初始同步或者迟入网同步后，仍然需要通过接收方插入在信息（如话音数据）跳中的勤务同步信息来保持同步，以免因为收发双方频率源漂移等原因丢失跳频同步。通常迟入网同步跳和勤务同步跳放在一起设计，只是用途不同而已，简称为迟入网同步。插入在信息跳中的迟入网同步信息和勤务同步信息称为迟入网勤务同步信息，简称为勤务同步；也就是说勤务信息的作用有两个：迟入网同步和同步跟踪保持。同步跟踪保持在跳频同步中必不可少。不同电台之间由于系统频率源的差异，会造成彼此定时关系的差异。这种差异在同步之后会导致失步。这是因为，两电台获得初始同步以后，在接受机前端收发的跳沿（起跳时刻）是对齐的，现在假定收方的系统频率源略快于发方，那么收方的抽样定时也就略快于发方，从而收方的跳频间隔略快于发方，见图３。当然这里为了说明问题，对时钟差异做了夸大。由图３可以看出，同步后随着时间增长，跳沿的逐渐错开会导致信号接收出错，直至完全失步。在设计中应避免这种失步，需要设置跳频勤务信息跳，实现跳频同步跟踪保持。勤务信息的接收应具有判断这种跳沿错开方向及大小的作用，所以说，勤务信息是同步保持及快速再同步的保证。用于计算同步频率的算法称为同步频率算法。在设计同步频率算法时，不管在初始同步中，还是在迟入网勤务同步中，同步频率算法都采用一个不变的算法，但要求这一组同步频率应具有足够的随机性，以提高同步信息的防截获、抗干扰能力。因此在同步方案设计与实现中，对算法提出了很高的要求。３迟入网同步方案３．１勤务序列格式本通信系统的设计方案为，每隔２８０跳发一组勤务信息序列，共２０跳（传插有６跳数据），用于迟入网同步和跳频跟踪保持。设计的跳频迟入网勤务同步序列组成格式见图４。它由同步序列、网号、ＴＯＤ构成，各自的跳数分配如下：第一组ｆ０￣ｆ５发＼Ｗａｌｓｈ０～＼Ｗａｌｓｈ５（＼表示负的）；第二组ｆ２￣文章编号：１００５－６０３３（２００７）０２－０１９７－０２收稿日期：２００６－０９－１１跳频通信系统中的迟入网技术研究李冬贵，帖翊，陈生潭（西安电子科技大学，陕西西安，７１００７１）摘要：介绍了超短波跳频电台系统结构及基本原理，分析了时间信息（ＴＯＤ）与３种跳频同步分类，提出了一种迟入网同步方案。关键词：跳频通信；跳频同步；迟入网同步中图分类号：ＴＵ９１４．４１文献标识码：Ａ图１系统结构图示图２ＴＯＤ表示方法注：图中带端点的箭头指示的是跳频起始时刻—— —跳沿；第几跳指初始同步完成后跳频跳数计数的跳序数。图３收发跳沿错开的情况１９７

跳频和扩频通信

跳频通信和扩频通信跳频通信是扩频通信的一个分支，它的突出优点是抗干扰性强，因而很适用于军事领域。当70年代末第一部跳频电台问世以后，就预示着其发展势头锐不可挡。到了８０年代，世界各国军队普遍装备跳频电台。这十年是跳频电台发展速度最快的十年。广泛使用跳频电台曾被誉为80年代ＶＨＦ频段无线电通信发展的主要特征。90年代，跳频通信如虎添翼，在军用跳频通信领域已相当成熟的同时，跳频通信的应用又拓宽到民用领域。业内人士指出，跳频通信是对抗无线电干扰的有效手段，称其为无线电通信的“杀手锏”。跳频通信是如此的神奇，以致于自其问世至今的短短30年间，倍受世界各国，特别是几大军事强国的青睐。 2 跳频通信的基本概念 2.1 定义我们在用收音机收听某电台，当电台在中波和短波两个波段上播放同一个节目时，有这样的体会：若中波波段信号不好，则随即换到短波波段收听；当短波波段信号不好，则又换回到中波波段收听。这种以更换波段的手段来改善收听效果的方法，就是跳频的通俗含义。只不过这种跳频仅在接收端发生，而且是由人工干预来实施跳频的。我们假设，当广播电台发送的频段也能“紧跟”收音机用户更换的话，那么，这种通信方式就是跳频通信。因此，跳频通信可这样描述：通信收发双方同步地改变频率的通信方式称为跳频通信。 2.2 同步条件(通信条件) 与定频通信相比，跳频通信的载波频率一直在跳变。工作中，发方以相当快的速率（跳速）改变频率，收方必须与发方同步地改变频率，双方才能保持通信。也就是说，跳频通信时，收发双方必须采用同一种跳频图案。跳频电台之间要成功地进行跳频通信，收发双方必须同时满足三个条件：跳频频率相同；跳频序列相同；跳频的时钟相同（允许存在一定的误差）。三个条件缺一不可，否则无法实现跳频通信。 3 跳频通信的主要特点 3.1 抗干扰性强跳频通信抗干扰的机理是“打一枪换一个地方”的游击策略，敌方搞不清跳频规律，因而具有较强的抗干扰能力。一方面，我方的跳频指令是个伪随机码，其周期可长达十年甚至更长的时间。另一方面，跳变的频率可以达到成千上万个。因此，敌方若在某一频率上或某几个频率上施放长时间的干扰也无济于事。

数传电台使用的注意事项!

数传电台使用的8个注意事项！很多朋友拿到数传电台的时候，直接就上机使用了，殊不知我们在使用无线数传电台的过程中还有非常多的注意事项，轻则达不到想要的通信效果，重则损坏电台。今天就跟成都亿佰特电子科技有限公司一起来看看无线数传电台的几个注意事项吧！一、数传电台是什么？首先我们要搞清楚数传电台是什么？数字电台是借助DSP技术与软件无线技术来进行专业的数据传输电台，前者是以数字形式对信号进行采集与转换处理，后者则是通过软件操控纯硬件电路的无线通信。目前数字电台已全部采用数字处理技术，控制精度高、功耗低。数传电台又叫“无线数传模块”，无线数传电台作为一种通讯媒介，与光纤、微波、明线一样，有一定的适用范围：它提供某些特殊条件下专网中监控信号的实时、可靠的数据传输，具有成本低、安装维护方便、绕射能力强、组网结构灵活、覆盖范围远的特点，适合点多而分散、地理环境复杂等场合，可与PLC，RTU，雨量计、液位计等数据终端相连接。例如四旋翼无人机具有4个输入，即每个旋翼的转速，作为在空中的飞行体，其具有6个自由度。所以对四旋翼无人机的控制和数据传输要求更高，复杂的输入与输出使得系统的控制难度变大。所以将数传电台应用

于这种系统中可以使得问题快速得到解决。二、数传电台使用注意事项 1.由于无线数据传输较有线及其他传输有其特殊性，如可能受干扰、存在收发转换时间等，所以在使用数传电台时应注意以下事项：在采用全透明的非智能型MODEM时，由于在传输的头（发射机起动至稳定）、尾（接收机静噪关闭一刹那）接收方的RXD上会产生一些乱码，需要用软件进行"过滤"，剔除这些乱码。此时根据我们的经验，系统软件最好不用VB做，否则串口可能会产生"死机"现象，具体表现为PC机的COM口能发不能收。当然如果软件处理得当，这一问题也是可以避免的。在使用智能型MODEM时，不会出现以上问题，因为MODEM已经把乱码自动过滤了。 2.应选用合适的直流稳压电源，要求抗高频干扰能力强、纹波小、并有足够的带载能力；最好还具有过流、过压保护及防雷等功能，确保数传电台正常工作。 3.不要在超出数传电台环境特性的工作环境中使用，如高温、潮湿、低温、强电磁场或灰尘较大的环境中使用。 4.不要让数传电台连续不断地处于发射状态，否则可能会烧坏发射机。许多数传电台或MODEM 都具有"长发"保护功能，可以设定最长的连续发射时限，确保发射机不被损坏。所以对数传电台编程时应很好地利用这一功能。 5.数传电台的地线应与外接设备（如PC机、PLC等）的地线及电源的地线良好连接，否则容易烧坏通信接口等。切勿带电插、拔串口。 6.许多数传电台的RS-232C（或TTL）通讯口，除了TXD、RXD、GND外，还必须有RTS送发请求信号（控制发射机发射），但许多PLC的串口不能提供出RTS信号。此时可以通过对PLC 的编程把某一输出点设定为RTS信号即可。 7.在对数传电台进行测试时，必须接上匹配的天线或50Ω假负载，否则容易损坏发射机。如果

扩频跳频报告

一．设计的目的通过课程设计进一步理解扩展频谱通信的基本概念及其系统模型；重点是伪随机编码的基本原理，m序列、Gold序列的性质及特点；扩展频谱信号的相关解扩、基带解调与载波同步，跳频信号的解跳和解调等等。要求学生在课程设计中建立基本的扩频系统模型，仿真计算出伪随机编码的相关特性，通过扩频调制的解扩仿真系统的抗干扰性能。二．设计中主要完成的内容摘要在本次实训中主要任务就是扩频系统的原理及仿真，包括了学习伪随机码的产生，（这其中又分为 1.线性反馈移位寄存器的结构和多项式的表示，2.最大周期线性线性移位寄存器序列-M序列，3.伪随机序列的相关函数以及GOLD序。）；直接序列扩频系统；调频扩频系统；完成了实例一到实例八8个例题，如m序列的产生，m序列的自相关系数，GOLD序列的产生，CDMA系统的构造等。完成了课程设计中要求完成任务二的内容，包括： 1. 完成课程设计指导书中的全部实例。 2. 学习伪随机序列原理，设计伪随机序列的计算机产生方法并用Simulink实现（PN序列、Gold序列等） 2.1 给定本原多项式，设置实现对应m序列的Simulink模块，并验证 2.3 学习Gold序列的产生原理，设置产生Gold码的Simulink模块，并给出运行结果（序列的波形） 3. 设计出直接序列扩频系统模型，并进行仿真验证 3.1 设计直接序列扩频发信机的结构并用Simulink模型实现 3.2 设计加性高斯信道，并添加单频干扰 3.3 设计接收机系统。观察系统传输各点的波形和频谱。得出波形图和频谱图。 4. 用所设计的直接序列扩频发信机和接收机构造一个CDMA系统。

跳频通信技术及其应用与发展

跳频通信技术及其应用与发展跳频通信是扩频通信的一个分支，它的突出优点是抗干扰性强，因而很适用于军事领域。当70 年代末第一部跳频电台问世以后，就预示着其发展势头锐不可挡。到了80年代，世界各国军队普遍装备跳频电台。这十年是跳频电台发展速度最快的十年。广泛使用跳频电台曾被誉为80年代VHF频段无线电通信发展的主要特征。90年代, 跳频通信如虎添翼，在军用跳频通信领域已相当成熟的同时，跳频通信的应用又拓宽到民用领域。业内人士指出，跳频通信是对抗无线电干扰的有效手段，称其为无线电通信的“杀手锏”。跳频通信是如此的神奇，以致于自其问世至今的短短30 年间，倍受世界各国，特别是几大军事强国的青睐。 2跳频通信的基本概念 2.1定义我们在用收音机收听某电台，当电台在中波和短波两个波段上播放同一个节目时，有这样的体会：若中波波段信号不好，则随即换到短波波段收听；当短波波段信号不好，则又换回到中波波段收听。这种以更换波段的手段来改善收听效果的方法，就是跳频的通俗含义。只不过这种跳频仅在接收端发生，而且是由人工干预来实施跳频的。我们假设，当广播电台发送的频段也能“紧跟”收音机用户更换的话，那么，这种通信方式就是跳频通信。因此，跳频通信可这样描述：通信收发双方同步地改变频率的通信方式称为跳频通信。

2.2同步条件（通信条件）与定频通信相比，跳频通信的载波频率一直在跳变。工作中，发方以相当快的速率（跳速）改变频率，收方必须与发方同步地改变频率，双方才能保持通信。也就是说，跳频通信时，收发双方必须采用同一种跳频图案。跳频电台之间要成功地进行跳频通信，收发双方必须同时满足三个条件：跳频频率相同；跳频序列相同；跳频的时钟相同（允许存在一定的误差）。三个条件缺一不可，否则无法实现跳频通信。 3跳频通信的主要特点 3.1抗干扰性强跳频通信抗干扰的机理是“打一枪换一个地方”的游击策略，敌方搞不清跳频规律，因而具有较强的抗干扰能力。一方面，我方的跳频指令是个伪随机码，其周期可长达十年甚至更长的时间。另一方面，跳变的频率可以达到成千上万个。因此，敌方若在某一频率上或某几个频率上施放长时间的干扰也无济于事。另外，跳频频率受伪随机码控制而不断跳变，在每一个频率的驻留时间内，所占信道的带宽是很窄的。由于频率跳变的速率非常快，因而从宏观上看，跳频系统又是个宽带系统，即扩展了频谱。事实上，跳频的带宽就是频率的数目与每个频率所占信道带宽的乘积。由扩频通信理论可知，扩展频谱的好处可以换取更好的信噪比。也就是说，如果扩展了频带，