跳频通信及其运用

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浅析跳频通信的应用

浅析跳频通信的应用

浅析跳频通信的应用跳频技术自其问世以来就有着迅猛的发展速度,这也得益于它的诸多优点。

而这些优点又能符合现代信息战条件下电子对抗的要求, 同时海湾战争也表明,跳频电台在此过程中发挥了强有力的作用。

跳频系统中的一个关键问题——同步,目前同步时间已达到几百毫秒的数量级,今后必定越来越短。

因为,同步建立时间越短,通信被敌方发现、截获和测向的概率越低,通信的隐蔽性越好。

然而自始以来通信和干扰就是一对不可调和的矛盾,它们相互制约但又促进着对方的发展。

跳频通信也不例外,跳频通信并不惧怕单频干扰和多频干扰, 但跟踪式干扰却是跳频通信技术的■天敌”。

另外跳频系统的技术发展又受到元器件、编解码技术等因素的制约,所面临的挑战也很大。

1跳频通信的优特点分析跳频通信是一种快速自动变换频率的新型军事通信方式。

战术跳频电台能在不规则髙速连续改变频率的过程中实施通信,使敌方难以对无线电通信信号进行检测分析、识别与干扰,极大地提髙了战术无线电通信的抗干扰能力。

1.1跳频通信的优点釆用跳频技术能够使电台设备在嘈杂的电磁环境中工作,使其受周围环境的影响降至极低点,保证通信链路安全可靠。

与定频通信相比,跳频通信更加安全可靠,特别是在跳速愈高的情况下,其抗干扰能力愈强。

1.2跳频系统分析1.2.1跳频系统是一个瞬时窄带系统它的扩频机理与直接扩频大不相同。

它在跳频指令控制下,使载波按一定规律跳变。

在每一频率的驻留时间内,所占用信道的带宽是窄带的,从宏观上看,跳频的带宽就是载波频率的数目乘以任一频率点上信号所占信道的带宽,而直接序列扩频系统在任何时刻都占有扩展频谱的带宽。

1.2.2跳频图案在跳频通信中,为了不让敌方知道我方通信所使用的频率,需要经常改变载波频率,即有意识的对载波频率进行跳变。

而跳频通信中载波频率跳变的规律,就被称为跳频图案。

它表明了系统载波频率改变的规律。

横轴为时间,纵轴为频率,阴影的横轴就表明什么时间用何种频率作为载波。

为了通信正常进行, 发送端与接收端的跳频图案必须一致。

跳频通信及在军事中的应用

跳频通信及在军事中的应用

跳频通信及在军事中的应用
跳频通信是一种可以提高通信安全性的通信技术,其原理是在发送数据时不断改变频率,使得信号在频谱上不连续,从而难以被窃听者拦截。

这种技术广泛应用于军事领域,以满足安全通信的需要。

跳频通信在军事应用中最常见的是军用对讲机。

军用对讲机实际上是一种无线电通信设备,采用跳频技术可以保证通信质量,同时也能避免被敌方监测到。

在战斗中,军队需要实时通信,而无线电频段是公共资源,容易被拦截,因此采用跳频技术可以有效地保护通信安全。

另外,在航空领域、海洋领域以及激光通信领域也可以使用跳频技术。

在航空领域,跳频技术可以通过在飞机与地面通信之间进行快速转换,使得通信更加安全可靠。

在海洋领域,跳频技术同样能够在水面、着陆地和飞行器之间提供高效的无线通信服务。

在激光通信领域,跳频技术有助于增加通信质量和稳定性,同时也能保护通信的隐私和安全。

总之,跳频技术是一种能够提高通信安全性和可靠性的技术,其应用范围广泛,能够满足各种领域的需求。

在军事领域,跳频通信被广泛地应用,以保护军队通信的隐私和安全,是军事通信中的重要组成部分。

短波跳频电台在荒漠通信中的应用与实践

短波跳频电台在荒漠通信中的应用与实践

短波跳频电台在荒漠通信中的应用与实践随着现代科技的不断发展,通信技术也在不断进步。

尤其在遥远的荒漠地区,保持与外界的有效沟通变得尤为重要。

短波跳频电台作为一种可靠的通信工具,在荒漠通信中发挥着重要的作用。

本文将探讨短波跳频电台在荒漠通信中的应用与实践。

首先,我们来了解一下短波跳频电台的基本原理。

短波跳频通信技术利用了信道的快速切换特性,通过改变工作频率和时间占空比来达到跳频的效果。

这种技术可以提高通信的安全性和稳定性,并且能够有效抵御恶劣环境对信号的干扰。

因此,在荒漠地区这种技术尤为重要。

其次,让我们看看短波跳频电台在荒漠通信中的具体应用。

首先,短波跳频电台可用于荒漠地区的应急通信。

在沙漠等环境中,气候条件恶劣、地形复杂,通信设备容易受到干扰或损坏。

而短波跳频电台具有抗干扰性强、信号传输稳定等特点,能够在恶劣环境下保持稳定的通信连接,为救援人员提供必要的援助。

其次,短波跳频电台也可以被用于荒漠地区的资源勘探和开发。

荒漠地区蕴藏着丰富的矿产资源,然而由于地理条件复杂、交通不便等原因,资源勘探和开发难度较大。

而短波跳频电台可以有效解决通信难题,为相关工作人员提供可靠的通信支持,推动资源勘探和开发的顺利进行。

此外,短波跳频电台还可以被广泛用于荒漠地区的旅游与户外活动。

随着旅游业的发展,越来越多的游客涌入荒漠地区进行探险和观光。

在这样的环境中,通信设备的可靠性对保障游客的安全非常重要。

短波跳频电台具有灵活的通信频率切换功能,可以适应不同的环境需求,为户外活动参与者提供稳定的通信支持。

除了应用领域,我们还可以看看短波跳频电台在荒漠通信中的实践经验。

首先是建立合理的通信网络。

在荒漠地区实施通信工作时,应尽量选用高地势、无阻碍的位置建设通信站点。

这样可以提高信号传输的稳定性和通信质量。

此外,还需要合理规划工作频率和时间切换间隔,以最大程度地防止信道干扰。

其次是加强通信设备的维护和保养。

在恶劣的荒漠环境中,通信设备往往容易受到沙尘、高温、湿度等环境因素的影响。

跳频扩频的原理和应用

跳频扩频的原理和应用

跳频扩频的原理和应用1. 跳频扩频的原理跳频扩频(Frequency Hopping Spread Spectrum)是一种通过在通信中不断改变载波频率来实现抗干扰和安全性的技术。

它主要通过以下原理来实现:1.频率跳变:跳频扩频系统在通信过程中会周期性地改变使用的载波频率。

频率跳变可以将信号在不同频率上进行传输,以减少信号在特定频率上的干扰。

2.扩频技术:跳频扩频系统还会使用扩频技术,将原始信号进行扩频。

扩频技术会在发送端对原始信号进行调制,将其扩展到较宽的频带上。

接收端会利用和发送端相同的扩频码对信号进行解码,还原出原始信号。

3.码片序列:扩频技术中使用的扩频码片序列是跳频扩频系统中的核心要素。

这些码片序列在发送端与接收端之间必须保持同步。

扩频码片序列的特点是具有良好的相关性,使得接收端可以通过将收到的信号与预期的码片序列进行比较,从而检测出有效的信号。

跳频扩频技术的原理在一定程度上提高了系统的抗干扰能力和安全性,常用于无线通信、军事通信、无线局域网等领域。

2. 跳频扩频的应用跳频扩频技术在现代通信领域得到广泛应用,以下是几个常见的应用场景:2.1 无线局域网(WLAN)跳频扩频技术在无线局域网中使用,可以提供更可靠、稳定的数据传输。

由于跳频扩频技术能够在不同的频率上进行传输,可以避免单一频率上的干扰,从而提高无线网络的抗干扰能力和传输质量。

2.2 蓝牙技术蓝牙技术中的传输方式就是基于跳频扩频技术的。

蓝牙设备会在跳频序列中选择一段频率范围,然后进行频率跳变进行数据传输。

这种方式不仅提高了蓝牙设备之间的通信质量,也增强了蓝牙设备的抗干扰能力。

2.3 军事通信由于跳频扩频技术能够有效抵御敌人的频率干扰和窃听,因此在军事通信中得到广泛应用。

军方可以利用跳频扩频技术提供安全可靠的通信,保障敏感信息的传输。

2.4 移动通信跳频扩频技术在移动通信中也有广泛的应用,尤其是在CDMA(Code Division Multiple Access)系统中。

跳频通信原理

跳频通信原理

跳频通信原理
跳频通信是一种通过频率跳变来进行通信的技术,它在通信系统中具有重要的
应用价值。

本文将从跳频通信的原理入手,对其进行详细的介绍。

首先,跳频通信的原理是基于频率跳变的技术。

在跳频通信系统中,发送端和
接收端约定一个跳频序列,按照这个序列来跳变频率。

这样做的好处是可以有效地抵抗窃听和干扰,提高通信的安全性和可靠性。

其次,跳频通信利用了频率多样性的特点。

频率多样性是指在通信过程中,信
号可以在不同的频率上传输,从而提高了抗干扰能力。

跳频通信系统可以在不同的频率上进行跳变,使得信号更加难以被窃听和干扰。

另外,跳频通信还利用了时间多样性的特点。

时间多样性是指在通信过程中,
信号可以在不同的时间上传输,从而提高了通信的安全性。

跳频通信系统可以在不同的时间上进行跳变,使得信号更加难以被窃听和干扰。

此外,跳频通信还具有抗多径效应的特点。

在传统的通信系统中,由于多径效
应的存在,信号会受到多条路径的影响,导致信号衰减和失真。

而跳频通信系统可以通过跳变频率来抵消多径效应,提高了通信的质量和可靠性。

最后,跳频通信的原理是基于跳频技术的应用。

跳频技术是一种先进的通信技术,它在军事、民用和商业领域都有着广泛的应用。

跳频通信系统通过跳变频率来实现抗干扰和抗窃听,提高了通信的安全性和可靠性。

综上所述,跳频通信是一种基于频率跳变的通信技术,它利用了频率多样性、
时间多样性和抗多径效应的特点,具有很高的抗干扰能力和安全性。

跳频通信技术的应用将会进一步推动通信系统的发展,为人们的生活带来更多的便利和安全保障。

跳频算法的基本原理和应用

跳频算法的基本原理和应用

跳频算法的基本原理和应用一、跳频算法的概述跳频算法是一种在无线通信中广泛应用的技术,通过在一定范围内随机或按照特定序列改变通信频率,从而增强通信系统的安全性和抗干扰能力。

本文将介绍跳频算法的基本原理和应用。

二、跳频算法的基本原理跳频算法是通过跳频序列来改变通信频率,其基本原理如下:1.频率跳变:在跳频通信系统中,发送和接收信号的频率会按照跳频序列进行跳变。

2.频率选择器:跳频通信系统会使用一种特定的频率选择器来选择信号的频率。

3.窄带信号和宽带信号:跳频通信系统中的窄带信号会在较短的时间内在频谱上进行跳变,而宽带信号则会在较长的时间内进行跳变。

4.同步:跳频通信系统中,发送方和接收方需要保持同步,以便正确接收到跳频序列。

三、跳频算法的应用场景跳频算法在许多领域中得到了广泛的应用,以下是一些常见的应用场景:1. 无线通信系统跳频算法在无线通信系统中起到了很重要的作用,它可以提高通信系统的安全性和抗干扰能力。

跳频通信系统能够减少单个频率上的干扰,并且跳频序列的随机性可以增加系统的安全性。

2. 雷达通信系统在雷达通信系统中,跳频算法能够提供更高的隐蔽性和抗干扰性能。

通过频率的跳变,雷达系统可以减少被敌方干扰的概率,提高系统的可靠性。

3. 蓝牙通信技术蓝牙通信技术是一种短距离无线通信技术,跳频算法被广泛应用于蓝牙通信中。

跳频技术可以减少蓝牙通信的干扰,并且提高通信的可靠性和稳定性。

4. 军事通信系统在军事通信系统中,跳频算法被广泛应用于军事通信设备中。

跳频通信系统可以提供更高的抗干扰能力和抗干扰性能,保障军事通信的安全性和可靠性。

四、跳频算法的优势与不足跳频算法具有以下优势和不足:1. 优势•提高系统的安全性:跳频算法可以增加通信系统的安全性,防止被恶意干扰和攻击。

•提高抗干扰能力:跳频算法可以减少单一频率上的干扰,提高系统的抗干扰能力。

•提高系统的可靠性:跳频算法可以提高通信系统的可靠性,减少通信中断和数据丢失的概率。

跳频通信

跳频通信
跳频通信是一种数字化通信,是扩频通信的一种。在这种通信方式中,信号传输所使用的射频带宽是原信号 带宽的几十倍、几百倍以至几千倍。但仅就某一瞬间来说,它只工作在某一频率上。
跳频原理
跳频的原理是:按全预设的程序,自动操控内所有台站在一秒钟内同步改变频率多次,并在每个跳频信道上 短暂停留。周期性的同步信令从主站发出,指令所有的从站同时跳跃式更换工作频率。
为什么要使用跳频技术
采用跳频技术是为了确保通信的秘密性和抗干扰性。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。
功能和特性
常规和自适应跳频
快速和慢速跳频
调制解调方法
跳频通信一般分为两种:跳频频率高于信元码率时,称作快速跳频。跳频频率低于信元码率时,称作慢速跳 频。
快速跳频抗干扰能力极强,基本上认为是不可被破解的。但系统成本较高,目前只用在军事通信领域。
慢速调频的特点是按照固定的间隔改变一个信道使用的频率。2G中GSM采用的就是慢速调频。根据GSM的建议, 基站无线信道的跳频是以每一个物理信道为基础的,因此对于移动台来说,只需要在每个帧的相应时隙跳变一次 即可,即每秒跳217次。它在一个时隙内用固定的频率发送和接收,然后在该时隙后需跳到下一个TDMA帧,由于 监视其它基站需要时间,故允许跳频的时间约为lms,收发频率为双工频率。相对来说实现简单。
跳频技术的发展
随着跳频技术的不断发展,其应用也越来越广泛。战术电台中采用跳频技术的主要目的是提高通信的抗干扰 能力。早在70年代,就开始了对跳频系统的研究,现已开发了跳频在VHF波段(30—300MHz)的低端30—88MHz、 UHF波段(300MHz以上)以及HF波段(1.5—30MHz)的应用。随着研究的不断深入,跳频速率和数据数率也越来越 高,现在美国Sanders公司的CHESS高速短波跳频电台已经实现了5000跳/秒的跳频速率,最高数据数率可达到 bps。此外,CHESS跳频电台与一般的跳频电台还有所不同,它以DSP为基础,采用了差动跳频(DFH)技术。通过 现代数字处理技术,CHESS跳频电台较好解决了短波系统带宽有限(导致数据速率低的原因)、信号间相互干扰、 存在多径衰落等的问题。同时,它的瞬时信号带宽很窄,对其它信号的影响很小。可以看到,实现更高跳速、更 高数据速率的跳频电台正是跳频通信系统的未来发展方向,软件无线电的概念也已逐渐应用到新型的跳频电台中。 短波自适应跳频电台已经在当前的军事通信中占有了很重要的一部分。与VHF/UHF频段不同,短波信道有许多固 有特点,例如,受多径时延、幅度衰落、天气变化等因素的影响,信道条件变化莫测。但是随着各种新技术的出 现,短波通信的可靠性得到了技术上的保证,而自适应跳频技术就是这些新技术中的一种。它通过分析波段上的 频率占用率,自动搜索无干扰或未被占用的跳频信道进行跳频,不仅避免了自然干扰,也不会受到短波频谱大量 占用的影响。它会根据需要自动地改变跳频序列,有效的适应恶劣环境。它在海湾战争中体现出的优越性引起了 各国的高度重视。

跳频 原理

跳频 原理

跳频原理
跳频(Frequency Hopping)是一种无线通信技术,用于在无线信道中抵御干扰和窃听。

该技术通过在通信过程中快速改变信号的频率来实现。

跳频的原理是基于时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)技术和频分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA)技术。

在跳频系统中,通信双方事先约定一组用于跳
频的频率序列,在信息传输过程中按照这个频率序列进行频率的切换。

跳频系统的发射器和接收器需要通过同步信号进行同步,以便在通信过程中准确地进行频率切换。

发射器和接收器的跳频序列需要严格一致,通常是通过伪随机序列生成算法生成。

在跳频通信中,数据被分成一系列较小的数据包进行传输。

每个数据包在分配的时间段内通过不同的频率进行传输。

接收端根据之前约定好的频率序列,可以正确地接收和解析出原始的数据。

跳频技术具有抗干扰和窃听的特点。

由于频率在传输过程中不断变化,即使有人试图对某一频率进行干扰或窃听,由于频率的变化,这种试图也会变得无效。

此外,跳频技术还可以通过将频率序列加密,进一步提高通信的保密性。

总体来说,跳频技术通过快速改变信号的频率来抵御干扰和窃
听。

它在军事通信、无线网络以及一些对保密性和可靠性要求较高的应用中得到了广泛应用。

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跳频通信及其运用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,使得接收方收到的数据比特误码率达到预定的误码门限;二是等信干比原则,此算法调整各个跳频信道的平均功率,使得各个跳频信道上的信干比相同,这里的信干比是指各个跳频信道上的信号功率/(对应信道上的干扰功率+ 传输损耗功率)。

这两种算法的性能差不多。

随着跳频技术的不断发展,其应用也越来越广泛。

战术电台中采用跳频技术的主要目的是提高通信的抗干扰能力。

早在70年代,就开始了对跳频系统的研究,现已开发了跳频在VHF波段(30—300MHz)的低端30—88MHz、UHF波段(300MHz以上)以及HF波段(1.5—30MHz)的应用。

随着研究的不断深入,跳频速率和数据数率也越来越高,现在美国Sanders公司的CHESS高速短波跳频电台已经实现了5000跳/秒的跳频速率,最高数据数率可达到19200bps。

此外,CHESS跳频电台与一般的跳频电台还有所不同,它以DSP为基础,采用了差动跳频(DFH)技术。

通过现代数字处理技术,CHESS跳频电台较好解决了短波系统带宽有限(导致数据速率低的原因)、信号间相互干扰、存在多径衰落等的问题。

同时,它的瞬时信号带宽很窄,对其它信号的影响很小。

可以看到,实现更高跳速、更高数据速率的跳频电台正是跳频通信系统的未来发展方向,软件无线电的概念也已逐渐应用到新型的跳频电台中。

短波自适应跳频电台已经在当前的军事通信中占有了很重要的一部分。

与VHF/UHF频段不同,短波信道有许多固有特点,例如,受多径时延、幅度衰落、天气变化等因素的影响,信道条件变化莫测。

但是随着各种新技术的出现,短波通信的可靠性得到了技术上的保证,而自适应跳频技术就是这些新技术中的一种。

它通过分析波段上的频率占用率,自动搜索无干扰或未被占用的跳频信道进行跳频,不仅避免了自然干扰,也不会受到短波频谱大量占用的影响。

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