军用跳频电台
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 radio1 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。
外军UHF电台介绍

外军UHF电台介绍综述与动态UHF电台概述UHF电台工作于225~512MHz频带,能提供几种不同的服务,包括短程视距通信和卫星通信。
该频带具有以下传输特点:不受天气条件、植被和其他障碍物的限制,使UHF卫星通信成为一种不可缺少的通信媒介。
在卫星通信中,定向天线用于改善天线增益,同时也能提高发射和接收链路上的数据率。
军标188-18lB针对UHF较其他波形更高的发射功率和较低的接收噪声指数需求,提供了一套有用的计算方法,以便计算出适合战术任务的小型天线。
一种设计方案是为天线配备低噪声接收放大器,以提供所需的额外灵敏。
UHF能为视距通信提供很宽的信息带宽,这种带宽和传统的窄带波形相比,能支持更高的数据率。
与窄带中频不同的是,支持这些带宽的硬件路径必须有几兆赫兹宽。
尽管支持宽带格式的设备已应用了好几年,但将窄带和宽带波形集中于一部单一的、小型的和电池供电的电台中,仍然是一个新的挑战。
为使电台的数据吞吐量达到最大,硬件必须能支持发射与接收模式间的快速转换和很高的频率跳变速率,实现电台功能的灵活应用。
这一点要求人们设计出快速的转换器和高性能的合成器。
对宽带波形来说,合成器相位噪声的消除与转换速率的提高要同时考虑,加以权衡,找到一个最佳平衡点。
根据这些需求,几个组件提供商推出了速度更快、更加集成化的合成器,供电台设计人员考虑。
从倍频程数量上考虑,为UHF电台附加512~2000MHz频带的能力并不为过,但这提出了硬件的集成式设计(通常用于较低频率)向分布式设计转移的问题。
该频带已广泛使用了射频集成电路(RFIC)设计,它提供了小规模的客户解决方案。
许多使用512~2000MHz频带内小段频率的组件已经服务于商业市场。
但诸如联合战术无线电系统之类的大项目正在驱使供应商提供能覆盖该频带内较宽频段的电台组件,如振荡器、混频器、转换器、分解器、合成器和功率放大器。
当战术网使用VHF和HF电台支持战场上的士兵时,为了满足对数据通信的更大需求,引入了容量更大的宽带UHF“骨干电台”。
短波跳频电台对抗电子战的应用研究

短波跳频电台对抗电子战的应用研究随着现代电子战技术的不断发展,军事作战已经进入到了一个全新的时代。
电子战作为现代战争中的一项重要手段,涉及到信息战、无线电战、网络战等多个领域。
其中,短波跳频电台作为电子战领域的关键技术之一,已经被广泛应用于现代军事作战中。
短波跳频电台是一种通过频率跳变来对抗电子战威胁的通信设备。
其工作原理是通过不断变换通信频率,使得电子战设备难以准确干扰和破解通信信号。
它可以有效地降低电子战对通信系统的干扰,保障通信的安全性和稳定性,同时也提高了通信系统的抗干扰能力和生存能力。
短波跳频电台主要应用于军事通信、侦察、情报收集等领域。
在军事通信方面,短波跳频电台可以有效地提高军事指挥系统的抗干扰能力,避免通信信号被敌方电子战设备干扰和截获,从而保证了指挥系统的正常运行。
同时,在侦察和情报收集方面,短波跳频电台可以提供隐蔽和安全的通信渠道,确保情报的准确传输和保密性。
此外,短波跳频电台还可以用于电子情报战中的对抗行动。
电子情报战是通过获取、分析和利用敌方的电磁信号来实现信息优势的一种战术。
短波跳频电台可以通过改变通信频率和时间,干扰敌方的电子战设备,阻碍他们对我军的侦查和监视。
这种对抗行动不仅可以破坏敌方电子战的战术效能,还可以迷惑和误导敌方的指挥决策,从而在战场上取得重要的战略优势。
在现代战场环境中,电子战变得愈发复杂和智能化。
敌方电子战设备的干扰能力也在不断提高,对通信系统的威胁也不断增强。
因此,短波跳频电台的技术发展也变得尤为重要。
一方面,短波跳频电台需要具备更高的频率跳变速度和准确度,以适应电子战设备的干扰频谱的快速变化。
另一方面,短波跳频电台还需要具备更高的抗干扰能力和隐蔽性,以应对敌方电子战设备的监测和干扰。
为了提高短波跳频电台的应用效能,还需要进行进一步的研究和技术创新。
首先,需要研究和开发更加先进和智能的短波跳频电台设备,提高其频率跳变速度和准确度。
其次,还需要研究和开发更加先进和可靠的抗干扰算法和技术,提高短波跳频电台的抗干扰能力和隐蔽性。
超短波跳频电台在军民融合应用中的价值和前景

超短波跳频电台在军民融合应用中的价值和前景近年来,随着信息技术的快速发展,军事通信领域也面临着巨大的变革和挑战。
在军民融合的大背景下,超短波跳频电台作为一种先进的通信设备,正逐渐成为军队和民用领域中重要的通信工具。
本文将探讨超短波跳频电台在军民融合应用中的价值和前景。
首先,超短波跳频电台在军事应用中具有重要的价值。
军事行动中的通信需求往往十分复杂和多样化,需要能够在复杂环境下实现高效、可靠通信的设备。
超短波跳频电台通过频率跳变技术,能够自动在不同频段进行切换和传输,有效避免了信号干扰和窃听威胁。
此外,超短波跳频电台具备较强的抗干扰能力,能够在战时环境中稳定传输数据和指令,确保军队实施高效的指挥和作战。
其次,超短波跳频电台在民用领域中也具备广泛的应用前景。
随着经济的发展和社会进步,民用领域对高效通信设备的需求也越来越大。
超短波跳频电台不仅具备高速、高带宽的传输能力,还能够适应不同环境下的通信需求。
例如,在紧急救援行动中,超短波跳频电台能够提供快速、稳定的通信渠道,为救援人员提供及时的指导和支援。
在自然灾害等特殊情况下,超短波跳频电台能够通过广播等方式向大众传递重要信息,提高救援效率和减少人员伤亡。
此外,军民融合还为超短波跳频电台的应用提供了更广阔的空间。
军事技术的转化和应用,能够带来更多创新和发展机会。
超短波跳频电台在军队的使用中积累了丰富的经验和技术优势,可以通过与民用领域的合作共享这些技术成果。
例如,在通讯网络建设中,军方可以将自身在网络安全、数据传输等方面的经验与民用企业进行合作,共同推动军民融合应用的发展。
同时,民用领域的技术也可以为军方引入更多创新和先进设备,提升军事通信能力。
然而,超短波跳频电台在军民融合应用中还面临着一些挑战和需改进之处。
首先,技术标准的统一和互通性是一个重要问题。
军用设备和民用设备在技术标准和频段分配等方面存在差异,这就需要通过双方沟通和合作,制定统一的技术标准,在兼顾保密性的前提下实现军民设备的互操作性。
我军建国以来到21世纪初的军用电台

我军建国以来到21世纪初的军用电台我军建国以来到21世纪初的军用电台50年代,71型报话机第一代我国生产的无线电台“英雄儿女”中王成高喊:“向我开炮”用的就是71型报话机。
50年代,我国建国后第一批自行研制生产的短波电台,广泛用于抗美援朝战场由于当时的报废销毁执行的非常严格,所以侥幸留存下来的并不多十分稀少,被我国军事博物馆收藏。
60年代,八一型电台,型号E102,俗称“大八一”116大功率发射机高频箱+电源箱+控制盒+重型电键+话筒工作频率1.5-18MHz,内置做工优良的天线调节器,可适应任何形式的天线发射功率150W,调制方式AM,CW使用非常方便,无需太多专业知识即可操作,是一部完整的大功率短波广播发射台HAM稍加改制即成为SSB的300-400W功率放大器。
70年代初-80年代末晶体管705/708炮兵调频电台在电子管炮兵调频电台装备部队后(即A21X系列电台),随着我国晶体管技术的发展,在技术条件上就有了采用轻便的晶体管电台来代替笨重的电子管电台的可能。
与电子管的A21X系列炮兵电台相比,晶体管的70X系列炮兵电台轻便了不少,同时,根据使用的环境与具体用途的不同,天津无线电厂也生产了外形相同,工作频率不同的不同型号的70X炮兵电台,它们的电源部分还有高频等部件是可以互相换用的。
该系列电台的具体的型号如下:708 工作频率:28.0-36.5MHZ 用于炮兵营和炮兵连的射击网无线通信,它们的工作功率都是1.5W,采用随机所配的垂直天线,在传播条件好的时候,使用708电台在29.6MHZ上可以呼叫上千KM的朋友。
而在传播条件不好的时候,则只能呼叫同城的朋友了。
)重10KG。
该系列电台在使用过程中不断的改进,先后发展出70XA和B还有C型三大系列.工作频率:28.0-36.5MHZ功率:1.5W通信距离:25KM、用室外天线大于1000KM战斗质量:<10KG电源电压:24V装备级别:炮兵营连级单位80年代末-90年代初十瓦频合90年代初-90年代末军品电台BWT-133短波全段电台我国少见的短波全段机器,性能优异1.工作温度:-40oC~+55oC2.极高的频率稳定度:±1×10-63.具有内插1KHz微调功能4.在战士背负电台步行、跑动等状态下,电台能保持正常工作,可承受车载震动冲击。
短波跳频电台在敌情侦察中的作用与优势

短波跳频电台在敌情侦察中的作用与优势随着技术的发展和战争形态的变化,现代军事侦察正向着高效、迅速以及隐蔽的方向发展。
在这种情况下,短波跳频电台作为一种重要的通信设备,在敌情侦察中具有不可忽视的作用和优势。
短波跳频电台是一种通过连续地在不同频率间跳跃,以减小被敌人追踪侦测的概率的通信设备。
它的工作原理是利用频率调制的方式,跳跃到不同的频率,从而增加被侦测的难度。
在敌情侦察中,短波跳频电台发挥以下重要作用和优势:1. 提供保密性:短波跳频电台能够在敌人不知情的情况下进行通信,并且不易被敌人截听和破解。
频率的跳跃特性使得敌方无法准确追踪电台的信号路径,从而保证了通信内容的保密性。
2. 实现远距离通信:短波通信具有较远的传输距离,并且能够克服地形、气候等因素的影响。
短波跳频电台利用频率调制技术,能够在不同频率间跳跃,从而进一步扩大通信距离,使得远距离通信成为可能。
3. 快速部署和频率切换:短波跳频电台具有快速部署和频率切换的优势。
由于它的设计和技术特性,短波跳频电台可以在短时间内完成部署,并能快速切换频率,以应对不同的通信需求和战场环境。
4. 隐蔽性和抗干扰能力:短波跳频电台可以通过减小电台信号强度、使用抗干扰技术等手段,提高电台的隐蔽性和抗干扰能力。
这使得它在复杂的电磁环境中,仍能保持较高的通信质量和稳定性,并能够有效地躲避敌方的干扰和攻击。
5. 多频通信和多任务处理:短波跳频电台可以通过跳频技术同时在多个频率上进行通信,实现多频通信的能力。
在现代战争中,多频通信不仅能提高通信效率,还能在多任务处理和指挥调度等方面发挥重要作用。
6. 网络化和数据传输能力:短波跳频电台不仅在通信上具备优势,还具备网络化和数据传输能力。
它可以通过网络接入和数据传输功能,实现与其他通信设备的连接,并将敌情侦察信息等数据传输给指挥中心和相关部门,提高信息处理和决策的能力。
总而言之,短波跳频电台在敌情侦察中扮演着重要角色。
它的保密性、远距离通信能力、快速部署与频率切换、抗干扰能力、多频通信和多任务处理能力,以及网络化和数据传输能力等优势,使得短波跳频电台成为现代军事侦察中不可或缺的通信设备。
超短波跳频电台的原理和应用

超短波跳频电台的原理和应用超短波跳频电台是一种使用跳频技术的通信设备,广泛应用于军事、航空、海上通信等领域。
本文将详细介绍超短波跳频电台的工作原理和应用。
超短波跳频电台是一种无线通信设备,它通过在短时间内在不同频率之间进行快速切换来传输信息。
其主要由三个部分组成:跳频器、发射机和接收机。
跳频器是核心部件,负责生成频率序列,并将之传输给发射机和接收机。
发射机负责将要传输的数据转换为电磁波信号,并根据频率序列进行快速跳频发送。
接收机接收到跳频信号后,通过与发射机使用相同的频率序列进行相应的解码和处理,还原出原始数据。
超短波跳频电台具有许多优点。
首先,由于频率在快速跳变,使其具有一定的抗干扰能力。
这是因为对方干扰设备很难在极短的时间内实现对所有频率的屏蔽。
其次,超短波跳频电台对周围环境的影响很小,不会干扰其他无线通信系统的正常运行。
此外,跳频技术还可以增加通信的安全性,因为频率的快速变换使得信息更难被窃听和解码。
在军事领域,超短波跳频电台被广泛应用。
它可以用于军用通信、情报收集、侦察和导弹制导等任务。
跳频技术使得军事通信更难被敌方干扰和侦察,保护了通信的安全性和机密性。
此外,超短波跳频电台还可以用于军队的战术联络和指挥控制,提供快速、可靠的通信手段。
在航空和海上通信中,超短波跳频电台也扮演着重要的角色。
航空器和舰船需要与地面指挥中心或其他航空器、舰船进行通信,实现协同作战和指挥控制。
超短波跳频电台的抗干扰能力和高效性使其成为航空和海上通信的理想选择。
通过快速而可靠的跳频技术,航空器和舰船可以实现更远距离的通信,并且在复杂的电磁环境下保持通信的稳定性。
此外,超短波跳频电台还有其他一些应用领域。
例如,它可以用于无线电遥控系统,控制无人机、机器人等设备的移动和操作。
超短波跳频电台还可以用于野外探险或登山等户外活动,提供安全可靠的远程通信手段。
在救灾和紧急救援中,超短波跳频电台也发挥着重要作用,为救援人员提供实时的通信和协调。
短波跳频电台在军事通信中的作用与意义

短波跳频电台在军事通信中的作用与意义军事通信是现代战争中至关重要的一环,它在实现指挥调度、情报传递、战场联络和战术支持等方面发挥着关键作用。
而短波跳频电台(HF/SSB)作为一种常见的通信技术,为军事通信领域提供了重要的支持和保障。
本文将重点探讨短波跳频电台在军事通信中的作用与意义。
首先,短波跳频电台具备超长传输距离的能力。
与其他通信手段相比,短波跳频电台凭借其技术特点可以实现在较长的距离范围内进行通信。
在战场环境中,可能存在地理条件复杂、通信基础设施缺乏或受损等问题,这时短波跳频电台可以通过较远的传输距离,实现战场内外的通信需求,保障指挥决策和协同作战的需要。
其次,短波跳频电台具备抗干扰和抗干扰能力的优势。
战场环境中可能存在各种电磁干扰源,如雷达、无线电干扰设备等,它们的存在和活动会对通信系统的正常运行造成干扰。
而短波跳频电台通过使用跳频技术,即快速改变发送和接收信号的频率,提高了抗干扰的能力。
同时,它还具备频谱稀密和调频范围广阔的特点,可以选择相对较空闲的频率进行通信,从而有效地降低了被干扰的概率,保障了通信的可靠性和机密性。
第三,短波跳频电台具备快速部署和灵活应对的能力。
在军事行动中,快速建立并部署通信系统对战场指挥具有重要意义。
短波跳频电台小巧轻便,易于携带和设置,可以快速地响应指挥需求,并在最短的时间内建立起战场通信网络。
同时,由于其灵活性和通用性,它可以与其他通信设备和系统进行无缝衔接,满足不同作战环境和需求的通信要求。
此外,短波跳频电台还为军事通信提供了弹性和备份能力。
由于其传输距离远、抗干扰能力强,短波跳频电台可以作为一种备用通信方法,在主要通信系统受到破坏或无法使用时提供可靠的备份通信。
军队可以通过建立多个通信节点和使用跳频技术,确保在极端条件下仍能保持与前线部队的联系,提高指挥决策的灵活性和战场作战的稳定性。
最后,短波跳频电台在国家安全和军事机密方面发挥着重要作用。
军事通信涉及到高度保密的信息传输,而短波跳频电台通过频率的频繁变换和加密技术等手段,提供了更高的信息安全性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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,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。