6、跳频的种类、实现方式及跳频的作用
一文读懂跳频技术
一文读懂跳频技术
跳频是移动通信中常用的载波技术，有良好的扛干扰作用，能够有效提高通信质量。
跳频指载波频率在一定范围内，按某种规律跳变。
跳频就是手机和基站都按照一个相同的频点序列来收发信息，这个频点序列就是跳频序列（HSN）。
一个跳频序列就是在给定的包含N个频点的频点集（MA）内，通过一定算法，由跳频序列号（HSN）和移动分配偏移（MAIO）唯一确定所有（N个）频点的一个排列。
不同时隙（TN）上的N 个信道可以使用相同的跳频序列，同一小区相同时隙内的不同信道使用不同的移动分配偏移（MAIO）。
采用紧密频率复用技术时，系统干扰是决定频率复用比的最重要因素。
为了降低系统干扰，通常采用的技术是功率控制、非连续发射技术（DTX）；而为了抗干扰，提高系统在同等干扰条件下的通信质量，通常采用跳频技术。
因此，跳频是GSM系统抗干扰和提高频率复用度的一项重要技术。
按照GSM规范，慢跳频可以用于GSM通信系统中，跳频是指载波频率在一定。
跳频
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。
信息数据D经信息调制成带宽为Bd的基带信号后，进入载波调制。
载波频率受伪随机码发生器控制，在带宽Bss（Bss＞＞Bd）的频带内随机跳变，实现基带信号带宽Bd扩展到发射信号使用的带宽Bss的频普扩展。
可变频率合成器受伪随机序列（跳频序列）控制，使载波频率随跳频序列的序列值改变而改变，因此载波调制又被称为扩频调制。
GSM的无线接口使用了慢速跳频，其要点是按固定间隔改变一个信道使用的频率。
系统使用慢速跳频（SFH），每秒跳频217次，传输频率在一个突发脉冲传输期间保持一定。
跳频系统具有以下优点：能大大提高通信系统抗干扰、抗衰落的能力；能多址工作而尽量不互相干扰；不存在直接扩频通信系统的远近效应问题，即可以减少近端强信号干扰远端弱信号的问题；跳频系统的抗干扰性严格说是“躲避”式的，外部干扰的频率改变跟不上跳频系统的频率改变。
在GSM数字蜂窝系统中，跳频技术可以提高抗衰落、抗干扰能力。
跳频技术对于静态或慢速移动的移动台具有很好的抗衰落效果，而对于快速移动的移动台由于同一信道的两个连接的突发脉冲序列其位置差已足以使它们与瑞利变化不相关，因此跳频增益很小，这就是跳频所具有的频率分集。
由于跳频时频率在不停的变化，频率的干扰是瞬时的，因此跳频具有干扰分集。
1．GSM网络质量评估在GSM数字蜂窝系统中，由于存在着频率复用，因此必然存在着同频和邻频干扰，同邻干扰强度决定着话音质量。
在我们通话过程中，通常遇到的话音辨别不清，时断时续等情况很大程度上存在着干扰，根据GSM规范为了保证网络质量，需要定义相应的同频干扰和邻频干扰保护值，因此在实际网络设计中，需要根据该保护值来设计网络。
在非跳频网络中表示网络干扰程度的C／I和BER（比特误码率），FER（帧误码率）的关系是唯一的，并且是独立于系统的负载率。
但是引入跳频技术后，我们发现某一C／I值所对应的RXQUAL值和非跳频网络是相似的，但在解码后所得到的误码率和帧删除率主要依赖于跳频数量的多少和系统负载情况，因此在跳频网络仅仅用C／I或QXQUAL来评估跳频网络是不够的。
跳频系统概述
6.1 跳频系统概述6.1.1 为什么要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额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。
6.1.2 什么是跳频图案?为了不让敌方知道我们通信使用的频率，需要经常改变载波频率，即“打一枪换一个地方”似地对载波频率进行跳变，跳频通信中载波频率改变的规律，叫作跳频图案。
通常我们希望频率跳变的规律不被敌方所识破，所以需要随机地改变以至无规律可循才好。
但是若真的无规律可循的话，通信的双方(或友军)也将失去联系而不能建立通信。
跳频的原理与应用
跳频的应用与发展南山电视转播台 张卫东关键字：跳频，带宽背景：军事无线通信是保障现代作战指挥的主要通信手段，特别是在对飞机、舰艇,坦克等运动目标进行指挥时，是唯一的通信手段，在我军信息化建设中占有十分重要的地位。
随着通信领域的电波斗争愈演愈烈，惯用的定频通信受到了严重威胁。
为了保证己方正常可靠的通信，一种抗干扰的通信体制—涡濒通信系统应运而生。
如果军事无线通信装备不采用抗干扰措施，在现代战争的大规模对抗环境条件下，就会出现通信中断、指挥失灵，从而陷入被动挨打的局面，最近的几次战争中的高科技电子战已经证明了这一点。
可以说，在现代战争中，如果无线通信装备不采用抗干扰措施，就没有生存能力。
西方国家早在20世纪50年代就开始进行了一系列的抗干扰通信体制和抗干扰技术的理论研究工作。
到了20世纪80年代初期，大部分抗干扰技术都已经陆续应用于新的通信装备和系统中，而且还在不断地改进和完善。
跳频通信是现代军事无线通信抗干扰的主要手段，对于在恶劣的电磁环境中保障我军畅通的通信指挥，具有重大的军事意义。
一 跳频原理与应用跳频（FH ）是一种无线通信中最常用的扩频方式。
工作原理是收发双方传输信号的载波频率按照预定规律（一组伪随机码PN ，Pseudo-Noise ）进行离散变化，通信中使用的载波频率受伪随机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；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，跳频信号是一个在很宽频带上以不等间隔随机跳变的信号。
因此，跳频通信在某一特定频点上仍为普通调制技术。
跳频系统根据频率变化的快慢，通常分为快跳频和慢跳频。
目前在军事领域广泛应用了快跳频通信技术。
随着电子对抗的加剧，在快跳频的基础上，产生了自适应跳频，进一步提高抗截获和抗干扰目的。
慢跳频则主要应用于民用领域。
1.1.跳频技术原理跳频系统的原图及跳频信号数学描述：跳频系统的简单原理图如图1-1所示其数学模型如（1-1）。
6、跳频的种类、实现方式及跳频的作用
注意： 1. BCCH是不参与动态功率控制的，即是说BCCH载波的功率是不变 的， 整个载频，8个TS都不变， 但BCCH载波是参与跳频的。
小区中BCCH上的TS0不参与跳频
2. 一个TRU故障时，不开跳频时还可以工作，开跳频时不能工作， 什么原因？此时可能为X-BUS故障。
跳频 瑞利衰落的衰落图形是与频率相关的，即衰落谷点将 因频率不同而发生在不同的地点。这样如果在呼叫期间， 让载波频率在几个频率点上变化，并假定只在一个频率上 有一衰落谷点，那么仅会损失呼叫的一小部分，而采用复 杂的信号处理过程能重新恢复全部信息内容。这种方法称 为跳频。跳频主要改善上下行快衰落 跳频的作用：在呼叫期间，载波频率在几个频率上变化，以 跳频的作用 克服瑞利衰落。因瑞利衰落谷点只是对某一个频点有效，对另一 克服瑞利衰落 个频点无效。 另外，跳频与不连续发射可以降低干扰，但当大负荷时， 所有的发信机都同时打开，碰撞的机会很大，跳频的作用 体现不出来。若按照4/12分组方案，邻频碰撞也无妨，但 若采用多频复用技术，邻频的距离小于12，彼此干扰变大， 若采用跳频技术，且负荷不大时，可以减小碰撞机会。频率分集 可以抵抗衰落现象
跳频分为慢跳频和快跳频，跳频速率越高， 跳频系统的抗干扰性就越好。 慢跳频：跳频速率低于信息比特率。GSM 系统的跳频属于慢跳频，为217次/S。 快跳频：跳频速率高于或等于信息比特率。 慢跳频的基本原则：MS由BCH分配参数中 导出跳频系列（跳频所用一系列频率）和 小区的跳频序列号（同簇小区上允许不同 的序列号），跳频是在两个时隙之间发生， 一个MS在一个时隙内（577US）用固定频 率发送和接收，在下一个TDMA帧时用另 一频率发送和接收。
跳频
跳频对处于静止或慢速移动的移动台能获得好的抗衰落效果，增益估计6.5dB。跳频在移动台高速移动时得 益很小。因为移动台在高速移动时，对于同一信道的两个接连的突发脉冲序列(在GSM系统中，时间上至少相隔 120ms/26=4.61ms)其位置差已足以使它们与瑞利衰落不相关。
运用
跳频技术是国内国际上比较成熟的一种技术。主要用于军用通信中，它可以有效的避开干扰，发挥通信效能。
跳频技术与直序扩频技术完全不同，是另外一种意义上的扩频。跳频的载频受一个伪随机码的控制，在其工 作带宽范围内，其频率合成器按伪随机码（PN码）的随机规律不断改变频率。在接收端，接收机的频率合成器受 伪随机码的控制，并保持与发射端的变化规律一致。
图1跳频射频跳频实现的技术难点主要表现如何实现宽频带内的快速变频和在快速变频的同时如何保证信号的 高质量。快速变频与信号的高质量是相互矛盾的。在GSM系统中各个时隙之间的间隙只有二十几微秒，要实现射 频跳频，系统必须在时隙之间二十几微秒的保护时间内快速地从一个频点切换到另一个频点。按照以前的技术， 在实现快速跳频的同时必然会带来调制精度下降、接收灵敏度恶化、杂散增加以及阻塞性能下降等一系列负作用。 华为的基站是怎样解决这个问题的呢？下面我们从对射频锁相环的分析入手加以说明。
特点
跳频技术在同步、且同时的情况下，接收两端以特定型式的窄频载波来传送讯号，对于一个非特定的接受器， FHSS所产生的跳动讯号对它而言，只算是脉冲噪声。FHSS所展开的讯号可依特别设计来规避噪声或One-to-Many 的非重复的频道，并且这些跳频讯号必须遵守FCC的要求，使用75个以上的跳频讯号、且跳频至下一个频率的最 大时间间隔 (Dwell Time)为400ms。
跳频
跳频一种利用载波跳变实现频谱展宽的扩频技术。
广泛应用于抗干扰的通信系统中。
其方法是把一个宽频段分成若干个频率间隔（称为频道，或频隙），由一个伪随机序列控制发射机在某一特定的驻留时间所发送信号的载波频率。
当接收机的本地振荡信号频率与接收机输入信号的频率按同一规律同步跳变，那么，经过变频以后，将得到一个固定的中频信号即把原来的频率跳变解除，这一过程称解跳或去跳。
分类跳频可分为慢跳频和快跳频。
慢跳频是指跳频速率低于信息比特率，即每跳可传输连续几个信息比特。
快跳频是指跳频速率高于信息比特率，即一个信息比特需要多跳来传输。
跳频还可分为单通道跳频和双通道跳频。
原理发送端在时钟控制下，伪码发生器产生伪随机序列去控制频率合成至生成跳频载波系列，称做跳频图案。
跳频通信系统的原理框图见上图。
图中接收端的预调制滤波器是一种中心频率随信号跳频式样而同步跳变的窄带滤波器（通频带允许所需信号通过），目的在于增加接收机的时间选择性，减少强干扰对接收机可能引起的阻塞现象。
接收的跳频载波序列若与本地产生的跳频序列图案一致，则经混频后可得到一个固定的中频信号，再经解调获得输出。
若外来跳频图案与本地图案不一致，则得不到一个固定的中频信号，解调后只是一些噪声而得不到有用的输出。
因此时间同步是跳频通信的关键技术。
调制方式可根据跳频信号的特征进行选择。
在跳频系统中不宜采用对相位要求严格的调制方式。
因为在跳频通信系统中，接收机的本地载波要做到与外来信号的载波在相位上保持相干是很困难的。
因此，宜用非相干检测方式。
频率合成器是跳频通信系统的重要组成部分。
频率合成器的性能将制约跳频速率。
对频率合成器的要求是跳频速率快、杂散电平低和功耗小。
频率合成器进行频率跳变时，一般有2个阶段：一个是过渡期（暂态时间），一个是滞留期（稳态时间）。
要求过渡期尽量的要短，以实现高速转换。
跳频特性跳频带宽跳频系统的总频带宽度，可以由互不衔接的几个频段组成，是跳频系统抗干扰性的重要指标。
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。
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补充内容：天线（空间）分集接收 有发射分集也有接收分集，GSM中基站采用接收分集 能改善上行链路的衰落现象。空间分集主要改善慢衰落。 GSM中的实现分集的方法是使用两个接收天线，它们 受到的衰落影响是不相关的。它们两者在某一时该经受某 很深衰落点影响的可能性很小。利用两付接收天线来接收 信号，它们独立接收同一信号，并因此受到衰落包络的不 同影响，两路信号进入接收机中，接收机对它们进行选择性 丢弃。在900MHz频段，天线间距5米~6米，可得到6dB左 右的增益。在1800MHz频段，由于波长较短，所以天线间 距可以缩短。——空间分集可以减轻衰落现象。 双极化天线的分集方式是极化分集
跳频分为慢跳频和快跳频，跳频速率越高， 跳频系统的抗干扰性就越好。
慢跳频：跳频速率低于信息比特率。GSM 系统的跳频属于慢跳频，为217次/S。 快跳频：跳频速率高于或等于信息比特率。 慢跳频的基本原则：MS由BCH分配参数中 导出跳频系列（跳频所用一系列频率）和 小区的跳频序列号（同簇小区上允许不同 的序列号），跳频是在两个时隙之间发生， 一个MS在一个时隙内（577US）用固定频 率发送和接收，在下一个TDMA帧时用另 一频率发送和接收。
GSM系统的跳频属于慢跳频，其跳频方法有：基带 跳频和射频跳频（合成器跳频）。
基带跳频是将话音随时间的变换使用不同频率发射 机发射； 射频跳频是将话音信号用固定的发射机，由跳频序 列控制，采用不同频率发射。它必须有两个发射机， 一个固定频率发射（BCCH频率），另一个发射机 频率随跳频序列的序列值的改变而改变。 当采用跳频时，要在系统信息中发“小区信道 描述”和HSN=0---63。
跳频 瑞利衰落的衰落图形是与频率相关的，即衰落谷点将 因频率不同而发生在不同的地点。这样如果在呼叫期间， 让载波频率在几个频率点上变化，并假定只在一个频率上 有一衰落谷点，那么仅会损失呼叫的一小部分，而采用复 杂的信号处理过程能重新恢复全部信息内容。这种方法称 为跳频。跳频主要改善上下行快衰落 跳频的作用：在呼叫期间，载波频率在几个频率上变化，以 克服瑞利衰落。因瑞利衰落谷点只是对某一个频点有效，对另一 个频点无效。 另外，跳频与不连续发射可以降低干扰，但当大负荷时， 所有的发信机都同时打开，碰撞的机会很大，跳频的作用 体现不出来。若按照4/12分组方案，邻频碰撞也无妨，但 若采用多频复用技术，邻频的距离小于12，彼此干扰变大， 若采用跳频技术，且负荷不大时，可以减小碰撞机会。频率分集 可以抵抗衰落现象
注意： 1. BCCH是不参与动态功率控制的，即是说BCCH载波的功率是不变 的， 整个载频，8个TS都不变， 但BCCH载波是参与跳频的。
小区中BCCH上的TS0不参与跳频
2. 一个TRU故障时，不开跳频时还可以工作，开跳频时不能工作， 什么原因