1.跳频扩频(HFSS)物理层[共2页]
扩频技术
6
CLK
t
T Frequency domain (spectrum)
Time domain Two level signal level 1 Amplitude
symbol
level 0 T Multi level signal level 3 level 2 level 1 level 0 T symbol
Bits per Number of Symbols (one symbol Symbol rate (Baud) levels level per level) 1 1 1 2 2 =2 2 =2 2 =2 2 =4
2 1 1 1
600 1,200 2,400 4,800
9,600
4
2 = 16
4
0
f0 300Hz
f1 f 3400Hz
0
f0 300Hz
f1
f2
f3 f 3400Hz
定 义 的 symbols 越 多， 它 们 的 距 离 越 近 发 生 错 误 的 机 会 越 多
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电话线调制操作方式
bits (bps) Modem symbols (Baud)
Data rate(bps)
0.65/T = 1560 fc- 0.65/T 300Hz fc 1850Hz
0.65/T = 1560
f
fc+ 0.65/T 3400Hz
对 于 两 级 信 号， 须 定 义 两 个 symbols : - symbol f0 for level 0 - symbol f1 for level 1 每 个 symbols 可 以 由 一 个 数 据 bit 表 示 对 于 四 级 信 号， 须 定 义 四 个 symbols : - symbol f0 for level 0 - symbol f1 for level 1 - symbol f2 for level 2 - symbol f3 for level 3 每 个 symbol 可 以 用 一 个 数 据 di-bit 表 示
(2021年整理)HFSS常见问题集锦(增强版)
HFSS常见问题集锦(增强版)编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（HFSS常见问题集锦(增强版)）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为HFSS常见问题集锦(增强版)的全部内容。
1、HFSS仿真结果的疑问我在做一个0.3g--2.7g超宽带天线，用ansoft仿真结果也差不多了,可是同一模型当我把扫频范围设定为0。
3g——1g,结果（方向图和驻波)变化很大，我进一步细化又把频率范围设为0.3—-0。
6g时，结果再次变化，一次比一次变化大。
我想问各位大虾，同一模型是不是每次频率设定范围不一样,结果就差距很大，那我仿真时该设定多大范围比较好呀？欢迎热心同志给予解释帮助,,，多谢咯！！！答：仿真频率范围无谓，关键是在不同的频段仿真的时候你的空气盒子大下得相应的改变，为你仿真中心频段的１／４波长．如果仿真频段太宽,也可以分段仿真．2、请教：这个同轴是怎么加的图片：请问这个同轴是怎么加的垫片印刷在介质板上使用50ohm同轴线馈电请问同轴的内轴外轴都是怎么加到天线上的我只将内探针加到了介质上结果有一个谐振点总是畸变肯定是我的同轴馈电出了问题麻烦大家帮我看看我想了好久了答：建模时只要画出同轴与地板交界处端口就行了(内心不变),重新画出地板(画一个面)从这个地板上讲端口和内心减去（克隆)，将内心从端口中减去（克隆），再在端口处设置激励就行了.其实只要把你的模型发上来，一看就明白了，上面的回答应该是用集中端口设同轴线的做法，附一个例子给你看看，模型比较大，把端口放大就可以看到细节部分了下载 1fed by coax lumpedport。
跳频扩频简介
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规格严格 功夫到家
二、扩展频谱通信
4.跳频技术的分类
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。
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规格严格 功夫到家
二、扩展频谱通信
5.跳频技术的优点
（1）保密性。即使是模拟话音的跳频通信，只要对方不清楚载频跳变的规律，就很难截获通信内 容。当跳频图案的密钥足够大时，具有抗截获的能力。 （2）具有抗单频及部分带宽干扰的能力。由于载波频率是跳变的，当跳变的频率数目足够多时，
波长，Gt，Gr分别表示发射天线和接收天线增益，d为发射天 线和接收天线间的距离。
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规格严格 功夫到家
一、调制的概念
●自由空间的电波传播
• 接收换算
P r (dBm) 10log P r (mW )
P r (dBW ) 10log P r (W ) P t • 自由空间的传播损耗 L 信号传播损耗与频率 P r 有关，因此需要在较
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。
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规格严格 功夫到家
二、扩展频谱通信
3.跳频扩频技术（FHSS）的原理
采用2FSK调制的跳频扩频通信系统如图所示。
用扩频码序列去进行频移键控(FSK)调 制，使载波的频率不断地跳变，跳频系统 的跳变频率有多个。发端信息码序列与扩 频码序列组合以后按照不同的码字去控制 频率合成器。传送的信息与这些扩频码的 组合进行选择控制，在传送中频率在整个 频带上不断变化。 在接收端，由于有与发送端完全相同 的本地发生器发生完全相同的扩频码进行 解扩，然后通过解调才能正确地恢复原有 的信息。 跳频系统占用了比信息带宽要宽得多 的频带。
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。
无线网络技术导论课后习题及答案
第一章名词解释1、无线体域网：无线局域网是由依附于身体的各种传感器构成的网络。
2、无线穿戴网：是指基于短距离无线通信技术与可穿戴式计算机技术、穿戴在人体上、具有智能收集人体和周围环境信息的一种新型个域网。
3、TCP/IP:P12,即传输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。
4、OSI RM:即开放系统互连参考模型。
第一章简答1、简述计算机网络发展的过程。
答：计算机网络发展过程可分为四个阶段。
第一阶段：诞生阶段；第二阶段：形成阶段；第三阶段：互联互通阶段；第四阶段：高速网络技术阶段。
（如果想加具体事例查p1-2）2、无线网络从覆盖范围可以分成哪些类？请适当举例说明。
答：无线网络从覆盖范围可分为如下三类。
第一类：系统内部互连/无线个域网，比如：蓝牙技术，红外无线传输技术；第二类：无线局域网，比如：基本服务区BSA，移动Ad Hoc 网络；第三类：无线城域网/广域网，比如：蜂窝系统等。
3、从应用的角度看，无线网络有哪些？要求举例说明。
答：从无线网络的应用角度看，可以划分出：①无线传感器网络，例如能实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息并通过无线方式发送到用户终端；②无线Mesh网络，例如Internet中发送E-mail；③无线穿戴网络，例如能穿戴在人体上并能智能收集人体和周围环境信息；④无线体域网，例如远程健康监护中有效地收集信息。
4、现在主流的无线网络种类有哪些？答：P5（不确定）WLAN,GPRS,CDMA，wifi5、什么是协议？请举例说明。
答：P9第一段第三句；协议是指通信双方关于如何进行通信的一种约定。
举例：准确地说，它是在同等层之间的实体通信时，有关通信规则和约定的集合就是该层协议，例如物理层协议、传输层协议、应用层协议。
6、与网络相关的标准化有哪些？答：主要有：国际电信标准，国际ISO标准，Internet标准1.美国国际标准化协会（ANSI）2.电气电子工程师协会(IEEE)3.国际通信联盟（ITU）4.国际标准化组织（ISO）5.Ineter协会(ISOC)和相关的Internt工程任务组（IETF）6.电子工业联合会(EIA)和相关的通信工业联合会（TIA）7、无线网络的协议模型有哪些特点？答：（p13）无线网络的协议模型显然也是基于分层体系结构的，但是对于不同类型的无线网络说重点关注的协议层次是不一样的。
基于Matlab跳频扩频系统设计
1、跳频扩频通信系统的基本原理 跳频（FH ，Frequency Hopping)用一定码序列进行选择的多频率频移键控。
也就是说，用扩频码序列去进行频移键控调制，使载波频率不断跳变，所以称为跳频。
简单的频移键控如2FSK ，只有两个频率，分别代表传号和空号。
而跳频系统则有几个、几十个甚至上千个频率，由所传信息与扩频码的组合去进行选择控制，不断跳变。
跳频扩频（Frequency Hopping Spread Spectrum , FHSS ）利用整个带宽（频谱）并将其分割为更小的子通道。
发送方和接收方在每个通道上工作一段时间，然后转移到另一个通道。
发送方将第一组数据放置在一个频率上，将第二组数据放置在另一个频率上，以此类推。
跳频扩频系统就是用伪随机码序列构成跳频指令来控制频率合成器，在多个频率中进行有选择的频移键控。
与直扩系统相比，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。
跳频系统的组成框图如图1所示。
图1 跳频通信系统框图2、跳频扩频通信系统的特点(1)抗干扰性强、误码率低由于利用了扩展频谱技术，将信号扩展到很宽的频带上，在接收端对扩频信号进行相关处理即带宽压缩，使其恢复成窄带信号。
对干扰信号而言，由于与扩频信号不相关，则被扩展到一个很宽的频带上，使之进入信号通频带内的干扰功率大大降低，因而具有较强的抗干扰能力。
扩频通信系统扩展的频谱越宽，即扩频增益越高，其抗干扰能力也就越强。
对大多数人为干扰而言，扩频系统都具有信息 解调 信道 扩频解调 PN 码发生器A 频率合成器B PN 码发生器B 信息 调制 扩频调制 频率合成器A 噪声 ...... ......很强的对抗能力。
由于扩频系统优良的抗干扰性能，误码率很低，正常条件下可低到10-10, 最差条件下约10-6，完全能满足国内相关系统对通道传输质量的要求.(2)安全保密、隐蔽性好扩频通信也是一种保密通信。
由于扩频信号在在相对较宽的频带上被扩展了，单位频带内的功率很小，信号湮没在噪声里，一般不容易被发现，隐蔽性好。
HFSS软件使用基础介绍课件(1)
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几何变换【Edit】【Arrange】/【Duplicate】 平移Move：沿指定矢量线移动至新位置； 旋转Rotate：沿指定坐标轴转动； 镜像移动Mirror：移动物体至指定平面的镜像 位置； 沿线复制Along line：沿指定矢量线复制模型； 绕轴复制Along Axis：沿指定坐标轴复制模型； 镜像复制：沿指定镜面复制模型；
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（3）分配边界条件 天线处在空气中，新建一个空气块包围住天线，作为求解电磁场的空间，在空气块表面设置“辐射边界条件”，模拟开放的自由空间，常用于天线分析。 注：为保证计算准确度，辐射边界距离辐射体不小于1/4工作波长。
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选中空气块： 【HFSS】【Boundaries】【Assign】 【Radiation】 Name项自己命名或者直接采用默认。
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2.2 HFSS使用介绍
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3.举例说明---通道机磁场分布
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1.启动软件，新建设计工程；注：“另存为”路径名不要带汉字
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2.选择求解类型；【HFSS】【Solution Type】 Driven ModalDriven Modal模式驱动求解类型：计算无源、高频结构的S参数时可选此项，如微带、波导、传输线结构；Driven Terminal终端驱动求解类型：计算多导体传输线端口的S参数，由终端电压和电流描述S矩阵；Eigemode本征模求解类型：主要用于谐振问题的设计，计算谐振结构的频率和场分布、谐振腔体的无载Q值。
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。
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第6章 WLAN 技术
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图6-9 RTS 帧中的持续时间字段
6.3 IEEE 802.11的物理层
IEEE 802.11的物理层分为两个子层：物理层汇聚过程（PLCP ）子层和物理媒体相关（PMD ）子层。
PLCP 子层用于实现载波侦听并判断其结果，同时针对不同的物理层形成相应格式的分组。
PMD 子层用于识别相关媒体传输的信号，以及所使用的调制和编码技术。
在MAC 层和PHY 层，从高层接收到的数据有效载荷，在空中传输之前，都会加上头和尾。
从逻辑链路层（LLC ）接收到的每一个MAC 层服务数据单元（MSDU ）需要附加一个MAC 头和一个帧检测序列（FCS ）尾，形成MAC 层协议数据单元（MPDU ）。
此MPDU 一旦交付给物理层，就称为物理层服务数据单元（PSDU ）。
然后物理层汇聚过程（PLCP ）的前导码、头、合适的尾比特和填充比特被附加到PSDU 上，最后生
成物理层协议数据单元（PPDU ）供传输，如图6-10所示。
MAC 层协议数据单元到达PLCP 子层时，PLCP 加上合适的
控制字段送往PMD 子层。
PMD 子层的传输方式主要有4种不同
的物理传输技术，跳频扩频（FHSS ）、直接序列扩频（DSSS ）、
扩散红外线（DFIR ）和正交频分复用（OFDM ），对于每种选择，
PLCP 都有专用的格式，与之相对应的物理层标准有：IEEE 802.11
支持的跳频扩频（HFSS ）物理层、直接序列扩频（DSSS ）物理
层和扩散红外线（DFIR ）物理层；IEEE 802.11b 支持的高速率直
接序列扩频（HR/DSSS ）物理层；IEEE 802.11a 支持的正交频分
复用（OFDM ）物理层；IEEE 802.11g 支持的增强速率物理层
（ERP ）等。
1．跳频扩频（HFSS ）物理层
上层送来的MAC 协议数据单元（MPDU ），又称为物理层服务数据单元（PSDU ），经过白化（与伪随机序列模2加），即成为PLCP 的净荷。
在PLCP 加上物理层的控制比特（包括帧头）之后，就可以送往PMD 进行传输。
FHSS 物理层传输规范的PLCP 格式如图6-11所示。
FHSS 支持1Mbit/s 和2Mbit/s 两种数据速率的传输，它们采用的调制技术分别是2GFSK 和4GFSK 。
PLCP 帧头总是采用2GFSK 调制，而MPDU 则可能采用更高速率的调制技术。
物理帧头通常采用较低的传输速率，这是为了接收机的比特同步过程更为简单。
图6-10 MAC 层、物理层 协议数据关系。