跳频通信系统培训_PPT_ 跳频系统应用
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跳频通信系统培训_PPT_ 跳频系统应用
SINCGARS电台的的现状及发展趋势
五． 软件无线电
软件无线电是一种基于A/D器件、高速DSP芯片，以 软件为核心的崭新体系结构。软件无线电的概念提出后 很快引起了美军的关注。美空军Rome实验室与Hazeltine 公司共同研制了军用软件无线电--易通话(Speakeasy)多 频段、多功能电台。Speakeasy频率覆盖范围为 2MHz~2000MHz，具有多种工作模式(可传送话音、数 据和图像等)、多种速率、多种调制方式(AM、FM、 MPSK、QAM等)、多种接口方式(可以入有线网、卫星 网等)和多种信息安全方式。其主要特点是能迅速重编波 形来适应频带拥挤、频率分配、操作模式、组网、互通 性和电子战威胁的变化。
一． 减小质量
在当今发展计划中，特别强调设备的质量。尽管现 代电子技术，诸如表面贴装技术有助于减少电台的尺寸， 但有两个因素限制了小型化程度的可能性：一个因素是 控制旋钮、开关和显示器的外部尺寸必须足够大才能被 戴保暖手套或身穿三防服装的作战人员使用；另一个因 素是需要提供足够的电池电源。发展最慢的技术领域主 要是电池，根据目前的技术，一块电池只能使输出功率 为5W的电台工作12h，这样，必须一天更换两次电池。
跳频通信的应用
超短波跳频电台—— SINCGARS系列
超短波跳频电台发展概述
20世纪70年代末，美、英、以色列等国相继成功地推出了超 短波跳频电台。20世纪80年代以来，外军超短波跳频电台发 展迅猛，加快了装备的更新换代。到20世纪90年代初，几乎 所有新的超短波电台都具有跳频功能，跳频速率大部分保持 在300跳/秒左右。
跳频通信的应用
联合战术信息分发系统 —JTIDS
(Joint Tactical Information Distribution System)
跳频通信系统培训_PPT_ 均衡
a h(kT t
n s
0
nTs ) —除第k个码元以外的其他码元产生的 不需要的串扰值，称为码间串扰。
时变
传播迟延
信道冲激响应
h(t, )
max(t)
信号经过多条路径到达，每条径的幅度和相位是随机的
考虑收发信机的移动性，信道是时变的，时变会带来频域弥散（多普勒 频移）
把无线信道建模为线性时变信道→时变信道的抽头延迟线模型
无线通信系统模型
s(t)
传输信号 多径通道
h(t)
+
x(t) 均衡 y(t) 解调
器
c(t)
噪声
信号
均衡前：
x t s t * h t n t
均衡后： y t x t * c t
s t * h t n t * c t
数字通信系统模型
信道编码 调制 基带发送 噪声和干扰 信道 RF部分
信道解码
同步、信道均衡 和解调 基带接收
RF部分
为什么会产生码间干扰
无线通信系统的移动台常常工作在一些如城市、山
区等存在高大障碍物的较为复杂的环境中，所以无 线信道的传输特性也随时随地发生变化，因此无线 通信的信道是典型的随参信道。
结束
yk
n
cr
n k n
1, k 0 0, k 1, 2,......, N
当k为其他值时，yk可能是非零值，构成均衡器输出端的残留码间干扰。
例1 设计三个抽头的迫零均衡器，以减少码间的干扰。已 知，r2 0 ， r1 0.1 ，r0 1 ，r+1 -0.2， r2 0.1 ，求三个抽头 的系数。 1, k 0 解：根据迫零均衡器必须满足 yk cn rk n n 0, k 1, 2,......, N 列出矩阵方程为
《跳频通信系统》课件
采用适当的信号处理技术，如滤波、扩频、分集接收等，抑制多径干扰，提高 通信系统的性能。
跳频通信系统的频率合成技术
高精度频率合成
为了实现高速跳变和减少邻道干扰，需要高精度的频率合成器来产生跳频信号。
低相位噪声频率合成
在跳频通信中，相位噪声对通信性能的影响较大，因此需要采用低相位噪声的频 率合成技术。
跳频通信系统通过在传输信息时 不断改变载波频率，以避开干扰 信号和保护通信内容不被窃听。
跳频通信系统具有抗干扰能力强 、保密性好、抗多径干扰等优点 ，广泛应用于军事、民用等领域
。
跳频通信系统的调制方式
调相（PM）调制
01
通过改变载波相位来传递信息，具有较好的抗干扰性能和较高
的频谱利用率。
调频（FM）调制
传输速率
跳频通信系统通过快速跳变频Hale Waihona Puke 来实现高速数据传输。跳频点数
增加跳频点数可以增加通信系统的传输速率，但同时也会增加系统 的复杂性。
调制解调方式
采用高效的调制解调方式可以提高跳频通信系统的传输速率。
跳频通信系统的功耗优化
功耗
跳频通信系统的功耗是评价其性能的重要指标之一。
低功耗设计
采用低功耗的硬件和软件设计可以降低跳频通信系统 的功耗。
未来趋势
随着物联网、智能家居等技术的普及，跳频通信系统将有更广阔 的应用前景。
跳频通信系统的应用场景
军事通信
用于军事隐蔽通信和无线电指挥。
民用通信
用于无线局域网、无线数传、卫星通信等领域。
物联网
用于智能家居、智能交通、智能农业等物联网应 用场景。
02
跳频通信系统的原理
跳频通信系统的基本原理
跳频通信是一种利用载波频率在 一定频带内快速跳变以实现抗干 扰和保密通信的无线通信技术。
跳频通信系统的频率合成技术
高精度频率合成
为了实现高速跳变和减少邻道干扰，需要高精度的频率合成器来产生跳频信号。
低相位噪声频率合成
在跳频通信中，相位噪声对通信性能的影响较大，因此需要采用低相位噪声的频 率合成技术。
跳频通信系统通过在传输信息时 不断改变载波频率，以避开干扰 信号和保护通信内容不被窃听。
跳频通信系统具有抗干扰能力强 、保密性好、抗多径干扰等优点 ，广泛应用于军事、民用等领域
。
跳频通信系统的调制方式
调相（PM）调制
01
通过改变载波相位来传递信息，具有较好的抗干扰性能和较高
的频谱利用率。
调频（FM）调制
传输速率
跳频通信系统通过快速跳变频Hale Waihona Puke 来实现高速数据传输。跳频点数
增加跳频点数可以增加通信系统的传输速率，但同时也会增加系统 的复杂性。
调制解调方式
采用高效的调制解调方式可以提高跳频通信系统的传输速率。
跳频通信系统的功耗优化
功耗
跳频通信系统的功耗是评价其性能的重要指标之一。
低功耗设计
采用低功耗的硬件和软件设计可以降低跳频通信系统 的功耗。
未来趋势
随着物联网、智能家居等技术的普及，跳频通信系统将有更广阔 的应用前景。
跳频通信系统的应用场景
军事通信
用于军事隐蔽通信和无线电指挥。
民用通信
用于无线局域网、无线数传、卫星通信等领域。
物联网
用于智能家居、智能交通、智能农业等物联网应 用场景。
02
跳频通信系统的原理
跳频通信系统的基本原理
跳频通信是一种利用载波频率在 一定频带内快速跳变以实现抗干 扰和保密通信的无线通信技术。
跳频通信系统
RFH 1 3 × 105 = = = 2 ×10 4 Tτ − Td 45 − 30
跳/秒
这一跳变速率在工程上是可以实现的。 美国的JTIDS系统跳变 率已做到38 000跳／秒。
跳频速率和跳频数的确定
跳频频道数的确定
从抗干扰角度来看,跳频数N越大越好,因跳频系统的处理增 益Gp=N,但N大了则系统结构就比较复杂。
跳频用频率合成器分为直接式和间接式两种。
直接式频率合成器
直接式频率合成器用混频、分频倍频构成,既能产生很多频 这是一种“和频”/“分频”方案。 “和频”/“分频”式频率合成器是由 率又能快速跳变频率。 一些完全相同的“和频”/“分频”基本单元串接而成的。 一个可以产生4096个频率的频率合成器例子如图6-24所示。
200 MHz
÷4
双双 电平 混中触
带带 自自触 C3 C4
÷4
C1 C2
门门自 f1 f2 f3 f4 f1 f2 f3 f4 f1 f2 f3 f4
C1
到门门自 输解输输
C12 5.0 MHz方自 电平混中触
…
…
自相输 组组
C9 C10
自相输 组组 C11 C1 2
双双 电平 混中触
带带 自自触
设s1(t)为发送的跳频信号，有
s1 (t ) = m(t ) cos[(ω0 + nωT )t + ϕn ]
其中, n=0,1,2,…,N-1；
(6-79)
cos[(ω 0 + nωT )t + ϕ n ] 为输出的FH信号(令振幅A=1)；
ωT 为FH合成器跳变间隔,每跳持续时间为T,一般取 ωT = 2π / T ;
∆F ⋅ K ∆F 率总数与参考频率的数目(K)及混频的次数(A)有关,即为KA ∆f = =
跳/秒
这一跳变速率在工程上是可以实现的。 美国的JTIDS系统跳变 率已做到38 000跳／秒。
跳频速率和跳频数的确定
跳频频道数的确定
从抗干扰角度来看,跳频数N越大越好,因跳频系统的处理增 益Gp=N,但N大了则系统结构就比较复杂。
跳频用频率合成器分为直接式和间接式两种。
直接式频率合成器
直接式频率合成器用混频、分频倍频构成,既能产生很多频 这是一种“和频”/“分频”方案。 “和频”/“分频”式频率合成器是由 率又能快速跳变频率。 一些完全相同的“和频”/“分频”基本单元串接而成的。 一个可以产生4096个频率的频率合成器例子如图6-24所示。
200 MHz
÷4
双双 电平 混中触
带带 自自触 C3 C4
÷4
C1 C2
门门自 f1 f2 f3 f4 f1 f2 f3 f4 f1 f2 f3 f4
C1
到门门自 输解输输
C12 5.0 MHz方自 电平混中触
…
…
自相输 组组
C9 C10
自相输 组组 C11 C1 2
双双 电平 混中触
带带 自自触
设s1(t)为发送的跳频信号，有
s1 (t ) = m(t ) cos[(ω0 + nωT )t + ϕn ]
其中, n=0,1,2,…,N-1；
(6-79)
cos[(ω 0 + nωT )t + ϕ n ] 为输出的FH信号(令振幅A=1)；
ωT 为FH合成器跳变间隔,每跳持续时间为T,一般取 ωT = 2π / T ;
∆F ⋅ K ∆F 率总数与参考频率的数目(K)及混频的次数(A)有关,即为KA ∆f = =
《跳频通信系统》课件
跳频通信系统可 以适应各种复杂 的战场环境，提 高军事通信的灵 活性和适应性
无线电广播
广播电台：通过跳频通信系统 传输音频信号
广播接收器：接收跳频通信系 统传输的音频信号
广播频率：跳频通信系统可以 快速切换频率，避免干扰
广播覆盖范围：跳频通信系统 可以提高广播覆盖范围，扩大 听众数量
移动通信
跳频通信系统在移动通信中的 应用
跳频通信系统的组成
跳频器
功能：实现跳频 通信的核心部件
工作原理：通过 改变载波频率实 现信号传输
组成：包括频率 合成器、频率选 择电路、控制电 路等
应用：广泛应用 于军事、航天、 通信等领域
频率合成器
组成：振荡器、滤波器、放 大器等
功能：产生跳频信号
工作原理：通过控制振荡器 的频率，产生不同频率的信
信道容量：信道能够传输的最大信息量
信道噪声：信道中存在的干扰信号，影响信号传输质量
04
跳频通信系统的应用
军事通信
跳频通信系统在 军事通信中的应 用广泛，可以提 高通信的安全性 和可靠性
跳频通信系统可 以抵抗敌方的干 扰和窃听，保护 军事信息的安全
跳频通信系统可 以提供高速、大 容量的通信能力， 满足军事通信的 需求
号
应用：广泛应用于跳频通信 系统中，如无线通信、卫星
通信等
调制解调器
功能：将数字信号转换为模拟信号，或将模拟信号转换为数字信号 工作原理：通过改变载波频率来传输信息 特点：抗干扰能力强，传输速率高 应用：广泛应用于无线通信、卫星通信等领域
信道
信道类型：宽带信道、窄带信道、超宽带信道等
信道带宽：信道能够传输信号的频率范围
跳频通信系统的优势
抗干扰能力强：跳频通信系统能够快速改变频率，有效避免干扰 保密性好：跳频通信系统采用加密技术，提高了通信的安全性 传输速率高：跳频通信系统能够实现高速数据传输 适应性强：跳频通信系统能够适应各种复杂的通信环境
跳频通信系统ppt课件
❖ 图中描绘了一个码元间隔(1／30 s)内的信号波形s(t),波形中部的 变化正是由一次新的频率跳变所致。 因为此例中跳频间隔比数据 码元间隔短,所以,一个码元对应于一跳,每个码片长度为码元的一半。
跳频速率和跳频数的确定
❖ 图6-27（a）是一个慢跳频的例子： 数据码元速率仍是30波特,而频率跳变速率变为10跳／秒。
sP(t)
s12(t)
I
cos[(0＋nT)t＋kn]
cos[(r＋nT)t＋r]
sp(t)[s1发 (t端 ) sj(t)n(t)J(t)]cos[(rmT)t r]
收端
j2
12m(t){cos(It j )cos[(0
r
2ns12T()tt
❖图中画出的3个码元时间(0．1s)上的信号波形s(t),并且跳频的边 沿时刻恰处于每3个码元的连接处。 此处的码元间隔小于跳频间 隔,在一个跳频间隔内波形的变化取决于调制状态的变化，因此, 本例的一个码片对应于一个数据码元。
跳频速率和跳频数的确定
比特
1
0
❖图6-28（a）是一个采用2PSK调
频率
❖ 从时频域来看,多频率的移频键控信号由时频矩阵组成,每个 频率持续时间为T,并按跳频指令的规定在时频矩阵内跳变, 如图6-22(b)所示。
❖为了尽可能减少邻近干扰,频率间隔应选择为1／T,这样频率 fi的谱状零值正好处于fi +1／T的峰值处,即为fi +(1／T),构成 了频率的正交关系,如图6-22(c)所示。
时间
续时 间
(b)
跳频速率和跳频数的确定
❖ FH必须有大量按指令码可供选用的频率,所需的频率数取决 于系统差错率。
❖增加冗余度：用若干个频率(一般是取奇数个)传输一个比特 的信息,接收机按多数准则判决。这样,即使某 一瞬间某些频率受到干扰,发生了错误,但只要 大多数频率正确,通过多数判决,就能减少差错率。
跳频速率和跳频数的确定
❖ 图6-27（a）是一个慢跳频的例子： 数据码元速率仍是30波特,而频率跳变速率变为10跳／秒。
sP(t)
s12(t)
I
cos[(0＋nT)t＋kn]
cos[(r＋nT)t＋r]
sp(t)[s1发 (t端 ) sj(t)n(t)J(t)]cos[(rmT)t r]
收端
j2
12m(t){cos(It j )cos[(0
r
2ns12T()tt
❖图中画出的3个码元时间(0．1s)上的信号波形s(t),并且跳频的边 沿时刻恰处于每3个码元的连接处。 此处的码元间隔小于跳频间 隔,在一个跳频间隔内波形的变化取决于调制状态的变化，因此, 本例的一个码片对应于一个数据码元。
跳频速率和跳频数的确定
比特
1
0
❖图6-28（a）是一个采用2PSK调
频率
❖ 从时频域来看,多频率的移频键控信号由时频矩阵组成,每个 频率持续时间为T,并按跳频指令的规定在时频矩阵内跳变, 如图6-22(b)所示。
❖为了尽可能减少邻近干扰,频率间隔应选择为1／T,这样频率 fi的谱状零值正好处于fi +1／T的峰值处,即为fi +(1／T),构成 了频率的正交关系,如图6-22(c)所示。
时间
续时 间
(b)
跳频速率和跳频数的确定
❖ FH必须有大量按指令码可供选用的频率,所需的频率数取决 于系统差错率。
❖增加冗余度：用若干个频率(一般是取奇数个)传输一个比特 的信息,接收机按多数准则判决。这样,即使某 一瞬间某些频率受到干扰,发生了错误,但只要 大多数频率正确,通过多数判决,就能减少差错率。
跳频通信系统培训_PPT_ 调制
Tb Tb
2PSK的波形
2PSK信号的典型时间波形如图所示，图中所有数字信号
“1”码对应载波信号的0相位，而“0”码对应载波信号的π 相位（也可以反之）。
1 A 0 0 0 1
－A
Ts
t
2PSK信号的频谱
2PSK信号可以看成特殊的2ASK信号。2PSK信号的功率谱
与2ASK信号功率谱中的连续部分的形状相同。因此这两种 信号的带宽相同。 2PSK的频带宽度是基带信号宽度的两倍。BBPSK 2 RB 当双极性基带信号以相等的概率出现时，BPSK信号的功率 谱中无离散谱分量，而此离散谱分量就是2ASK信号的载波 分量。所以BPSK可以看成抑制载波的双边带幅移键控信号。
必须用调制技术使得多路信号在同一个信道中同时传输
为什么需要调制
改善系统性能
FM（调频）抗干扰能力优于AM（调幅） 扩展频谱调制
S C B log 2 1 N
调制的概念
调制：把要传输的信号变换成适合信道传输的信号
的过程。（按调制信号的变换规律去改变载波的某 些参数） 解调：在接收端通过解调器把带通信号还原成基带 信号的过程。
为什么需要调制
频率变换
在无线通信中，需要传送的由语言、音乐转换来的属于低频 的电信号，其频率范围从几十赫到数千赫，不能直接从天线 辐射出去；必须借助于高频振荡，由它将低频信号“携带” 到空间去，这就是所谓的“调制”方式。
电磁波的频率越高， 向外辐射能量的本领就越大 当天线尺寸与信号波长相比拟时， 天线辐射效率最高
三种常用的数字调制技术
模拟调制：对载波信号的参量进行连续调制 数字调制：用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息
数字调制载波
2PSK的波形
2PSK信号的典型时间波形如图所示，图中所有数字信号
“1”码对应载波信号的0相位，而“0”码对应载波信号的π 相位（也可以反之）。
1 A 0 0 0 1
－A
Ts
t
2PSK信号的频谱
2PSK信号可以看成特殊的2ASK信号。2PSK信号的功率谱
与2ASK信号功率谱中的连续部分的形状相同。因此这两种 信号的带宽相同。 2PSK的频带宽度是基带信号宽度的两倍。BBPSK 2 RB 当双极性基带信号以相等的概率出现时，BPSK信号的功率 谱中无离散谱分量，而此离散谱分量就是2ASK信号的载波 分量。所以BPSK可以看成抑制载波的双边带幅移键控信号。
必须用调制技术使得多路信号在同一个信道中同时传输
为什么需要调制
改善系统性能
FM（调频）抗干扰能力优于AM（调幅） 扩展频谱调制
S C B log 2 1 N
调制的概念
调制：把要传输的信号变换成适合信道传输的信号
的过程。（按调制信号的变换规律去改变载波的某 些参数） 解调：在接收端通过解调器把带通信号还原成基带 信号的过程。
为什么需要调制
频率变换
在无线通信中，需要传送的由语言、音乐转换来的属于低频 的电信号，其频率范围从几十赫到数千赫，不能直接从天线 辐射出去；必须借助于高频振荡，由它将低频信号“携带” 到空间去，这就是所谓的“调制”方式。
电磁波的频率越高， 向外辐射能量的本领就越大 当天线尺寸与信号波长相比拟时， 天线辐射效率最高
三种常用的数字调制技术
模拟调制：对载波信号的参量进行连续调制 数字调制：用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息
数字调制载波
跳频通信系统(跳频序列)
3 9 4 10 5
S1=7G
0 7 3 10 6 2 9 6 1 8 4
S1=8G
0 8 5 2 10 7 4 1 9 6 3
*
*
由汉明相关得出的两个参数
。H(X)表示汉明自相关的最大旁瓣，即序列X与其自身平移之间重合次数得最大值，该参数影响系统的同步性能 ；
。H(X,Y)表示汉明互相关的峰值，即序列X与序列Y在任何时延下重合次数的最大值，该参数影响系统的抗干扰性能和多址组网性能。
*
*
游程的定义
设a={ai}为GP(p)上周期为L的周期序列，将其一个周期的元素（a0, a1, …aL-1）依次排列在一个圆周上，使得aL-1与a0相邻。设 ,则在这个圆周上，形如 的一连串码元相同的项，称为序列a={ai}的一个周期中的一个长度为m的 游程。 序列a={ai}的游程所具有的最大的长度mmax称为序列的最大游程长度。
*
跳频序列设计的要求（1）
添加标题
01
单击此处添加小标题
02
单击此处添加小标题
03
单击此处添加小标题
04
每一个跳频序列都可以使用频隙集合中的所有频隙，以实现最大的处理增益；
跳频序列集合中的任意两个跳频序列，在所有相对时延下发生频隙重合的次数尽可能少，也就是要求H(X,Y)越小越好；
跳频序列集合中的任意跳频序列，与其平移序列的频隙重合次数尽可能少，也就是要求H(X)越小越好；
跳频序列的作用及其研究内容
*
*
一些相关的定义
设有q个频隙可供跳频，形成频隙集合： 长度为L的某个跳频序列可表示如下： 设跳频网里共有u个用户，每个用户采用彼此不同的跳频序列，我们将u个用户使用的跳频序列集合记为 其中N为序列族中序列的个数。
S1=7G
0 7 3 10 6 2 9 6 1 8 4
S1=8G
0 8 5 2 10 7 4 1 9 6 3
*
*
由汉明相关得出的两个参数
。H(X)表示汉明自相关的最大旁瓣，即序列X与其自身平移之间重合次数得最大值，该参数影响系统的同步性能 ；
。H(X,Y)表示汉明互相关的峰值，即序列X与序列Y在任何时延下重合次数的最大值，该参数影响系统的抗干扰性能和多址组网性能。
*
*
游程的定义
设a={ai}为GP(p)上周期为L的周期序列，将其一个周期的元素（a0, a1, …aL-1）依次排列在一个圆周上，使得aL-1与a0相邻。设 ,则在这个圆周上，形如 的一连串码元相同的项，称为序列a={ai}的一个周期中的一个长度为m的 游程。 序列a={ai}的游程所具有的最大的长度mmax称为序列的最大游程长度。
*
跳频序列设计的要求（1）
添加标题
01
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02
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03
单击此处添加小标题
04
每一个跳频序列都可以使用频隙集合中的所有频隙，以实现最大的处理增益；
跳频序列集合中的任意两个跳频序列，在所有相对时延下发生频隙重合的次数尽可能少，也就是要求H(X,Y)越小越好；
跳频序列集合中的任意跳频序列，与其平移序列的频隙重合次数尽可能少，也就是要求H(X)越小越好；
跳频序列的作用及其研究内容
*
*
一些相关的定义
设有q个频隙可供跳频，形成频隙集合： 长度为L的某个跳频序列可表示如下： 设跳频网里共有u个用户，每个用户采用彼此不同的跳频序列，我们将u个用户使用的跳频序列集合记为 其中N为序列族中序列的个数。
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发射机特性：输出功率 4.5W(背负式) 4.5W，50W(车载式) 10W(机载式)
噪声响应 100dB 频偏 ±6.5kHz 通信距离：背负式 8km 车载式近距离为8km；远距离为35km 机载式 35km
SINCGARS电台的特点
➢ SINCGARS电台具有以下特点： ① 综合性强，主要体现在多频段和多功能方面 ② 大量采用跳频自动信道搜索、自适应天线调零、猝发传输
SINCGARS电台概述
SINCGARS电台采用跳频技术实现了高度安 全的ECCM保护，并率先应用于通用的通信 业务。SINCGARS电台用以取代美国现在使 用的少数电台，主要是VRC-12电台系列。
SINCGARS电台最新的改进型SINCGARS SIP(SINCGARS改进计划)的数据率已提高到 5000b/s，反映了超短波电台数字化的发展趋 势，预计未来型号的数据传输速率会更高。
一． 减小质量
在当今发展计划中，特别强调设备的质量。尽管现 代电子技术，诸如表面贴装技术有助于减少电台的尺寸， 但有两个因素限制了小型化程度的可能性：一个因素是 控制旋钮、开关和显示器的外部尺寸必须足够大才能被 戴保暖手套或身穿三防服装的作战人员使用；另一个因 素是需要提供足够的电池电源。发展最慢的技术领域主 要是电池，根据目前的技术，一块电池只能使输出功率 为5W的电台工作12h，这样，必须一天更换两次电池。
比较典型的超短波跳频电台有： ✓ 美国Harris公司 RF-3090(AN-PRC-117)电台 ✓ ITT公司 SINCGARS系列电台 ✓ 英国Racal公司 Jaguar系列电台 ✓ 法国Thomson-CSF公司 PR4G系列电台
SINCGARS电台概述
单信道地面和机载无线电系统(Single Channel Ground and Airborne System，SINCGARS)是战斗网无线电台VHF-FM 中的一个系列，是美国陆、海、空和海军陆战队在近距离应 用的新一代甚高频战斗网无线电通信系统，是战术战场指挥 员在前沿20km地域内指挥部队和空中支援的主要手段。该 系统广泛采用新技术和模块化结构设计，具有很强的抗截获 和抗干扰能力，并能与北约国家的战斗网互通。 包括背负、车载、机载型号
机载式 符合MIL-E-5400类1A 体积：8.5cm*23.7cm*37cm(高*宽*深)(不含COMSEC模块) 质量：8.3kg(不含COMSEC模块)
SINCGARS电台技术指标
接收机特性：噪声系数 10dB 镜像抑制 80dBm(最小) 中频抑制 100dBm(最小) 音频输出 50mW/600Ω
系统的组成
按计划JTIDS 系统有四种终端： Ⅰ类终端为指挥和控制终端，用于大型的空中，地面和水面
指挥平台，如E-3A空中预警机、地面对空战术控制中心和海 军指挥舰战术数据系统等； Ⅱ类终端为战术终端，用于各种战术飞机、小型舰艇、地面 部队司令部及PJH（PLRS和JTIDS混合系统）的综合通信、 导航、识别终端。 Ⅲ类终端为小型终端，用于导航、遥控飞机、地面车辆及单 兵背负及小型船只等； Ⅳ类终端为自适应地面和海上接口终端，用于地面和海上中 心和指挥所，这种终端将JTIDS的信息转化为指挥和控制中 心使用的通信信息格式，I类终端是这种终端的组成部分 。
SINCGARS电台的组成
SINCGARS电台采用模块结构，背负台和车载台的收发信机 模块中的RT-1439收发单元相同，由RT-1439收发单元加上 其他各模块就可组成背负电台和车载电台。
应 用 一 个 16 键 的键盘输入来 改变频率，取 代了老一代设 备中采用刻度 改变频率的做 法，大大改善 了用户选择频 率的性能。键 盘上有一个液 晶显示板。
精同步
用于消除粗同步留下的时钟误差，在系 统同步的过程中，每个网络成员的精同 步过程要重复进行。有两种方式实现： 主动法(采用RTT)、被动法
精同步
主动法RTT请求有二种方式 ①一种是按一定时间间隔定时地在分 配给自己的时隙发射RTT请求； ②另一种是当用户的时钟精度降到指 定的门限时，在分配给自己的时隙 发出RTT请求。
跳频通信的应用
超短波跳频电台—— SINCGARS系列
超短波跳频电台发展概述
20世纪70年代末，美、英、以色列等国相继成功地推出了超 短波跳频电台。20世纪80年代以来，外军超短波跳频电台发 展迅猛，加快了装备的更新换代。到20世纪90年代初，几乎 所有新的超短波电台都具有跳频功能，跳频速率大部分保持 在300跳/秒左右。
SINCGARS电台技术指标
频率范围：30MHz~87.975MHz 调制方式：调频(数字或模拟) 信道数：2320 信道间隔：25kHz 工作方式：单信道和跳频(跳频速率100Hops/s~300Hops/s) 预置信道：6(单信道工作) 频偏：±5kHz和±10kHz(对任何手动或预置频率) 频率输人：通过键盘输入 频率稳定度：±3x10-6 保密通信能力：与美国现有的保密设备配套
跳频通信的应用
联合战术信息分发系统 —JTIDS
(Joint Tactical Information Distribution System)
一、JTIDS概述
JTIDS是美国陆、海、空三军共同使用的一种大容 量、保密、抗干扰、时分多址的信息分发系统， 具有综合的通信、导航和识别能力，可以把陆、 海、空三军参战单位的终端设备分级地联成一个 统一的通信网络，以加快情报传递、统一指挥和 协同作战。
SINCGARS电台的组成
在ECCM模块中，采用了跳频技术，最大限度地减 少了敌方干扰设备的影响。在跳频模块设计中，不 要求有专门的时钟电路，由温度补偿晶体振荡器产 生工作频率，并提供计时。
SINCGARS电台广泛使用数字技术，控制部分使用 微处理器及低功耗大规模集成电路。在整个电台中 共用了20种不同的CMOS大规模集成电路，分别应 用在控制模块、频率合成器模块、数据适配器以及 遥控单元中。
SINCGARS电台的的现状及发展趋势
五． 软件无线电
软件无线电是一种基于A/D器件、高速DSP芯片，以 软件为核心的崭新体系结构。软件无线电的概念提出后 很快引起了美军的关注。美空军Rome实验室与Hazeltine 公司共同研制了军用软件无线电--易通话(Speakeasy)多 频段、多功能电台。Speakeasy频率覆盖范围为 2MHz~2000MHz，具有多种工作模式(可传送话音、数 据和图像等)、多种速率、多种调制方式(AM、FM、 MPSK、QAM等)、多种接口方式(可以入有线网、卫星 网等)和多种信息安全方式。其主要特点是能迅速重编波 形来适应频带拥挤、频率分配、操作模式、组网、互通 性和电子战威胁的变化。
供几个特别的改进，其中包括提高数据传输能力。变化 包括：增加RS前向纠错，提高吞吐量，同时改进了通信 距离和抗干扰能力；采用新的跳频波形提高了同步概率， 降低了传输的额外开销；改进的信道接入算法允许在公 共网上传输混合的话音和分组数据，对高分组数据通过 率的话音操作影响很小。软件编程能力也可以在将来不 断地改进。
线电台和卫星导航设施组合在一起，即电台配有 机内GPS接收机或配有用于附加GPS接收机的内 部或外部接口。无线电台和GPS的组合大大减少 了操作员的工作负担，把无线电台和GPS组合在 一起，可形成适合用户携带的单一设备，但同时 也带来了一个风险，即键盘或显示器的故障将导 致两个系统的故障。
SINCGARS电台的的现状及发展趋势
SINCGARS电台概述
背
车
负
载
机 载
SINCGARS电台概述
SINCGARS电台的任务是为作战部队提供可靠的保 密话音通信和数据通信。包括供坦克排和前沿侦察 部队使用的小型单个VHF通信网与主要的战术VHF 通信网，以及进一步扩大通信距离的转播网。这些 VHF通信网常常叠加在连接旅级司令部和一级指挥 部的高频通信网上。SINCGARS电台可装备美军的 师和独立部队，直至坦克、战车、直升机、榴弹炮 和执行任务的排、班或组等小部队。20世纪70年代 中期研制，80年代末期装备部队。
当指定作为NTR的端机后，其他端机的时钟要与NTR实 现同步，即入网。端机的入网分为两个步骤实现，粗同步和 精同步。
粗同步
NTR端机定期发射入网信息，其他已同 步的端机也发射同样的信息，需要入网 的端机接收入网信息并进行同步，这个 过程即为粗同步。网中所有非NTR的端 机，都要完成这一步。粗同步的误差小 于一个时隙的宽度，网络在完成粗同步 以后自动转入精同步。
三． 数据传输 美国陆军有其专用在30MHz~88MHz范围的
SINCGARS系列的话音/数据电台。其中包括 PRC-119A背负电台、VRC-87A、VRC-88A、 VRC-89A、VRC-90A、VRC-91A和VRC-92A车 载无线电台。
SINCGARS电台的的现状及发展趋势
四． 战术互联网 由ITT和通用动力公司开发的SINCGARS SIP试图提
美军正在推出的高级SIP轻型配置与以前的SINCGARS 型号能完全互换，并且能与较老式车载适配器兼容，而 且具有RT-1523C/DSIP无线电台的功能，但体积只有它 的一半。包括BA-5590干电池在内的总质量为3.4kg。
SINCGARS电台的的现状及发展趋势
二． 机内GPS SINCGARS电台发展的一个重要趋势是把无
JTIDS工作方式
JTIDS系统采用了时分多址、差错控制编码、 软扩频、高速跳频、跳时和单、双脉冲传输 结构等多种先进技术，因此不仅具有很强的 抗干扰能力，而且可以将系统构成一个无节 点、多联系路径的多网组织结构。系统工作 方式如下图所示。
整个通信网就像一个巨大的环状信息池，所有的用户都将 自己的信息投放到信息池中，也可以从信息池中提取自己所 关心的信息。
精同步—主动法
4.275ms
tTOAR
噪声响应 100dB 频偏 ±6.5kHz 通信距离：背负式 8km 车载式近距离为8km；远距离为35km 机载式 35km
SINCGARS电台的特点
➢ SINCGARS电台具有以下特点： ① 综合性强，主要体现在多频段和多功能方面 ② 大量采用跳频自动信道搜索、自适应天线调零、猝发传输
SINCGARS电台概述
SINCGARS电台采用跳频技术实现了高度安 全的ECCM保护，并率先应用于通用的通信 业务。SINCGARS电台用以取代美国现在使 用的少数电台，主要是VRC-12电台系列。
SINCGARS电台最新的改进型SINCGARS SIP(SINCGARS改进计划)的数据率已提高到 5000b/s，反映了超短波电台数字化的发展趋 势，预计未来型号的数据传输速率会更高。
一． 减小质量
在当今发展计划中，特别强调设备的质量。尽管现 代电子技术，诸如表面贴装技术有助于减少电台的尺寸， 但有两个因素限制了小型化程度的可能性：一个因素是 控制旋钮、开关和显示器的外部尺寸必须足够大才能被 戴保暖手套或身穿三防服装的作战人员使用；另一个因 素是需要提供足够的电池电源。发展最慢的技术领域主 要是电池，根据目前的技术，一块电池只能使输出功率 为5W的电台工作12h，这样，必须一天更换两次电池。
比较典型的超短波跳频电台有： ✓ 美国Harris公司 RF-3090(AN-PRC-117)电台 ✓ ITT公司 SINCGARS系列电台 ✓ 英国Racal公司 Jaguar系列电台 ✓ 法国Thomson-CSF公司 PR4G系列电台
SINCGARS电台概述
单信道地面和机载无线电系统(Single Channel Ground and Airborne System，SINCGARS)是战斗网无线电台VHF-FM 中的一个系列，是美国陆、海、空和海军陆战队在近距离应 用的新一代甚高频战斗网无线电通信系统，是战术战场指挥 员在前沿20km地域内指挥部队和空中支援的主要手段。该 系统广泛采用新技术和模块化结构设计，具有很强的抗截获 和抗干扰能力，并能与北约国家的战斗网互通。 包括背负、车载、机载型号
机载式 符合MIL-E-5400类1A 体积：8.5cm*23.7cm*37cm(高*宽*深)(不含COMSEC模块) 质量：8.3kg(不含COMSEC模块)
SINCGARS电台技术指标
接收机特性：噪声系数 10dB 镜像抑制 80dBm(最小) 中频抑制 100dBm(最小) 音频输出 50mW/600Ω
系统的组成
按计划JTIDS 系统有四种终端： Ⅰ类终端为指挥和控制终端，用于大型的空中，地面和水面
指挥平台，如E-3A空中预警机、地面对空战术控制中心和海 军指挥舰战术数据系统等； Ⅱ类终端为战术终端，用于各种战术飞机、小型舰艇、地面 部队司令部及PJH（PLRS和JTIDS混合系统）的综合通信、 导航、识别终端。 Ⅲ类终端为小型终端，用于导航、遥控飞机、地面车辆及单 兵背负及小型船只等； Ⅳ类终端为自适应地面和海上接口终端，用于地面和海上中 心和指挥所，这种终端将JTIDS的信息转化为指挥和控制中 心使用的通信信息格式，I类终端是这种终端的组成部分 。
SINCGARS电台的组成
SINCGARS电台采用模块结构，背负台和车载台的收发信机 模块中的RT-1439收发单元相同，由RT-1439收发单元加上 其他各模块就可组成背负电台和车载电台。
应 用 一 个 16 键 的键盘输入来 改变频率，取 代了老一代设 备中采用刻度 改变频率的做 法，大大改善 了用户选择频 率的性能。键 盘上有一个液 晶显示板。
精同步
用于消除粗同步留下的时钟误差，在系 统同步的过程中，每个网络成员的精同 步过程要重复进行。有两种方式实现： 主动法(采用RTT)、被动法
精同步
主动法RTT请求有二种方式 ①一种是按一定时间间隔定时地在分 配给自己的时隙发射RTT请求； ②另一种是当用户的时钟精度降到指 定的门限时，在分配给自己的时隙 发出RTT请求。
跳频通信的应用
超短波跳频电台—— SINCGARS系列
超短波跳频电台发展概述
20世纪70年代末，美、英、以色列等国相继成功地推出了超 短波跳频电台。20世纪80年代以来，外军超短波跳频电台发 展迅猛，加快了装备的更新换代。到20世纪90年代初，几乎 所有新的超短波电台都具有跳频功能，跳频速率大部分保持 在300跳/秒左右。
SINCGARS电台技术指标
频率范围：30MHz~87.975MHz 调制方式：调频(数字或模拟) 信道数：2320 信道间隔：25kHz 工作方式：单信道和跳频(跳频速率100Hops/s~300Hops/s) 预置信道：6(单信道工作) 频偏：±5kHz和±10kHz(对任何手动或预置频率) 频率输人：通过键盘输入 频率稳定度：±3x10-6 保密通信能力：与美国现有的保密设备配套
跳频通信的应用
联合战术信息分发系统 —JTIDS
(Joint Tactical Information Distribution System)
一、JTIDS概述
JTIDS是美国陆、海、空三军共同使用的一种大容 量、保密、抗干扰、时分多址的信息分发系统， 具有综合的通信、导航和识别能力，可以把陆、 海、空三军参战单位的终端设备分级地联成一个 统一的通信网络，以加快情报传递、统一指挥和 协同作战。
SINCGARS电台的组成
在ECCM模块中，采用了跳频技术，最大限度地减 少了敌方干扰设备的影响。在跳频模块设计中，不 要求有专门的时钟电路，由温度补偿晶体振荡器产 生工作频率，并提供计时。
SINCGARS电台广泛使用数字技术，控制部分使用 微处理器及低功耗大规模集成电路。在整个电台中 共用了20种不同的CMOS大规模集成电路，分别应 用在控制模块、频率合成器模块、数据适配器以及 遥控单元中。
SINCGARS电台的的现状及发展趋势
五． 软件无线电
软件无线电是一种基于A/D器件、高速DSP芯片，以 软件为核心的崭新体系结构。软件无线电的概念提出后 很快引起了美军的关注。美空军Rome实验室与Hazeltine 公司共同研制了军用软件无线电--易通话(Speakeasy)多 频段、多功能电台。Speakeasy频率覆盖范围为 2MHz~2000MHz，具有多种工作模式(可传送话音、数 据和图像等)、多种速率、多种调制方式(AM、FM、 MPSK、QAM等)、多种接口方式(可以入有线网、卫星 网等)和多种信息安全方式。其主要特点是能迅速重编波 形来适应频带拥挤、频率分配、操作模式、组网、互通 性和电子战威胁的变化。
供几个特别的改进，其中包括提高数据传输能力。变化 包括：增加RS前向纠错，提高吞吐量，同时改进了通信 距离和抗干扰能力；采用新的跳频波形提高了同步概率， 降低了传输的额外开销；改进的信道接入算法允许在公 共网上传输混合的话音和分组数据，对高分组数据通过 率的话音操作影响很小。软件编程能力也可以在将来不 断地改进。
线电台和卫星导航设施组合在一起，即电台配有 机内GPS接收机或配有用于附加GPS接收机的内 部或外部接口。无线电台和GPS的组合大大减少 了操作员的工作负担，把无线电台和GPS组合在 一起，可形成适合用户携带的单一设备，但同时 也带来了一个风险，即键盘或显示器的故障将导 致两个系统的故障。
SINCGARS电台的的现状及发展趋势
SINCGARS电台概述
背
车
负
载
机 载
SINCGARS电台概述
SINCGARS电台的任务是为作战部队提供可靠的保 密话音通信和数据通信。包括供坦克排和前沿侦察 部队使用的小型单个VHF通信网与主要的战术VHF 通信网，以及进一步扩大通信距离的转播网。这些 VHF通信网常常叠加在连接旅级司令部和一级指挥 部的高频通信网上。SINCGARS电台可装备美军的 师和独立部队，直至坦克、战车、直升机、榴弹炮 和执行任务的排、班或组等小部队。20世纪70年代 中期研制，80年代末期装备部队。
当指定作为NTR的端机后，其他端机的时钟要与NTR实 现同步，即入网。端机的入网分为两个步骤实现，粗同步和 精同步。
粗同步
NTR端机定期发射入网信息，其他已同 步的端机也发射同样的信息，需要入网 的端机接收入网信息并进行同步，这个 过程即为粗同步。网中所有非NTR的端 机，都要完成这一步。粗同步的误差小 于一个时隙的宽度，网络在完成粗同步 以后自动转入精同步。
三． 数据传输 美国陆军有其专用在30MHz~88MHz范围的
SINCGARS系列的话音/数据电台。其中包括 PRC-119A背负电台、VRC-87A、VRC-88A、 VRC-89A、VRC-90A、VRC-91A和VRC-92A车 载无线电台。
SINCGARS电台的的现状及发展趋势
四． 战术互联网 由ITT和通用动力公司开发的SINCGARS SIP试图提
美军正在推出的高级SIP轻型配置与以前的SINCGARS 型号能完全互换，并且能与较老式车载适配器兼容，而 且具有RT-1523C/DSIP无线电台的功能，但体积只有它 的一半。包括BA-5590干电池在内的总质量为3.4kg。
SINCGARS电台的的现状及发展趋势
二． 机内GPS SINCGARS电台发展的一个重要趋势是把无
JTIDS工作方式
JTIDS系统采用了时分多址、差错控制编码、 软扩频、高速跳频、跳时和单、双脉冲传输 结构等多种先进技术，因此不仅具有很强的 抗干扰能力，而且可以将系统构成一个无节 点、多联系路径的多网组织结构。系统工作 方式如下图所示。
整个通信网就像一个巨大的环状信息池，所有的用户都将 自己的信息投放到信息池中，也可以从信息池中提取自己所 关心的信息。
精同步—主动法
4.275ms
tTOAR