• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.为什么要使用跳频技术
  • 4.跳频功能
  • 5.基本概念
  • 6.跳频原理
  • 7.功能和特性
  • 7.1.快速和慢速跳频
  • 7.2.常规和自适应跳频
  • 7.3.跳频通信网
  • 7.4.调制解调方法
  • 8.跳频技术的发展

跳频通信

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。

基本信息

  • 中文名

    跳频通信

  • 外文名

    frequency hopping communication

  • 作用

    确保通信的秘密性和抗干扰性

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。

跳频功能

跳频功能主要是:

(1) 改善衰落。

(2) 处于多径环境中的漫速移动的移动台通过采用跳频技术,大大改善移动台的通信质量,相当于频率分集。

基本概念

在广阔地域使用短波通信,都希望通信话路畅通和保密。然而他们常遇到窃听、电子对抗、信道拥塞等问题。常规短波电台用固定频率发射和接收。因而无法避开窃听、人为干扰、信道阻塞。这些问题必须利用跳频技术才能彻底克服。

“跳频通信”就是针对上述传统无线电通信的弊端,使原先固定不变的无线电发信频率按一定的规律和速度来回跳变,而让约定对方也按此规律同步跟踪接收。由于敌方不了解我方无线电信号的跳变规律,很难将信息截获。尽管它亦可以采用“跟踪干扰”的方式来干扰我方电台,但由于跳频频谱变化无常,往往是敌方刚搜索到某发送频率,它立即又变了,很难做到紧跟不舍。可能有人会提出全面实行干扰(即“宽带阻塞干扰”)的方法,但这样做不仅会耗费巨大功率,而且还可能因此而暴露自己和对己方通信造成严重干扰。

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:按全网预设的程序,自动操控网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。

跳频通信的原理说来也并不复杂。它是在普通无线电短波通信基础上增加一个“码控跳频器”。它的主要作用是使跳频通信发射的载波按一定规则的随机跳变序列发生变化。实现跳频通信的关键是,收发双方受伪随机码控制的、用来改变载频频率的本振频率必须严格同步。跳频伪随机码的改变可用微型计算机控制;改变计算机的程序,就可改变跳频的规律。跳频变化的方案不止一套,且经常更换,要识破它就犹如大海捞针,十分困难。

就通信的安全性而言,跳频短波通信比卫星通信更为可靠。这是因为提供卫星服务的机构对其所属国承担了战略责任,必须受到该国政府的控制,而跳频短波通信是完全自主的,因而也是最可信赖的,在涉及国家安全和社会安全的场合,跳频短波通信的地位无可取代。

目前世界各电台厂商提供的多数是普通数字式跳频。数字跳频的缺点是跳频频谱不够隐蔽,容易被识别、破译、跟踪。近两年出现了更先进的智能边带跳频模式,这是边带跳频和智能跳频的统称。边带跳频是在数字跳频基础上发展的更高级技术,它将跳频码隐含于边带话音中,隐含的跳频信号近似边带噪声,比一般的数字跳频更难被识别,破译和跟踪。智能跳频则是一种具有极强的频带适应技术,能够在256KHz跳频频带内自动识别和弃用拥塞信道。明显净化通信背景。例如在夜晚,短波信道常常被各种嘈杂的信号所占据,利用智能跳频,可以将整个通信网自动调整到干净的信道区,通信背景自然就会干净和安静的多,有用信号将明显变的清晰。

GSM系统中的跳频分为基带跳频(BBH)和射频跳频(SFH)两种。射频跳频的原理是话音信号固定在一个发射机上发射,但是该发射机的发射频率不断变化,具体变化过程由跳频序列控制。射频跳频比基带跳频具有更高的性能和抗同频干扰能力,目前的GSM实际网络一般都采用射频跳频。

功能和特性

快速和慢速跳频

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。