基于扩频技术的跳频扩频分析

跳频的技术原理

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。
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。

移动通信扩频实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解移动通信扩频技术的原理和基本概念。

2. 掌握扩频通信系统的组成和信号处理过程。

3. 通过实验验证扩频通信的抗干扰性能和频谱利用率。

4. 分析扩频通信在移动通信中的应用优势。

二、实验原理扩频通信是一种通过将信号扩展到较宽的频带上的通信技术，其基本原理是将信息数据通过一个与数据无关的扩频码进行调制，使得原始信号在频谱上扩展，从而提高信号的隐蔽性和抗干扰能力。

扩频通信的主要特点如下：1. 扩频：通过扩频码将信号扩展到较宽的频带上，提高信号的隐蔽性。

2. 抗干扰：由于信号频谱较宽，抗干扰能力强，可抵抗多径干扰、噪声等影响。

3. 频谱利用率：扩频通信采用码分复用（CDMA）技术，可充分利用频谱资源。

4. 分集：通过扩频码的不同，可实现信号的分集接收，提高通信质量。

三、实验设备1. 移动通信实验平台2. 信号发生器3. 信号分析仪4. 通信控制器5. 通信终端四、实验内容1. 扩频信号的产生（1）设置信号发生器，产生原始信号。

（2）选择合适的扩频码，进行扩频调制。

（3）观察扩频后的信号频谱，验证扩频效果。

2. 扩频信号的接收（1）设置通信控制器，模拟移动通信环境。

（2）将扩频信号发送到接收端。

（3）接收端对接收到的信号进行解扩频，恢复原始信号。

（4）观察解扩频后的信号，验证解扩频效果。

3. 抗干扰性能测试（1）在接收端加入噪声，观察信号变化。

（2）调整噪声强度，测试扩频信号的抗干扰性能。

4. 频谱利用率测试（1）设置多个扩频信号，进行码分复用。

（2）观察频谱，验证频谱利用率。

五、实验结果与分析1. 扩频信号的产生实验结果表明，通过扩频码调制，原始信号在频谱上得到了有效扩展，验证了扩频通信的基本原理。

2. 扩频信号的接收实验结果表明，接收端能够成功解扩频，恢复原始信号，验证了扩频通信的解扩频效果。

3. 抗干扰性能测试实验结果表明，扩频信号在加入噪声后，信号质量仍然较好，证明了扩频通信的抗干扰性能。

跳频扩频的原理和应用

跳频扩频的原理和应用1. 跳频扩频的原理跳频扩频（Frequency Hopping Spread Spectrum）是一种通过在通信中不断改变载波频率来实现抗干扰和安全性的技术。

它主要通过以下原理来实现：1.频率跳变：跳频扩频系统在通信过程中会周期性地改变使用的载波频率。

频率跳变可以将信号在不同频率上进行传输，以减少信号在特定频率上的干扰。

2.扩频技术：跳频扩频系统还会使用扩频技术，将原始信号进行扩频。

扩频技术会在发送端对原始信号进行调制，将其扩展到较宽的频带上。

接收端会利用和发送端相同的扩频码对信号进行解码，还原出原始信号。

3.码片序列：扩频技术中使用的扩频码片序列是跳频扩频系统中的核心要素。

这些码片序列在发送端与接收端之间必须保持同步。

扩频码片序列的特点是具有良好的相关性，使得接收端可以通过将收到的信号与预期的码片序列进行比较，从而检测出有效的信号。

跳频扩频技术的原理在一定程度上提高了系统的抗干扰能力和安全性，常用于无线通信、军事通信、无线局域网等领域。

2. 跳频扩频的应用跳频扩频技术在现代通信领域得到广泛应用，以下是几个常见的应用场景：2.1 无线局域网（WLAN）跳频扩频技术在无线局域网中使用，可以提供更可靠、稳定的数据传输。

由于跳频扩频技术能够在不同的频率上进行传输，可以避免单一频率上的干扰，从而提高无线网络的抗干扰能力和传输质量。

2.2 蓝牙技术蓝牙技术中的传输方式就是基于跳频扩频技术的。

蓝牙设备会在跳频序列中选择一段频率范围，然后进行频率跳变进行数据传输。

这种方式不仅提高了蓝牙设备之间的通信质量，也增强了蓝牙设备的抗干扰能力。

2.3 军事通信由于跳频扩频技术能够有效抵御敌人的频率干扰和窃听，因此在军事通信中得到广泛应用。

军方可以利用跳频扩频技术提供安全可靠的通信，保障敏感信息的传输。

2.4 移动通信跳频扩频技术在移动通信中也有广泛的应用，尤其是在CDMA（Code Division Multiple Access）系统中。

直扩与跳频比较

1.问题提出：直接序列扩频与跳频特性比较2.相关资料查询：直接序列扩频系统：直接序列扩频系统（DS）又称为伪噪声系统（PN），是将要发送的信息用伪随机序列扩展到一个很宽的频带上去，在接收端，用与发送端扩展用的相同的伪随机序列对接收到的扩频信号进行相关处理，恢复出原来的信号。

图2 -1 直接序列扩频原理图跳频：跳频系统（FH）的载频受一伪随机码的控制，不断地、随机地跳变，可看成载频按照一定规律变化的多频频移键控。

图2-2 跳频原理图3.特性比较：扩频方式优点缺点DS 1.通信隐蔽性好2.信号易产生，易实现数字加密3.抗多径干扰1.同步要求严格2.“远-近”特性不好FH 1.频谱利用率高2.有良好的“远-近”特性3.快跳可避免瞄准干扰1.信号隐蔽性差2.快跳频率合成器难做4.详细分析：直接序列扩频与跳频是通信中用得最多的扩频方式，由于这两种系统抗干扰机理不同，它们有各自不同的长处与不足，现就两种系统进行详细的分析：直接序列扩频的优点：1.通信隐蔽性好：由于信号经过扩频调制后频谱被大大扩展，使信号的功率谱密度大大降低，接收端接收到的信号谱密度比接收机噪声低，即信号完全淹没在噪声中，这样对其他同频段电台的接收不会形成干扰，信号也就不容易被发现，进一步检测出信号就更难，所以有非常高的隐蔽性。

2.信号易产生，易实现数字加密：直接序列扩频是对PN码的处理，PN码是一种周期码，可以预先确定并可重复地产生和复制，具有类似白噪声随机特性的二进制码序列，PN码序列中0,1出现的概率各为1\2，且在码长达到一定程度时会从其第一位开始循环，具有一定的规律性，所以实现起来比较容易。

3.抗多径干扰：直接序列扩频系统要用伪随机码的相关接收，只要多径时延大于一个伪随机码的切普宽度，这种多径不会对直扩系统形成干扰,甚至还可以用这些多径能量来提高系统性能。

直接序列扩频的缺点：1.同步要求严格：由于直接扩频的伪随机码速率比跳频伪随机码速率要高很多，而且码也长得多，因此，直扩对同步精度要求高。

跳频扩频原理

跳频扩频原理跳频扩频技术（FHSS/DS）是一种广泛应用于近几十年来的人工无线通信中的数字信号传输技术。

它通过将信号转化为更宽带的带宽，并采用无线电频率跳跃技术来分散信号，从而达到抵御干扰和窃听攻击的目的。

跳频扩频技术被广泛应用于军事、民用、移动通信、工业自动化等领域，成为许多数字通信系统中最常见的技术之一。

跳频扩频技术有两种基本形式：扩频和跳频，其中扩频是将数据信息转换成一个更宽的频带，通过码序列进行编码分配的方式进行传输，达到了抗干扰和保密的目的。

而跳频技术则是将数据信息按照规定的频率顺序按照一定的规律进行跳变传输，从而使得频率难以被干扰和窃听攻击所感知。

由此可见，跳频扩频技术不仅具有高质量的信号传输能力，而且还具有防干扰和保密性的重要特点。

跳频扩频技术在数字通信系统中的原理，并不复杂，实现起来也相对简单。

跳频扩频技术的基本原理是，通过将数据信号在较短的时间内传输到较大的频带上，将其扩展成一个更宽的频带，在信号发送过程中将其随机和跳跃的变化频率进行传输，以达到正常通信数据传输的目的。

跳频扩频技术的系统中，数据经过多级编码和解码，最终被解码为原始数据信息。

在随机跳频频段的过程中，信号的转换和跳跃也对抗了干扰和窃听攻击。

1.在发送端，数据信号按照一定的规律通过加扰和功率控制经过扩频同步器，将原来窄带的信号转化为宽带信号。

2.在跳频序列生成器中，随机生成一个跳频序列，然后将其与数据信号进行按位异或运算，得到加密的数据信号。

3.通过根据规律时钟定时跳频，将加密后的信号发送出去。

4.当接收方收到加密的信号时，通过解密器进行解密，将加密的数据信号转化为原始数据信号。

跳频扩频技术是一种数字通信系统中重要的信号传输技术，具有高质量、高速率、防干扰和保密性等特点。

通过随机跳跃频率和扩频码的组合，可以实现防窃听、反干扰和无线电频率资源共享的目的。

在军用、民用和通信领域中，跳频扩频技术已成为基本的数字信号传输技术，发挥着越来越重要的作用，将随着科技的发展和技术的进步不断完善和逐步广泛应用。

扩频通信的工作方式及其特点

扩频通信的工作方式及其特点在发端输入的信息先调制形成数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱，展宽后的信号再调制到射频发送出去。

在接收端收到的宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩，再经信息解调，恢复成原始信息输出。

扩频通信工作方式1.直接序列扩频轻易序列QPSK(ds-ss)就是轻易利用具备低码率的QPSK码序列使用各种调制方式在发端拓展信号的频谱，而在收端用相同的QPSK码序列回去展开解码，把拓展阔的QPSK信号转换成完整的信息。

2.跳频扩频冲频QPSK技术就是通过伪随机码的调制，并使载波工作的中心频率不断弹跳发生改变，而噪音和干扰信号的中心频率却不能发生改变。

这样，只要交、发信机之间按照紧固的数字算法产生相同的伪随机码，就可以达至同步，确定噪音和其他干扰信号。

3.跳时扩频冲时就是并使升空信号在时间轴上LBP。

先把时间轴分为许多时片。

在一帧内哪个时片升空信号由QPSK码序列展开掌控。

可以把冲时认知为：用一定码序列展开挑选的多时片的时移键控。

由于使用窄得很多的时片回去传送信号，相对说来，信号的频谱也就沉降了。

在发端，输入的数据先存储起来，由扩频码发生器的扩频码序列去控制通)断开关，经二相或四相调制后再经射频调制后发射。

在收端，由射频接收机输出的中频信号经本地产生的与发端相同的扩频码序列控制通-断开关，再经二相或四相解调器，送到数据存储器和再定时后输出数据。

只要收、发两端在时间上严格同步进行，就能正确地恢复原始数据。

冲时也可以看作就是一种时分系统，所相同的地方是它不是在一帧中紧固分配一定边线的时片，而是由QPSK码序列掌控的按一定规律LBP边线的时片。

冲时系统的处置增益等同于一帧中所分的时片数。

由于直观的冲时抗干扰性不弱，很少单独采用。

4.脉冲线性扩频升空的射频脉冲信号，在一个周期内，其载频的频率并作线性变化。

因其频率在较宽的频带内变化，信号的频宽也被沉降了。

扩频通信的基本原理(直接序列扩频、跳频等)

扩频通信的理论基础1.1扩频通信的基本概念通信理论和通信技术的研究，是围绕着通信系统的有效性和可靠性这两个基本问题展开的，所以有效性和可靠性是设计和评价一个通信系统的主要性能指标。

通信系统的有效性，是指通信系统传输信息效率的高低。

这个问题是讨论怎样以最合理、最经济的方法传输最大数量的信息。

在模拟通信系统中，多路复用技术可提高系统的有效性。

显然，信道复用程度越高，系统传输信息的有效性就越好。

在数字通信系统中，由于传输的是数字信号，因此传输的有效性是用传输速率来衡量的。

通信系统的可靠性，是指通信系统可靠地传输信息。

由于信息在传输过程中受到干扰，收到的信息和发出的信息并不完全相同。

可靠性就是用来衡量收到信息和发出信息的符合程度。

因此，可靠性决定于系统抵抗干扰的性能，也就是说，通信系统的可靠性决定于通信系统的抗干扰性能。

在模拟通信系统中，传输的可靠性是用整个系统的输出信噪比来衡量的。

在数字通信系统中，传输的可靠性是用信息传输的差错率来描述的。

扩展频谱通信由于具有很强的抗干扰能力，首先在军用通信系统中得到了使用。

近年来，扩展频谱通信技术的理论和使用发展非常迅速，在民用通信系统中也得到了广泛的使用。

扩频通信是扩展频谱通信的简称。

我们知道，频谱是电信号的频域描述。

承载各种信息（如语音、图象、数据等）的信号一般都是以时域来表示的，即信息信号可表示为一个时间的函数)(t f 。

信号的时域表示式)(t f 可以用傅立叶变换得到其频域表示式)(f F 。

频域和时域的关系由式(1-1)确定：⎰∞∞--=t e t f f F ft j d )()(π2⎰∞∞-=f e f F t f ft j d )()(π2 (1-1) 函数)(t f 的傅立叶变换存在的充分条件是)(t f 满足狄里赫莱(Dirichlet)条件，或在区间(-∞，+∞)内绝对可积，即t t f d )(⎰∞∞-必须为有限值。

扩展频谱通信系统是指待传输信息信号的频谱用某个特定的扩频函数（和待传输的信息信号)(t f 无关）扩展后成为宽频带信号，然后送入信道中传输；在接收端再利用相应的技术或手段将其扩展了的频谱压缩，恢复为原来待传输信息信号的带宽，从而到达传输信息目的的通信系统。

跳频和扩频通信

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。

跳频扩频通信技术资料整理

跳频扩频通信技术资料整理跳频扩频（FHSS）和直接序列扩频（DSSS）是无线通信中的两种主要扩频技术。

这些技术被广泛应用于军事通信、卫星通信、蓝牙、Wi-Fi和无线局域网等领域。

该技术可提供更高的数据传输速率和更强的抗干扰性能。

接下来，本文将对跳频扩频技术进行资料整理。

跳频扩频（FHSS）是一种位于物理层的扩频技术，其原理是将信号频率在信号传输的过程中快速变化。

跳频通信利用一组由发送者和接收者共同协商的序列来决定在哪个频率上进行通信。

这些序列会在发送数据的过程中跳跃到不同的频率上，从而使信号分散，并且更难以被干扰或窃听。

不同的跳频序列可以使用不同的跳频速率，使得信号速率可以根据需求进行调整。

这一技术提供了更大的带宽，并使用户能够在具有多通道干扰的环境中进行通信。

跳频扩频通信系统具有良好的抗干扰性能，不易被干扰或窃听。

直接序列扩频（DSSS）是通过对数据流进行编码和调制来实现的扩频技术。

在DSSS中，发送数据的二进制编码在传输前被直接扩展为长码。

长码的位数比原二进制编码数高得多，因此可以用来扩展数据，使其在频域上占用更多带宽。

在接收端，需要使用相同的长码来解码接收信号。

DSSS技术可以在信号传输过程中伪装数据，从而提高传输数据的安全性。

DSSS可以减少其他通信设备对传输信号的干扰，并提供全双工通信功能。

这一技术在高速数据传输和较短距离的无线连接等应用中广泛应用。

为了实现跳频扩频技术，需要使用一些特定的硬件和软件组件，包括跳频序列产生器、频道扫描机和信号误差控制器。

这些设备和组件可以提供更高的数据传输速率、更好的抗干扰性能和更安全的通信环境。

一般来说，跳频扩频技术的应用需要进行一定的设备配置和技术支持，在实际应用中需要谨慎考虑。

需要注意的是，跳频扩频技术并不是万能的，对其的攻击方式也会随着技术的发展而不断升级。

例如，攻击者可以利用定向天线、模拟拦截器、信号干扰发生器等设备对跳频扩频通信进行攻击。

因此，在实际应用中应该密切关注技术的演进，并将需要进行相应的安全措施和设备防御。

基于扩频与跳频的多带OFDM-UWB多址技术

张士兵张力军
（．１南通大学电子信息学院，江苏南通２６０；．２０７２南京邮电大学通信与信息学院，江苏南京２００）１０３
摘
要：根据多带ＯＤＵＦＭ．ＷＢ通信系统的特点，提出一种基于扩频与跳频的多址技术。该多址技术将多载波码分多址
和跳频多址相结合，构成一种新颖的多址技术一正交频分多址（ＦＭＡ）ＯＤ，实现多载波码分多址技术和跳频多址技术的优势互补，此接收机的复杂性明显小于常规时频码的多用户接收机。仿真结果表明，基于ＯＤＦＭＡ多址技术方案的ＵＷＢ系统在系统误比特率性能上优于常规时频码方案约５Ｂｄ。关键词：超宽带；多址技术；扩频；跳频
ｍｌｐｅａｃｓＯＤｕｔｌｃｅｓ（ＦＭＡ）ｈｓｍｋｓｕｓｆｈｖｎｇｆＣＣＭＡａｄＦＭＴｅｍｅｉｆｅＵｓｍｕｉｇｉ．ＴｉａｅｆｌｕｅｏｔｅａａｔｅｏＭ —ＤｌｄａｓｎＨＡ．ｈｃｐｘｏｔＷＢｓｔｓｏｌｔｈｙｙｅｎ
ｍｌｐｅａｃｓｂｓｄｏｐｅｄｎｎｅｕｎｙｈｐｉｇｉｐｅｓｄｔｏｂｎｓｍｌ — ｒｅｏｅｄｖｓｎｍｌｐｅａｃｓＭＣｕｔｌｃｅｓａｅｎｓｒａｉｇａｄｆｑｅｃ－ｏｐｎｍｐｅ．Ｉｃｍｉｕｔｃｒｒｃｄｉｉｕｔｌｃｅｓ（－ｉｒｓｅｉａｉｉｏｉ
ＯＦＤＭＡｓｌｓａａｓｎｍｅｆｅｕｎｙｃｅｉｌｔｎｒｓｔｓｏｈｔｔｅＯＦｉｅｓｔｎｔｔｕｉｇｔｒｑｅｃｏ．ＳｍｕａｉｕｓｈｗｔａＤＭＡｈｅａｖｔｇｎｂｔｅｒｒｒｔｅ－ｈｈｉｄｏｅｌｈａｔａａｅｉｉｒａｅｐｒｓｈｄｎｓｏｆｒｎｅｏｅｉｒｑｅｃｏｅｍｕｔｌＣＳａｏｔＢ．ｏｍａｃｖｒｔｍｅｆｕｎｙｃｌｉｅａｅｂｕｄｅｄｐｃｓ５Ｋｙｗｏｄｅｒｓ：ｕｔ－ｉｅａｄｌｒｗｄｂｎ；ｍｕｔｌｃｓｅｈｉｅ；ｓｒａｎ；ｆ￣ｕｎｙｈｐｉｇａｌｉｅａｅｓｔｎｑｓｐｄｇｒｌｅｃ・ｏｐｎｐｃｃｕｅｉＬ

跳频扩频技术

华北水利水电大学扩频通信结课报告跳频扩频技术学院：信息工程专业：通信工程姓名：刘建学号： 201215707跳频扩频系统的组成及工作原理1、跳频系统的组成跳频扩频（FHSS）通信是扩频通信的一种，是以载波频率的跳变进行通信的。

这种通信可以有效地躲避干扰，已成为抗电子干扰的主要手段。

系统的信道数、载波的带宽、跳频的速率和跳变的伪随机性是抗干扰的重要技术指标。

信道数越多，带宽范围越大，跳变的速率越快，频率跳变的规律越接近随机变化，就越难以被外界干扰。

跳频扩频（FHSS）系统组成框图如图1所示。

图1 跳频扩频系统组成框图跳频系统的载频受一个伪随机码控制，不断地、随机地跳变，因此跳频系统可视作载频按照一定规律变化的多频频移键控（MFSK）。

与直扩系统不同，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。

跳频系统主要由PN 码产生器和频率合成器两部分组成，快速响应的频率合成器是频率跳变系统的关键部件。

频率跳变系统的发射机在一个预定的频率集中，由PN码序列控制频率合成器，使发射频率能随机地由一个跳到另一个。

接收机中的频率合成器也按相同的顺序跳变，产生一个与发射频率只差一个中频的本振频率，经混频后得到固定的中频信号，该中频信号经放大后送到解调器，恢复传送的信息。

此处，混频器实际上担当了解调器角色，只要收发双方同步，就可将频率跳变信号转换为一个固定频率的信号。

2、跳频系统的工作原理在传统的定频通信系统中，发射机中的主振荡器的振荡频率是固定设置的，因而它的载波频率是固定的。

为了得到载波频率是跳变的跳频信号，要求主振荡器的频率应能遵照控制指令而改变。

这种产生跳号的装置叫跳频器。

通常，跳频器是由频率合成器和跳频指令发生器构成的，如图2（a）所示。

(a) 发送（b）接收图2 跳频信号的发送与接收图2（a）中，如果将跳频器看作是主振荡器，则与传统的发信机没有区别。

被传送的信息可以是模拟的或数字的信号形式(图5中标示的为信码入)，经过调制器的相应调制，便获得副载波频率固定的已调波信号，再与频率合成器输出的主载波频率信号进行混频，其输出的已调波信号的载波频率达到射频通带的要求，经过高通滤波器反馈至天线发射出去。

lora通信技术原理

lora通信技术原理
LoRa是一种基于扩频通信技术的无线通信技术，其工作原理是将信号通过扩频技术扩展到宽带噪声中，以获得扩频增益，提高通信系统的可靠性和抗干扰能力。

扩频通信技术的基本特征是信号带宽远远大于其本身带宽，因此，LoRa通信系统具有较高的保密性，被监听的可能性极低。

在LoRa通信系统中，数据传输是通过LoRa扩频技术实现的。

在发射端，输入的数据首先经过扩频和解调处理，将信号转换为宽带扩频信号，然后通过LoRa无线模块发射出去。

在接收端，LoRa无线模块接收到的信号首先经过滤波和窄带滤波处理，滤除噪声和其他干扰信号，以确保接收到的信号质量。

接着，信号再经过解调和扩频处理，将宽带扩频信号还原为原始数据信号。

此外，LoRa还采用了跳频通信技术来实现抗干扰和保密性。

在跳频通信过程中，数据信号在不同的频率信道上进行传输，每个信道之间的跳频间隔可以根据需要进行调整。

这种跳频通信技术不仅可以避免与其他通信系统的干扰，还可以有效抵抗多径干扰和噪声干扰，提高数据传输的可靠性和安全性。

总之，LoRa是一种基于扩频和跳频技术的无线通信技术，具有可靠性高、抗干扰能力强、安全性高等优点，被广泛应用于物联网、智能家居、智能交通等领域。

跳频扩频简介

线性调制非线性调制
调制
按正弦载波的受调参量分
m(t )
幅度调制频率调制相位调制
调制器
sm (t )
按载波信号 c(t)的类型分
连续波调制脉冲调制
c(t )
09
规格严格功夫到家
一、调制的概念
5.数字频移键控（FSK）
数字调制：用数字基带信号控制载波某个参数的过程。

原理：数字信号s(t)控制载波频率波形：
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。
05
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
跳变的规律由扩频码序列决定
12
规格严格功夫到家
二、扩展频谱通信
2.伪随机序列
伪随机序列可以应用于扩频通信中的扩频码序列最长线性移位寄存器反馈序列——m序列
1) 伪随机性
m序列的性质
2) 均衡性在m序列的一周期中，“1”和“0”的数目基本相等。“1”的个数比“0” 的个数多一个。 3）而且在长度为k的游程中[l≤k≤(n – 2)]，连“ l”的游程和连“0” 的游程各占一半。
10
n
规格严格功夫到家
一、调制的概念
●2FSK的产生

模拟调频法：相邻码元之间的相位是连续变化的。键控法：相邻码元之间的相位不一定连续。
振荡器1
f1
选通开关
s (t )

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。

有的系统可在-20～-15dB信噪比条件下工作，对方很难测出信号的参数，从而达到安全保密通信的目的。

扩频信号还可以进行信息加密，如要截获和窃听扩频信号，则必须知道扩频系统用的伪随机码、密钥等参数，并与系统完全同步，这样就给对方设置了更多的障碍，从而起到了保护信息的作用。

(3)可进行多址通信在发送端，充分利用各种不同码型的扩频码序列之间优良的自相关特性和互相关特性进行扩频调制，在接收端利用相关检测技术进行相关解扩提取出有用信号，就可以实现多个用户共享给定频带的码分多址技术。

虽然扩频系统占据了很宽的频带来完成信息的传输，但其很强的多址能力保证了它的高的频谱利用率，其频谱利用率比单路单载波系统还要高得多。

这种多址方式组网灵活，入网迅速，适合于机动灵活的战术通信和移动通信。

(4)抗多径干扰无线通信中抗多径(发射的信号经多条不同路径传播)干扰一直是难以解决的问题，利用扩频编码之间的相关特性，在接收端可以用相关技术从多径信号中提取分离出最强的有用信号，也可把多个路径来的同一码序列的波形相加使之得到加强，从而达到有效的抗多径干扰。

第五章跳频扩频通信技术

FH/MFSK信号的检测
❖ 设一跳频系统，在跳频频段内有1000个可用跳频数，在信道传输中可能有 50个Chip遭遇同频的强干扰，系统采用非相干8FSK快跳频方式，每个调制符号用5个Chip传送，已知信息比特速率Ra=2.4kb/s。
（1）求MFSK的频谱占据的频带宽度BdF及系统总频带宽度。
（2）求MFSK解调采用“5中取3”大数判决的误符号率。
解：（1）取信道间隔Δf等于信息调制信道带宽400Hz，则有
N
B
400 106
106
个
f 400
（2）一个频率控制字是由k个二元PN码序列片确定的，故有
N

2k

k

lg106

lg 2

6

lg
2

20
若该PN码由m序列产生，则需满足在k=20位有全部排列组合方式，最少要
可传送2个调制符号（4比特信息）。
❖ 系统带宽
Bs

NBF

N
g(2k k
1)
gRa
基于MFSK调制的慢跳频
❖ 如图5-7所示，4FSK(N=6,Ts=kTa)慢跳频的时频关系图。2比特信码组合与键控频移点fi的关系为：“00” f0,“01” f1,“10” f2,“11” f3
❖ 跳频图案{fj} :{f0,f3,f1,f4,f2,f5,f0,f3,f1,f4,f2,f5,...}
跳频系统基本构成
• 跳频频率在信道间随机跳变，频率跳变的示意图如图5-2所示。
跳频系统基本构成
• Tc：信号在某个跳变频率（信道）上的驻留时间 • T':由一个频率跳到另一个频率的时间

物联网无线通信模块跳频扩频技术

无线通信秘密之——跳频扩频
什么是跳频扩频技术？
跳频扩频（Frequency Hopping Spread Spectrum , FHSS）是指用伪随机码序列进行频移键控（FSK），使载波频率不断跳变而扩展频谱的一种方法，它利用整个带宽（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。

这样就能保证在数据传输的时候，这样即使在通信线路受到阻碍（干扰）或者信道损坏的情况下，无线通信也能使用自动检测跳频技术，通过其他的信道正常的进行数据传输，非常适用于对于通信抗干扰要求高的应用场景。

自动跳频扩频技术的具体应用
目前在市面上采用FHSS技术所开发的产品不在少数，用途也是千变万化，但是基本理论以及应用原理是不变的，亿佰特的E62系列就是应用其跳频技术的一员，今天我们以亿佰特的 E62-433T20D为例，来具体了解一下如何实现跳频。

1.跳频指令设置
（1）出厂默认参数
（2）跳频参数设置指令
随着跳频技术的发展，其应用也越发广泛，战场通讯、GSM手机、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等中都可见到它的身影。

无线通信主要面临两方面的挑战：外部干扰和多径衰退。

使用跳频技术最主要的目的就是提高通信的抗干扰能力。

不过跳频本身也存在一些局限性，比如信号隐蔽性差、抗多频干扰以及跟踪式干扰能力有限等。

现在大多数应用更多是将直接序列扩频和跳频进行组合应用，以提高其综合性能。

毕业设计(论文)-基于matlab的跳频扩频通信系统的研究[管理资料]

摘要在科技的日益发展中，扩展频谱通信则是一种新型的通信方式。

跳频通信是扩展频谱通信中的一种，跳频通信和自适应通信、扩展频谱通信以及高速数字数据通信系统被称为“90年代的通信技术”。

由于扩展频谱通信、跳频通信极强的抗干扰能力和多址通信性能，使其在军事和民用上都得到越来越广泛的应用。

本文讲述了扩频通信的基本概念和跳频系统的主要特点。

跳频通信技术具有很强的抗干扰能力，所以跳频通信一直也是扩频通信技术研究中的一个重点。

在阐述跳频通信基本原理和实现方法的基础上，利用 Matlab 提供的可视化工具 Simulink 建立了跳频通信系统仿真模型，详细讲述了各模块的设计。

在给定仿真条件下，对该跳频通信系统在宽带噪声干扰工作机制下进行了仿真，得到了宽带噪声干扰下的误码率信噪比曲线。

结果表明，跳频通信系统的抗干扰能力优于传统的定频通信，在战术通信中有更高的可靠性。

【关键词】：扩展频谱通信跳频通信抗干扰误码率信噪比ABSTRACTIn the development of science and technology, the spread spectrum communication is a kind of new way to communicate. Frequency hopping communication is spread spectrum communication of frequency hopping communication and adaptive communication, spread spectrum communication and high speed digital data communication system known as "90’s communications technology". Due to the spread spectrum communication, frequency hopping communication strong anti-interference ability and multi-access communication performance, so that in the military and civilian up to get more and more widely. This paper introduced the spread spectrum communication of the basic concepts and frequency hopping system main characteristics.Frequency hopping communication technology has the very strong anti-jamming ability, so the frequency hopping communication has also spread spectrum communication technology in the study of a key. In this paper the frequency hopping communication basic principle and method, and on the basis of the use of Matlab provide visual tools Simulink established the frequency hopping communication system simulation model, the detailed design of each module in tells the story. In a given simulation conditions, the frequency hopping communication system in broadband noise under the working mechanism is simulated, and get the broadband noise ber under Signal to noise rate curve. The results show that the frequency hopping communication system of anti-interference ability is better than that of traditional fixed frequency communication in communications have higher tactics reliability.【Keywords】: spread spectrum communication; Frequency hopping communication; Anti-interference; The bit error rate; Signal to noise rate目录第一章绪论 (4)选题目的及意义 (4)跳频通信的应用和发展 (5)第二章跳频通信理论基础 (7)跳频系统的组成及数学模型 (7)跳频的主要技术指标 (9)跳频系统的关键技术 (10)跳频图案 (11)跳频信号的发送与接收 (16)跳频信号的同步 (16)第三章基于Matlab/Simulink的跳频系统仿真 (20)Simulink 仿真介绍 (20)跳频系统仿真模型 (22)跳频系统抗干扰性能分析 (32)第四章总结 (34)致谢 (35)参考文献 (36)第一章绪论第一节选题目的及意义在现代通信中常常会遇见的一个重要问题就是抗干扰问题。