一文读懂跳频技术
跳频
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跳频也是一种扩频技术,英文为FH(Frequency Hopping)。
通俗的来说,就是让信号在跳变的频率其实跳频越快越好,这样越安全,干扰越分散,但是成本高、实现难度大,因此快跳频一般用于军事,保证安全性。
我们的gsm一般采用慢跳频SFH(Slow Frequency Hopping)。
多慢呢?每个TDMA 帧跳变一次,帧周期大约4.615ms,所以GSM跳频就是一秒跳217次。
GSM的慢跳频又分两种,基带跳频和射频跳频。
基带跳频就是你有几块载频,每块载频的频率不变,然后信号按照跳变规律分成几份,在不同的时间射频跳频就是,每块载频都可以收发GSM需要的全部频率,所以信号不必分到不同的载频上面去收发,只要在一块载频上面就可以实现,不过载频的频率一直在变化而已。
看到这里,大家应该看得出来,射频跳频效果好,因为每块频点都可以随便收发频段内的任意频点,因此调频表可以比实际的载频多,而基带的跳频表比载频少。
同时,基带跳频一块载频坏了,该路信当然世界上没有都是好的东西,射频跳频的麻烦在于:实现的难度要大一些,因为这样每块载频都要可以跳变成任何频率;其次是频率跳变范围广,必须采用混合/宽带合路器(基带跳频采用腔体合路器),损耗大;第三是,大家应该都看到过示波器,波形的边缘不可能是“整齐”的,就是说单个载频从一个发射频率转换到另一个发射频率,两个频率的交界处,干扰比较大。
因此,移动的GSM一般采跳频有几个参数比较关键,MA,MAIO,HSN。
MA是什么呢,就是参与跳频的频点表。
比如给你分三个频点参与跳频{1,3,5,7},MAIO叫做什么移动分配索引偏置,太拗口了,其实就是说待会跳频了,从哪个频点开始,MAIO有6bit,可以编码0~63。
所以可以推测知道MA表最多有64个频点。
有了跳频频点表,有了索引表告诉我们从哪个开始跳,还不够,如果大家都从头开始跳频的话,就太容易撞车了,同频概率太大。
因此还来了一个参数HSN,叫做跳频序列号,这个翻译很容易和MAIO混淆,其实HSN是跳频的算法。
跳频的原理与应用
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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)。
跳频扩频的原理和应用
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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。
跳频通信原理
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跳频通信原理
跳频通信是一种通过频率跳变来进行通信的技术,它在通信系统中具有重要的
应用价值。
本文将从跳频通信的原理入手,对其进行详细的介绍。
首先,跳频通信的原理是基于频率跳变的技术。
在跳频通信系统中,发送端和
接收端约定一个跳频序列,按照这个序列来跳变频率。
这样做的好处是可以有效地抵抗窃听和干扰,提高通信的安全性和可靠性。
其次,跳频通信利用了频率多样性的特点。
频率多样性是指在通信过程中,信
号可以在不同的频率上传输,从而提高了抗干扰能力。
跳频通信系统可以在不同的频率上进行跳变,使得信号更加难以被窃听和干扰。
另外,跳频通信还利用了时间多样性的特点。
时间多样性是指在通信过程中,
信号可以在不同的时间上传输,从而提高了通信的安全性。
跳频通信系统可以在不同的时间上进行跳变,使得信号更加难以被窃听和干扰。
此外,跳频通信还具有抗多径效应的特点。
在传统的通信系统中,由于多径效
应的存在,信号会受到多条路径的影响,导致信号衰减和失真。
而跳频通信系统可以通过跳变频率来抵消多径效应,提高了通信的质量和可靠性。
最后,跳频通信的原理是基于跳频技术的应用。
跳频技术是一种先进的通信技术,它在军事、民用和商业领域都有着广泛的应用。
跳频通信系统通过跳变频率来实现抗干扰和抗窃听,提高了通信的安全性和可靠性。
综上所述,跳频通信是一种基于频率跳变的通信技术,它利用了频率多样性、
时间多样性和抗多径效应的特点,具有很高的抗干扰能力和安全性。
跳频通信技术的应用将会进一步推动通信系统的发展,为人们的生活带来更多的便利和安全保障。
跳频原理与频率规划
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例如:如上图所示,一个每间隔2个不同小区 复用一次的网络,D=6R,以全向小区为模型, 由公式可以得出RCS=12。也就是说,可以把 给定的可用频带B划分成12组,那么每组所包 含的频点数为: 由此,我们就可以确定每个小区平均最大载频 数。如果一个网络的平均配置载频数大于此, 就将违反同频干扰保护门限,引起较大的干扰。 我们也可以依此计算网络的平均复用度:
跳频技术简介-2
从调制方式上来区分,可分为两类跳频:
快跳频(fast frequency hopping) :其跳频速度 大于调制速度,一般用于军用。 慢跳频(slow frequency hopping) :用于GSM等 时分多址(TDMA) 系统,其跳频速度小于调制 速度,每秒217跳,每跳约1200比特。
频率复用
下图是RCS为12的频率复用,定向小区,3x4复用。
从上图中看到,4*3模式中,“4”表示4个站点,“3”表示每个站 点有3个小区,共有12个小区为频率族。同一族中的不同小区,频 率是不同的;而其它族的小区,重复使用这12个频率族中的某组 频率
频率复用的影响-2
软拥塞和硬拥塞
随着网络平均复用度ARCS的减小,每个小区所能配置的平 均最大TRX数将会增大,网络的容量也会相应上升。但网络的干 扰情况也会随着复用度的减少而上升,限制了网络容量的上升。 其最佳平衡点是由网络的软拥塞和硬拥塞所决定的。
频率复用
GSM是一种基于蜂窝结构的通信系统。蜂窝系 统的基站工作频率,由于传播损耗提供足够的 隔离度,在相隔一定距离的另一个基站可以重 复使用同一组工作频率,称为频率复用。频率 复用极大缓解了的频率资源紧缺的矛盾,大大 地增加了用户数目和系统容量。频率复用能够 从有限的原始频率分配中产生几乎无限的可用 频率,这是实现无线系统容量增扩的极好方法。
跳频算法的基本原理和应用
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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。
跳频技术频谱管理
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跳频技术频谱管理跳频技术(Frequency-Hopping Spread Spectrum,FHSS)是一种常用的无线传输技术,在无线通信领域有着广泛的应用。
跳频技术的成功离不开频谱管理的有效实施。
频谱管理是指对无线电频谱资源进行合理规划和管理,以确保不同设备在相同频段内共存并互不干扰。
I. 跳频技术概述跳频技术是通过在发送和接收过程中迅速改变通信信道以实现抗干扰和保密性的一种技术。
发送端和接收端事先约定好一组跳频序列,按照该跳频序列改变频点,以达到数据传输的目的。
频点的改变使得信号更难被干扰,提高了抗干扰能力。
II. 频谱管理的重要性跳频技术频谱管理的重要性不可忽视。
良好的频谱管理可以提高频谱资源的利用效率,降低频谱干扰,保障通信质量。
频谱管理涉及以下几个方面。
1. 频段规划首先需要对可用频段进行规划,将频谱资源按照不同的用途进行划分,确保不同类型的设备在不同频段内工作,避免互相干扰。
2. 分配策略频谱资源应根据需求进行合理的分配,避免资源浪费。
可以采取静态或动态的方式进行分配,根据实际情况选择最优的分配方式。
3. 干扰监测与管理对频段内的干扰源进行监测与管理,及时发现和解决干扰问题。
采用频谱监测设备对频段进行实时监测,一旦发现干扰源,及时采取相应措施切除干扰。
4. 波束成形技术跳频技术配合波束成形技术可以更精确地控制信号的方向性,提高信号传输的效率和安全性。
波束成形技术的应用可以通过限制信号的传播方向减少信号干扰。
III. 频谱管理的挑战与解决方案频谱管理面临着一些挑战,如频段资源的有限性、干扰源的复杂性等。
为了解决这些问题,可以采取以下措施。
1. 频谱共享通过频谱共享,能够有效提高频谱的使用效率。
可以通过不同用户间的协作共享频谱资源,灵活地利用频谱,提高频谱资源的利用率。
2. 智能感知技术智能感知技术能够实时监测和感知频谱状况,及时发现并解决频谱拥堵和干扰问题。
通过智能感知技术,可以动态地调整频率和功率设置,以适应不同的通信环境。
跳频通信的基本原理
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跳频通信的基本原理宝子,今天咱们来唠唠跳频通信这个超有趣的东西。
你想啊,通信就像是两个人在聊天,但是呢,这个聊天要是被坏人偷听了可就不好了。
跳频通信就像是在玩一场超级神秘的捉迷藏游戏。
跳频通信的核心呀,就是这个频率在不停地跳变。
就好比你在不同的频道之间来回切换着看电视节目一样。
比如说,咱们开始的时候在1号频率上传输信息,就像在1号频道上讲故事呢。
可是呢,没一会儿,就像变魔术似的,一下子跳到了5号频率上继续讲,然后又跳到了10号频率。
这样那些想要偷听的坏蛋就晕头转向啦。
那为啥要这么跳来跳去呢?这就像是我们为了保护小秘密,不停地换地方藏东西。
在通信的世界里,有很多干扰存在,就像调皮捣蛋的小怪兽,想要破坏我们的通信。
如果我们一直在一个频率上通信,这些干扰就很容易找到我们,然后捣乱。
但是跳频通信呢,它跳得那么快,那些干扰就很难跟上它的节奏啦。
你可以想象成跳频通信是一个超级灵活的小精灵。
它有一个频率表,这个表就像是它的魔法地图。
它按照这个地图上的顺序,一会儿跳到这个频率,一会儿跳到那个频率。
而且这个跳变的速度可快了,快到什么程度呢?就像闪电一样,“唰”的一下就换地方了。
从技术上来说呢,发送端和接收端就像是一对超级默契的小伙伴。
发送端按照事先定好的规则在各个频率之间跳来跳去发送信息,接收端呢,也知道这个规则,就跟着发送端的节奏,在同样的频率上接收信息。
这就好像两个人跳舞,步伐完全一致,特别有节奏感。
而且呀,跳频通信还有不同的跳频模式呢。
有的是按照固定的顺序跳,就像每天走同一条上班的路一样。
还有的是随机跳,就像随机选择今天走哪条小路去上班,这就更让那些想要监听的人摸不着头脑了。
在军事通信里呀,跳频通信可就是大英雄了。
战场上那么复杂的环境,有敌人的干扰,还有各种电子设备的影响。
跳频通信就像一个勇敢的战士,通过不停地跳频,保护着军事信息的安全传输。
让指挥官能够准确地下达命令,士兵们也能及时收到消息。
在我们日常生活中,其实也有类似的概念哦。
跳频 原理
![跳频 原理](https://img.taocdn.com/s3/m/4442aebf9f3143323968011ca300a6c30c22f12c.png)
跳频原理
跳频(Frequency Hopping)是一种无线通信技术,用于在无线信道中抵御干扰和窃听。
该技术通过在通信过程中快速改变信号的频率来实现。
跳频的原理是基于时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)技术和频分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA)技术。
在跳频系统中,通信双方事先约定一组用于跳
频的频率序列,在信息传输过程中按照这个频率序列进行频率的切换。
跳频系统的发射器和接收器需要通过同步信号进行同步,以便在通信过程中准确地进行频率切换。
发射器和接收器的跳频序列需要严格一致,通常是通过伪随机序列生成算法生成。
在跳频通信中,数据被分成一系列较小的数据包进行传输。
每个数据包在分配的时间段内通过不同的频率进行传输。
接收端根据之前约定好的频率序列,可以正确地接收和解析出原始的数据。
跳频技术具有抗干扰和窃听的特点。
由于频率在传输过程中不断变化,即使有人试图对某一频率进行干扰或窃听,由于频率的变化,这种试图也会变得无效。
此外,跳频技术还可以通过将频率序列加密,进一步提高通信的保密性。
总体来说,跳频技术通过快速改变信号的频率来抵御干扰和窃
听。
它在军事通信、无线网络以及一些对保密性和可靠性要求较高的应用中得到了广泛应用。
跳频技术原理
![跳频技术原理](https://img.taocdn.com/s3/m/95ea3815c950ad02de80d4d8d15abe23482f03fb.png)
跳频技术原理
嘿,朋友们!今天咱来聊聊超厉害的跳频技术原理!你知道吗,这就好比在一个超级大的通信舞池里,信号就像是灵活舞动的舞者。
比如说,你的手机和基站之间的通信,就是一场精彩的舞蹈表演。
跳频技术呢,就是让这个信号舞者能够快速地在不同的频率上跳跃。
就好像舞者一会儿在这个角落跳舞,一会儿又闪到另一个地方继续舞动,让别人很难抓住它的确切位置!难道你不觉得这很神奇吗?
想象一下,有很多干扰信号就像调皮的小捣蛋,总想破坏这场通信舞蹈。
但跳频技术可不会让它们得逞!它会让信号不停地变换频率,让那些小捣蛋根本摸不着头脑,找不到信号在哪里。
哇塞,这可太酷了吧!
再举个例子,你在一个热闹非凡的市场里,周围全是嘈杂的声音,但你总能准确地听到你朋友的呼喊。
跳频技术就起到了类似的作用,它能在混乱的频率环境中,精准地找到对的那一个频率进行通信。
这就好像你在人群中一眼就看到了你的朋友,然后和他愉快地交流,而不会被其他人干扰。
这样的技术,是不是让我们的通信变得更加可靠和安全呢?它可真是通信世界里的一大法宝啊!通过让信号灵活地跳频,不仅能避开干扰,还能提高通信的质量和效率。
总之,跳频技术原理就是这么神奇又有趣,它为我们的通信带来了巨大的改变和进步!它就像一把神奇的钥匙,打开了高效通信的大门。
你现在是不是对跳频技术有了更浓厚的兴趣呢?。
跳频通信原理
![跳频通信原理](https://img.taocdn.com/s3/m/eb689f40f68a6529647d27284b73f242336c318e.png)
跳频通信原理跳频通信是一种在无线通信中广泛应用的技术,它通过在不同频率上进行快速切换来传输信息,以提高通信的安全性和抗干扰能力。
在跳频通信中,发送端和接收端需要按照一定的规则进行频率的跳跃,以确保通信的稳定和可靠。
本文将介绍跳频通信的原理及其在无线通信中的应用。
首先,跳频通信的原理是基于频率多样性技术,它通过在不同频率上进行快速切换来传输信息。
在传统的固定频率通信中,一旦某个频率受到干扰或被敌方发现,整个通信系统就会受到影响甚至瘫痪。
而跳频通信通过频率的跳跃,可以有效地避免单一频率受到干扰的影响,提高了通信的安全性和抗干扰能力。
其次,跳频通信的频率跳跃是按照一定的规则进行的。
发送端和接收端需要事先约定好跳频的规则,以确保双方在通信过程中能够按照相同的频率序列进行跳跃。
常见的跳频规则包括按照伪随机序列进行跳频、按照时间片进行跳频等。
这些规则的制定需要考虑到通信系统的实际情况和需求,以确保通信的稳定和可靠。
跳频通信在无线通信中有着广泛的应用。
首先,它可以提高通信的安全性。
由于频率的快速跳跃,使得敌方很难对通信进行监听和干扰,从而保障了通信的安全性。
其次,跳频通信可以提高通信的抗干扰能力。
在复杂的无线环境中,很容易受到其他无线设备的干扰,而采用跳频技术可以有效地减小干扰对通信质量的影响。
此外,跳频通信还可以提高通信的隐蔽性,使得通信更难被敌方发现。
总之,跳频通信是一种在无线通信中应用广泛的技术,它通过频率的快速跳跃来提高通信的安全性和抗干扰能力。
在实际应用中,需要合理制定跳频规则,并结合实际情况和需求来选择合适的跳频方案。
跳频通信的应用将进一步提升无线通信的稳定性和可靠性,为人们的日常通信提供更好的保障。
跳频通信系统的原理及应用
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跳频通信系统的原理及应用引言跳频通信是一种广泛应用于军事和民用通信系统中的通信技术。
它以其安全性和抗干扰性在现代通信领域扮演着重要角色。
本文将介绍跳频通信系统的原理及其在不同领域的应用。
一、跳频通信系统的原理跳频通信系统通过在时间或频域上频繁切换通信频率来减小被敌对干扰的可能性。
其主要原理如下:1.频率跳变:跳频通信系统通过定期改变通信信号传输的频率,使其在一段时间内在多个频率上进行传输。
这种频率跳变的方式大大增加了系统的隐蔽性,使被敌对干扰的可能性降低。
2.序列码技术:跳频通信系统使用序列码技术对传输的数据进行编码。
发送方和接收方都事先约定好相同的序列码,然后将编码后的信号发送出去。
接收方使用相同的序列码进行解码,以得到原始的数据。
3.调频技术:跳频通信系统使用调频技术将数字信号转化为模拟信号进行传输。
调频技术通过改变载波信号的频率来携带数字信号。
二、跳频通信系统的应用跳频通信系统在各个领域中都有不同的应用,以下是几个重要领域的应用示例:1. 军事通信跳频通信系统广泛应用于军事通信领域,主要用于提高通信的安全性和抗干扰性。
通过使用跳频技术,军队可以避免被敌对势力的监听和干扰,提供安全可靠的通信手段。
•保密通信:跳频通信系统的频率跳变和序列码技术使得军事通信更加难以被窃听,保护机密信息的安全。
•抗干扰:跳频通信系统的频率跳变和抗干扰技术使其能够在敌对环境中保持通信质量,在电子战等干扰环境中仍能有效传输。
2. 无线电频率分配跳频通信系统也适用于无线电频率分配问题,特别是在多用户场景下。
通过频率跳变和序列码技术,跳频通信系统可以将不同用户的通信信号进行分离,避免频率冲突和干扰。
•频率复用:跳频通信系统可以实现频率复用,通过在不同时间或空间上切换通信频率,将多个用户的信号分别传输,避免频谱资源的浪费。
•抗干扰:跳频通信系统通过频率跳变和序列码技术,可以抵御环境中的干扰,提高通信的质量和可靠性。
3. 蓝牙通信蓝牙技术是一种基于跳频通信的无线通信技术,广泛应用于近距离通信和数据传输领域。
跳频的技术原理
![跳频的技术原理](https://img.taocdn.com/s3/m/a3983dec5ef7ba0d4a733b0a.png)
跳频的技朮原理2007-06-09 15:15:58| 分类:教育| 标签:|字号大中小订阅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。
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,跳频信号的频谱是一个在很宽频带上以不等间隔随机跳变的。
其中:跳频控制器为核心部件,包括跳频图案产生、同步、自适应控制等功能;频合器在跳频控制器的控制下合成所需频率;数据终端包含对数据进行差错控制。
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。
通信收发双方的跳频图案是事先约好的,同步地按照跳频图案进行跳变。
这种跳频方式称为常规跳频(Normal FH)。
随着现代战争中的电子对抗越演越烈,在常规跳频的基础上又提出了自适应跳频。
它增加了频率自适应控制和功率自适应控制两方面。
在跳频通信中,跳频图案反映了通信双方的信号载波频率的规律,保证了通信方发送频率有规律可循,但又不易被对方所发现。
常用的跳频码序列是基于m序列、M序列、RS码等设计的伪随机序列。
这些伪随机码序列通过移位寄存器加反馈结构来实现,结构简单,性能稳定,能够较快实现同步。
它们可以实现较长的周期,汉明相关特性也比较好,但是当存在人为的故意干扰(如预测码序列后进行的跟踪干扰)时,这些序列的抗干扰能力较差。
在90年代初,出现了基于模糊(Fuzzy)规则的跳频图案产生器。
什么是跳频技术
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什么是跳频技术什么是跳频技术跳频技术在同步、且同时的情况下,收发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收器,FHSS所产生的跳动讯号对它而言,也只算是脉冲噪声。
下面是小编为大家整理的什么是跳频技术,仅供参考,欢迎阅读。
无线电通信是战时通信的必备手段,但是,传统的无线电通信都是在某一固定频率下工作,很容易被敌方截获或施加电子干扰,从而使通信失灵。
跳频技术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。
跳频技术不仅是抵御外来干扰的能手,而且对于抑制远距离无线电通信本身所造成的多径干扰也十分有效。
因为采用跳频技术后,由于在主波波束己被接收,而其他径向波束尚未到达接收机时,发送和接收载频早已跳到别的频点上,因而避免了多径效应对通信质量的影响。
跳频技术是在普通无线电短波通信基础上增加一个“码控跳频器”,其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,用来改变载频频率的本振频率必须严格同步。
跳频通信是一种数字化通信,是扩频通信的一种,其信号传输所使用的射频带宽是原信号带宽的几十倍、几百倍甚至几千倍,但仅就某一瞬间而言,跳频通信只工作在某一个频率上。
跳频通信在海湾战争中给人们留下了深刻的印象,可以预期,在未来的信息化战争中,它仍将扮演十分重要的角色。
在民用通信中,跳频技术也可用来抗衰落、抗多径、抗网间干扰和提高频谱利用率。
跳频技术 - 概述跳频技术,英文全称“Frequency-Hopping SpreadSpectrum”,缩写为FHSS,是无线通讯最常用的扩频方式之一。
跳频技术是通过收发双方设备无线传输信号的载波频率按照预定算法或者规律进行离散变化的通信方式,也就是说,无线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。
跳频原理介绍
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(一)基带跳频
基带跳频示意图
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(一)基带跳频
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(二)综合跳频
特点 TX在每个Burst改变一次频率,MS只采用综合跳 频 优点 跳频频点数可以大于TX数目,可获得更大的跳频 增益,单个TX的故障只影响单个TX内的八个BPC 缺点 必须使用宽带混合合路器,TX数目越多,合路器 损耗越大
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(一)频率分集
移动台高速运动时,在同一信道上接收两个相 邻突发脉冲期间(4.615ms),MS的位置差异对 于消除信号瑞利变化的相关性能已足够了。此 时跳频没有什么危害,但也没有什么帮助。
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(二)干扰分集
MS在每个TDMA帧改变频率,MS在一个跳 频频点数目的周期内只经过干扰频点一次, 同样的在某一特定频点的干扰将平均分布在 所有的MS上(也就是说干扰被其他移动台平 均了)。这就是干扰平均,干扰分集的结果
跳频系统总结
跳频的性能
频点越多,频率分集和干扰分集的作用越好 基于宽带的跳频会降低不同频率间衰减峰值之 间的相关性,可以增强频率分集性能 高话务会降低干扰分集的效果 运用DTX和BTSPC可以增加干扰分集的效果
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跳频对系统质量掉话的影响
三个TX(频点)的CELL质量掉话对比
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(二)干扰分集
干扰分集不受移动台移动速度的影响,只与跳 频模式(循环和随机跳频)和跳频方式(基带和综 合跳频)有关。采用与干扰信号无相关性的跳频 序列能获得更大的改善,越低的相关性,越高 的跳频增益
跳频技术
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一、跳频技术跳频可分为快速跳频和慢速跳频,在GSM中采用的是慢速跳频,其特点是按照固定的间隔改变一个信道使用的频率.根据GSM的建议,基站无线信道的跳频是以每一个物理信道为基础的,因此对于移动台来说,只需要在每个帧的相应时隙跳变一次,其跳频速率为217跳/秒,它在一个时隙内用固定的频率发送和接收,然后在该时隙后需跳到下一个TDMA帧,由于监视其它基站需要时间,故允许跳频的时间约为1ms,收发频率为双工频率。
但对基站系统来说,每个基站中的TRX(收发信机)要同时于多个移动台通信,因此,对于每个TRX来说,能根据通信使用的物理信道,在其每个时隙上按照不同的跳频方案来进行跳变。
一、跳频的种类及各自实现的方法GSM中的跳频可分为基带跳频和射频跳频两种。
在北电系统中采用的是射频跳频。
基带跳频是通过腔体合成器来实现的,而射频跳频是通过混合合成器来实现的。
当采用基带跳频时,它的原理是在真单元和载频单元之间加入了一个以时隙为基础的交换单元,通过把某个时隙的信号切换到相应地无线频率上来实现跳频,这种做法的特点是比较简单,而且费用也底。
但由于采用的腔体合成器它要求其每个发信机的频率都是固定发射的,当发信机要改动其频率时,只能人工调谐到新的频率上,其话音信号随着时间的变化使用不同频率发射机发射,收发信机在跳频总线上不停的扫描观察,当总线发现有要求使用某一频率时,总线就自动指向拥有该频率的发信机上来发送信号。
采用基带跳频的小区的载频数与该小区使用的频点数是一样的。
当采用射频跳频时,它是在通过对其每个TRX的频率合成器进行控制,使其在每个时隙的基础上按照不同的方案进行跳频。
它采用的混合合成器对频带的要求十分宽松,每个发信机都可使用一组相同的频率,采用不同的MAIO加以区分。
但它必须有一个固定发射携带有BCCH的频率的发信机,其他的发信机可随着跳频序列的序列值的改变而改变。
两者的区别是:1、基带跳频采用的腔体合成器最多可配置8个发信机,而且衰耗小,此时衰耗仅为3.5dB;而射频跳频采用的混合合成器的容量较小,最多可配置4个发信机,而且衰耗大,当为H2D时,衰耗为4.5dB当为H4D时,衰耗为8dB.显然,当基站配置较大时,采用混合合成器的基站的覆盖要小.2、腔体合成器对频段的要求不如混合合成器灵活,混合合成器所带的发信机可以使用一组频率,频点的间隔要求为200 K;腔体合成器的发信机仅能使用固定的频率发射,而且所用频点的间隔要求大于600K.3、基带跳频的每个发信机TX只能对应一个频点,而射频跳频的每个发信机TX能够发送所有参与跳频的频点。
跳频及其自适应技术
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对频差和相移较敏感 AGC的限幅作用对误码率影响较大 对HPA的线性要求不高 频谱效率较高,可用于快跳频系统 抗白噪声和部分频带干扰的能力较强 常用DQPSK或π/4DQPSK方式
多径干扰、多用户干扰、环境噪声干扰、其它电台的干扰
等。
军事通信中敌意的人为干扰: 1.单频干扰(固频干扰)、窄带干扰 2.脉冲干扰、梳状干扰 3.跟踪式干扰、瞄准式干扰 4.转发式干扰 5.宽带阻塞式干扰、压制干扰 6.升空干扰、智能化干扰
为什么要研究通信抗干扰?
▪ 提高全民的国防意识; ▪ 了解通信高技术的一个主要领域; ▪ 民用与军用的互相转换、互相借鉴、互相
西安电子科技大学 综合业务网理论及关键技术国家重点实验室
跳频及其自适应技术
刘乃安
摘要
1、跳频概述 2、跳频系统原理 3、跳频系统的伪随机码 4、跳频系统的频率合成器 5、跳频系统的同步 6、跳频组网 7、跳频系统的应用 8、跳频自适应技术
扩展频谱
扩频通信,即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication), 它与光纤通信、卫星通信,一同被誉为进入信息时代的三大高技术通 信传输方式。
8、以后在卫星通信,数据传输,定位,授时系统中都有使用。今后, 在卫星通信,移动通信系统,定位系统等领域将会得到进一步广泛使用。
SC-CDMA、MC-CDMA,单天线系统,多天线系统。
历史总结
产生与发展基于两方面: •信息战-信息对抗-电子对抗-通信对抗 •提高频带利用率
信息战的内容及特点
信息战的内容
5、很快,美国海军和空军也开始研究他们自己的扩频系 统,空军使用名称为“Phatom”(鬼怪,幻影)和 “Hush-Up”(遮掩),海军使用名称为“Blades”(浆 叶)。那时设备庞大,是用电子管装的,设备要装几间屋 子,使应用受到限制。在晶体管出现后,特别是集成电路 出现后,才使扩频系统得到广泛使用。
跳频原理
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1、跳频技术跳频就是按照预先定义的跳频序列(FHS)随机地改变正在进行通信的信道所占用频率的技术。
在同一个频道组内,各跳频序列应是正交的,各信道在跳频传输过程中不能被碰撞。
过去采用跳频技术是为了确保通信的秘密性和抗干扰性,它首先被用于军事通信,后来发现在移动通信中,电波传播多径效应引起的瑞利衰落与传输的发射频率有关,衰落空洞将因频率的不同发生在不同地点,如果在通话期间载波频率在几个频点上变化,则传送信息仅在短时间内受到衰落空洞的影响,尤其是处于多径环境中的漫速移动的移动台通过采用跳频技术,能大大改善移动台的通信质量,可达到频率分集的效果。
此外,跳频还具有干扰分集的作用。
由于跳频频道间的不相关性,分离了来自许多小区的同频干扰,可提高蜂房小区的容量。
跳频系统分为快跳频和慢跳频两种。
慢跳频的跳频频率低于或等于调制符号速率,即在一个或几个调制符号周期内跳频一次;快跳频的跳频频率大于调制符号速率,即在一个调制符号周期内跳频一次以上。
1、GSM的跳频技术在GSM标准中采用慢跳频技术。
每秒217跳,每跳周期为1200比特。
GSM系统中的跳频分为基带跳频和射频跳频两种。
基带跳频的原理是将话音信号随着时间的变换使用不同频率发射机发射,其原理图如图6.26所示。
TR X1TR X2TR X3TR X4图6.26 基带跳频原理由上图可见,基带跳频中可供跳频的频率数N(hop)≦基站载频数N(TRX)。
基带跳频适用于合路器采用空腔耦合器的基站,由于这种空腔耦合器的谐振腔无法快速改变发射频率,故基站无法靠改变载频频率的方法实现跳频。
实施的方框图如图6-27所示,其中,收发信机负责无线信号的接收与发送,基带处理单元进行信道的处理。
图6.27基带跳频实施框图为了实现基带跳频,如上图所示,收发信机与基带处理单元之间的连接由路由转接器来控制,在用户通信过程中,要求无论移动台通信频率如何变化,负责处理用户链路的基带处理单元要保持不变,而基带跳频中所有收发信机的频率也不变。
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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。