自适应跳频技术及其实现概要

东南大学移动通信国家重点实验室

俞世荣李渊渊

∥飞

主题专栏ＵｏｌｌＬｌｌｌｌｎ

丰颢毒喾麟ｋｍｎ摘要本文在简要介绍自适应跳频通信基本原理的基础上，叙述自适应跳频通信系统的组成及通信过程，重点讨论自适应跳频所涉及的实时信道质量评估、频率自适应控制、功率自适应控制１引言

和有关协议等关键技术及其实现。

关键词跳频

自适应频率控制功率控制

跳频技术是扩频通信中一种抗干扰的实用技术。

心议∥∥

后在无线局域网规范中也被确定为一种主要的通信方式。随着通信技术和电子对抗技术的发展，以及数据的频点，使跳频通信在无干扰的可使用的频点上进通信对通信质量提出更高的要求，在近十年来，一种行，从而大大提高跳频通信中接收信号的质量。所称为自适应跳频的技术已被广泛地应用到跳频通信中。谓功率自适应控制，是指自适应跳频系统中，各站自适应跳频技术是建立在自动信道质量分析基础上的台相互以最小的发射功率获得可靠的通信，以达到尽一种频率自适应和功率自适应控制相结合的跳频技术。可能增加系统的隐蔽性。

该技术能使跳频通信过程自动避开被干扰的跳频频率为了实现频率和功率自适应控制自适应跳频通信点，并以最小的发射功率、最低的被截获概率，达到系统中各个台站必须具有接收信道信号质量实时评估部在无干扰的跳频信道上，长时间保

持优质的通信。本件和反向通信链路，以便实时测定信道接收功率大小和文简要介绍这种白适应跳频通信的基本原理、系统和信道受干扰的情况，并用有关的自适应控制协议，通过设备的组成特点，重点讨论自适应跳频所涉及的关键反向链路及时通知发送站，调整发送站发射机功率，使技术及其实现方法。

收发双方同时从跳频频率集中去除受干扰的跳频频点。２基本原理

２．２系统结构及功能

图１给出了自适应跳频系统的单端设备结构示意

２．１定义

图。在自适应跳频系统单端设备中，核心的部件是发

自适应跳频通信是指除了常规跳频（盲跳频）通信送和接收自适应跳频控制单元。它与常规跳频控制单

所必须具备的功能外，还必须具有频率自适应控制和元的区别是：具有一个实时信道质量评估单元和用自功率自适应控制。所谓频率自适应控制是在跳频通信适应跳频图案发生器代替常规的跳频图案发生器。

过程中，拒绝使用那些曾经用过但是传输不成功的跳在发送白适应跳频控制单元中，发送数据处理

频频率集中的频点，即实时去除跳频频率集中被干扰

主要完成发送同步信息、通信信令和信息数据的综

万万方数据

方数据［２００１年无线电工程第３１卷第１期］

－１９—

主题专栏工ａ负廿ｍ主题专栏嗡‰ｎ

合；发送自适应跳频图案产生器主要产生发送跳频图案，也包括根据反馈信道接收到的信令及时去除被干扰的跳频频率点。在接收自适应跳频控制单元中，同步单元主要完成数据时钟同步、帧同步和跳频图案同步；实时信道质量评估单元主要根据接收信号的质量和一定的准则判定信道的好坏，从而发出指令，去除受干扰的跳频频率点，调整接收跳频图案，同时根据最低被截获概率，发出指令调整发送方的发射功率电平；接收数据处理单元完成信令信息和信息数据的分离和信令数据的处理，同时组织反馈信令发送。另外，根据收到的信令数据实现同步调整发送跳频图案，使之与接收方同时从跳频频率集中去除受干扰的

双方建立同步；或者直至发射机功率达到最大。

在扫频阶段，双方的实时信道质量评估单元对跳频频率集进行全集扫频，根据确定的信道评估标准确

定被干扰的频点，给出可以使用的接收方的跳频频率

集，并把被干扰的全部频率通知对方，使通信双方同时删除被干扰的全部频率，获得发送方的跳频频率集与接收方完全相同，并在确定的时刻同时进入自适应跳频通信阶段，同时建立功率自适应调整。

在通信保持阶段，由于信道条件的变化，例如：通信双方相对位置的变化或者干扰环境的改变等等，实时信道质量检测单元均会将变化的检测结果通过通信协议，以信令方式通知对方，随时将跳频频率集中的被干扰频点去除，并保证双方跳频图案的同步，同时调整发射机功率，保证双方均以最小的发射功率进行通信。

应该指出，在扫频阶段把已发现的跳频频率集中的全部坏频点集中删除，比进入通信阶段发现一个坏频点删除一个来得简单、快捷和高效，并能保证通信初始阶段就具有较好的接收信号质量。当然，带来的缺点是在干扰频点较多时，扫频阶段的持续时间较长。

对于通信的中断、滞后入网、结束通信等在自适应跳频通信过程中处理，这里不再介绍。

跳频频率点。与此同时把收到的自适应功率控制指

令，通过发送数据处理单元，去控制发射机的输出功率电平。

。＿－●…＿－＿Ｉ－－●＿●●●Ｉ●。。－。。。。。。。。。。。●。。

：发送自适应跳频控制单元

３关键技术和实现方法

自适应跳频通信的关键技术有实时信道质量评估技术、频率自适应控制技术、功率自适应控制技术和白适应跳频信令及其传输协议等。下面简要论述这些技术所涉及的内容。３．１信道质量评估

：接收自适应跳频控制单元：

二．一一一一一一一一一一一一一一一．一一Ｊ

实时信道质量评估是根据跳频信道实时接收信号，使用实时信道质量判决准则，来分析判断跳频信道的质量，从而确定该跳频频点的接收功率强弱，是否受到干扰和能否进行正常通信等等。这些实时评估结果

图Ｉ自适应跳频系统单端设备结构示意图

２．３通信过程简介

自适应跳频通信的主要过程一般可以分为通信建

为进行功率自适应控制和频率白适应控制提供依据。３．１．ｉ门限误码率判决准则

由于在数据通信中，被传输数据的误码率直接、综合地反映了通信信道传输信号的质量。因此，假设误码率Ｐｆ为跳频信道的门限误码率，如果某跳频信道的传输数据的误码率大于耳，则该信道被认为是被干扰的信道或者认为该跳频频点为坏频点。同样的判定准则也可以用于定义自适应功率控制。但是，两者是有本质区别的，前者是用于跳频信道受干扰的判定，而后者仅仅表示发射机功率大小对信道传输信号的影响。

立、扫频和通信保持三个阶段。在通信链路建立阶

段，首先必须建立同步，在保证通信双方时钟同步、帧同步的基础上，确保双方跳频图案的同步。值得指出的是，对于自适应跳频通信来讲，为了保证同步的建立和通信的质量，在这阶段发射机的功率应能自动进行盲调整，一旦双方建立同