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1、跳频通信在通信领域中的应用研究跳频通信在通信领域中的应用研究【摘要摘要】跳频通信是一种具有较强抗干扰能力的通信体制。通过对跳频通信对多种干扰信号的抑制能力与跳频处理增益相关性的分析，研究了跳频通信系统对宽带干扰、多频点干扰、跟踪干扰的抗干扰能力的计算方法。根据计算结果进一步对提高跳频通信系统抗干扰能力的技术原理进行了详细的分析，并设计了提高跳频通信抗干扰能力的技术措施。【关键字关键字】 跳频通信 跳频技术 跳频系统 【Abstract】 Frequency-hopping communication is a stronganti- interference ability of the co
2、mmunications system. Frequency-hopping communication through a variety of interference suppression and signal processing gain of frequency hopping correlation analysis to study the broadbafrequency-hoppingcommunication system interference, multi-frequency interference, tracking, anti-interference ab
3、ility is calculated. Thcalculatioresults in accordance with a further frequency hopping communication system to improve the technical principles oanti-interference ability to carry out a detailed analysis and design to improve the capacity of frequency-hopping anti- jammingcommunications technical m
4、easures.【Keywords】 FH FH frequency hopping communication system目录目录引言.1一、跳频的概述.1四、跳频电台的组网.3五、调频通信的种类.55、1 快速跳频和慢速跳频.6六、Matlab 程序.126、1 MATLAB 简介.12七、 跳频技术.18八、跳频系统.198、1 跳频系统概述.198、1、1 为什么要跳频.198、1、2 什么是跳频图案.218、1、3 跳频是怎样抗干扰的.238、1、4 跳频技术指标与抗干扰的关系.268、1、5 跳频系统的主要特点.27九、跳频通信的应用与发展.27十、国内外研究现状:.29【总结】
5、.30【参考文献】.30引言引言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。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
6、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
7、静的多，有用信号将明显变的清晰。一、跳频的概述一、跳频的概述跳频是指载波频率在很宽频带范围内按某种图案（序列）进行跳变。信息数据 D 经信息调制成带宽为 Bd 的基带信号后，进入载波调制。载波频率受伪随机码发生器控制，在带宽 Bss（BssBd）的频带内随机跳变，实现基带信号带宽 Bd 扩展到发射信号使用的带宽 Bss 的频普扩展。可变频率合成器受伪随机序列（跳频序列）控制，使载波频率随跳频序列的序列值改变而改变，因此载波调制又被称为扩频调制。GSM 的无线接口使用了慢速跳频，其要点是按固定间隔改变一个信道使用的频率。系统使用慢速跳频（SFH） ，每秒跳频 217次，传输频率在一个突发脉冲传输
8、期间保持一定。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。二、二、 跳频通信的
9、基本概念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
10、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。三、跳频通信的主要特点三、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。一方面，我方的跳频指令是个伪随机码，其周期可长达十年甚至更长的时间。另一方面，跳变的频率可以达到成千上万个。因此，敌方若在某一频率上或某几个频
11、率上施放长时间的干扰也无济于事。另外，跳频频率受伪随机码控制而不断跳变，在每一个频率的驻留时间内，所占信道的带宽是很窄的。由于频率跳变的速率非常快，因而从宏观上看，跳频系统又是个宽带系统，即扩展了频谱。事实上，跳频的带宽就是频率的数目与每个频率所占信道带宽的乘积。由扩频通信理论可知，扩展频谱的好处可以换取更好的信噪比。也就是说，如果扩展了频带，就可以在较低的信噪比的情况下，照样可用相同的信息速率、任意小的差错概率来传递信息，甚至在信号被噪声完全湮没的情况下，也能保持可靠的通信。由此可见，抗干扰性强是跳频通信最突出的优点。3、2 频谱利用率高人们早已认识到频谱资源十分宝贵，因此，提高频谱利用率也是现代通信的基本要求之一。跳频通信可以利用不同的跳频图案或时钟，在一定带宽内容纳多个跳频通信系统同时工作，达到频谱资源共享的目的，从而大大提高频谱利用率。3、3 易于实现码分多址多址通信是指许多用户组成一个通信网，网内任何两个用户都可达成通信，并且多对用户同时通信时又互不干扰。应用跳频通信可很容易地组成这样一个多址通信网。网内各用户都被赋于一个互不相同的地址码，这个地址码恰似电话号码。每个用户只能收到其他用户按其地址码发来的信号才可判别出是有用信号，对其他用户
