到带宽为Bm 的调制信号 m(t),其频率为fs 。独立产生的跳频序列从跳频频率表中取出频 率控制码(一种伪随机码),在不同的时隙内,控制频率合成器输出频率跳变的本振信号。

用本振信号对调制信号进行变频,使变频后的射频信号频率按照跳频序列进行跳变,即

为跳频信号S1   t ,可表示为:

S1  t   = m  t  cos[  ω0  + nω  t1  + υn ] (2。1)

跳频频率间隔通常为 ω=2π/T,跳频信号带宽Bc与调制信号的关系为Bc =nBm ,n 为频率

集频率个数。

S1 t 在信道上还会与其他地址信号Sj t 、噪声n(t)以及于扰信号J t 相混合,这种情况往 往是不可避免的。最后进入接收机的信号为 S(t):

S(t)=S1   t   +   k

Sj  t   + J  t   + n(t)

(2。2)

跳频通信系统的处理增益 Gp 定义为调频信号带宽 W 与调制信号带宽Bm 的比值:

Gp=W/ Bm (2。3)

在接收机中,与发射机跳频序列一致的本地跳频序列从跳频频率表中取出频率控制码来

控制频率合成器,从而使输出的本振信号频率随跳频序列相应的跳变。跳变的本振信号对接 收到的跳频信号进行变频,使频率恢复 fs,达到解跳的目的得到调制信号 m(t)。

图 2。2 中 Sp(t)可表示为:

Sp   t   = [S1  t   +    k S   t   + J  t   + n(t)] cos(ω   + nωt + υ )

经低通滤波器后,可得:

(2。4)

Si2  = 2  m(t) (2。5)

解调后的调制信号在本地载波作用下恢复信息。

Sk(t)噪声 n(t)   干扰 J(t)

Si2(t) 原始信息

Cos[(  0+n  △)t+ n Cos[(  0+n  △)t+ n

图 2。2 跳频信号实现图

跳频信号可以以频率跳变方式躲避某些频率点上人为或自然的干扰,主要用于战术无线 电通信和民用移动通信的方向,其工作方式一般以话音为主,也可进行数据传输。

跳频通信系统中进行信息调制的方式通常采用 M 元频移键控调制(MFSK),由㏒₂M 个

信息比特决定发送 M 个频率中的哪一个。跳频系统通常分为快跳系统和慢跳系统两种。如果

跳频系统的跳频速率高于信息调制器输出的符号速率,就说明一个信息符号需要占据多个跳 频时隙,就称为快跳。如果跳频系统的跳频速率低于信息调制器输出的符号速率,也就是一 个跳频时隙里可以传输多个信息符号,则就称为慢跳。

在快跳频系统中,跳频电台应用于有人为干扰的环境中,虽然通过跳频能跳过受干扰的 信道,但在部分信道上还是受到干扰。因此跳频通信系统需要经常使用纠错编码技术纠正错 误。如果任一个码字的每一比特在不同的信道中发送,且信道频谱无重叠,则一个能纠正 n 个错误的纠错码就可以使接收机抗拒 n 个人为单频连续波干扰信号。

在慢跳频系统中,如果要使码字的每个比特在不同信道中发送,就必须在 c 个跳变期间 将这一个码字的 c 个比特结合在一起发送。在接收机中交织后。慢跳频系统中分组码的纠错 能力等于快跳频系统中同样分组码的纠错能力。

大量调查表明,在传统的跳频序列的设计中采用了各种数学方法,如交织技术[36],组合 技术[37],和一些其它代数方法[38]。特别是一种新型的跳频序列集,称为“少量/无碰撞区(LHZ/ NHZ)跳频序列集最近几年受到很多的关注,其中几乎没有碰撞率甚至当相对时延限制别被 在特定的窗口区时没有碰撞的产生。然而,所有的传统的跳频序列集的单级海明互相关。 从性能分析的角度看,随机模式或伪随机跳频序列,如里德所罗门码和 NHZ 序列,通常采用 跳频式码分多址通信网络(FH-CDMA)。以上研究表明,传统的 FH-CDMA 系统只能对 FH-CDMA 网络支持单级 QoS(Security and quality-of-service);即系统可以为所有的用户提 供等同的错误概率。因此,这些传统的跳频序列集和 FH-CDMA 网络不需要为了以跳频技术 为基础的先进的智能计量而去迎合迎合多级的 QoS 要求。

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