跳频技术在超短波无线通信中的应用

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1、跳频技术在超短波无线通信中的应用应用技术I■跳频技术在超短波无线通信中的应用何(陕西省公安边防总队盈陕西西安710086)【摘要]作为一种扩频通信技术,跳频技术拥有许多技术优点,非常适合应用于超短波无线通信.本文着重介绍了跳频技术在超短波无线通信中的应用分析了这一应用的技术优点和所涉及的关键技术,最后阐述了这一技术的应用现状及未来的发展趋势.[关键词]跳频超短波通信中图分类号:TN85l文献标识码:A文章编号:1009—914X(2010)14～0314—021超短波无线通信超短波无线通信利用1～lOm波长的电磁波进行视距通信传输,由于其波段位于30~300Miiz是高频段,故也称甚高频通信.

2、由于高频电磁波地面吸收大,大气电离层不能反射,只能以直线方式传输,一般传输距离不大于50km,所以,超短波通过中继方可长距离传输.超短波通信有以下几方面特点:①超短波通信利用视距传播方式,比短波天波传播方式稳定性高,受季节和昼夜变化的影响小.②天线可用尺寸小,结构简单,增益较高的定向天线.这样就能使用小功率发射机.③频率较高,频带较宽,能用于多路通信.④调制方式通常用调频制,可以得到较高的信噪比,因而通信质量比短波好.超短波通信～直主要应用于军事通信领域,它在飞机和地面通信战,飞机和海上舰船以及飞机和飞机之间使用,是航空通信的重要手段.2跳频技术应用干超短波通信跳频通信即频率跳变的扩展频谱通信

3、,它利用伪随机码序列来离散地控制射频载波振荡器的输出频率,使发射信号的频率随伪随机码的变化而跳变.作为扩频通信的一种方式,跳频通信技术最突出的优点是抗干扰性强,因此将其应用于超短波无线通信中,非常适合用于军事领域.如果跳频速率达到每秒5000跳,则目前的跟踪式干扰机便失去效力.21技术优点(1)保密性强跳频载波的快速跳变,使得敌方难以截获信息.即使被截获了部分载波频率,由于跳频图案的伪随机性,敌方难以预测跳频系统下一跳要跳到哪一个频点上当跳频速率足够高时,敌方很难跟踪.从而提高战场的超短波通信的保密性.(2)抗干扰能力强跳频通信系统能够抗宽带阻塞式干扰,跟踪式干扰.当然这些抗干扰能力是有一定条

4、件限制的,如只有在频点数目足够多和跳频范围足够宽时才能抗频带阻塞式干扰,只有在跳频速率足够快时才能抗跟踪式干扰.(3)易于多址通信应用跳频通信可以很容易地组建一个多址网络,利用跳频图案的正交性,可构成跳频码分多址系统,网络内的各个用户都被分配了一个互不相同的地址码.每个用户只能接收其他用户针对其地址码发送来的信息,对发送给其他用户的信息,则不会解调出来.(4)抗多路径能力好跳频之所以能抗多径,是因为假设到达接收机的信号有两条路径,一条为直射波,一条为反射波,两者有一定的时延差,在折射波到达接收机时,如果接收机的频率已跳到别的频率上了,则它就不会受到后到的折射波的干扰了,达到抗多径的效果.综上所

5、述,跳频技术在超短波无线通信中的应用会使通信变得具有抗干扰性,隐蔽性,能够实现码分多址等特点.2.2跳频图案用来控制载波频率跳变的地址码称为跳频序列.工程上常用的伪随机码主要有:m序列,GOLD码,M序列及RS码等.序列中的每一个元素,对应于跳频频率集合中的一个频率.在跳频序列的控制下,载波频率随机跳变的规律称为跳频图案根据具体使用环境对系统的保密性,抗干扰性,抗多途等的要求,超短波通信系统中的跳频图案设计应注意一下几点:(1)跳频图案应具有较大的随机性和线性复杂度,以使敌人不能利用已有传输频率跳变信息来预测后面的跳频规律,从而提高保密性和抗干扰性(2)良好的随机性,每一个跳频图案都可以均匀地

6、使用所有的频隙,从而实现最大的处理增益(3)良好的平衡性,即各频率在一个周期中的出现次数基本相同,以其有良好的抗干扰性能:314l科技博览(4)优良的汉明相关性,任意两个跳频图案在任意相对时延下频率重合次数尽可能地少:(5)为了有更多的跳频图案以提供用户使用,实现多址通信,要求跳频图案集合中的序列数目尽可能多:(6)宽的跳频间隔,即要求在相邻的跳频时隙里发射的两个载波的频率间隔大于某个规定的值,以利于抗干扰以及衰落:(7)跳频图案的产生电路要简单.目前常用的调频序列23同步技术对跳频超短波无线通信系统来说,同步就是收,发两端的频率必须具有相同的变化规律,即每次跳变频率上有确切严格的对应关系.具

7、体而言,要求做到以下两点:一是使表示接收机的跳频图案与发射机跳频图案相一致,这样才能通过混频器来完成解跳.二是提取接收信号的载波频率,用它对接收信号作相关检测,解调信息.同步系统设计的好坏不仅关系到系统性能的优劣,而且直接涉及到系统是否能够正常工作,是否能够发挥跳频系统应有的作用,因此对同步有以下一些要求:同步建立的时间要快:同步系统自身要有较强的抗干扰能力:同步信号要有较强的隐蔽性和抗侦察假冒能