跳频扩频技术.doc

《跳频扩频技术.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、华北水利水电大学扩频通信结课报告跳频扩频技术学院：信息工程专业：通信工程姓名：刘建学号：2012157077跳频扩频系统的组成及工作原理1、跳频系统的组成跳频扩频（FHSS）通信是扩频通信的一种，是以载波频率的跳变进行通信的。这种通信可以有效地躲避干扰，已成为抗电子干扰的主要手段。系统的信道数、载波的带宽、跳频的速率和跳变的伪随机性是抗干扰的重要技术指标。信道数越多，带宽范围越大，跳变的速率越快，频率跳变的规律越接近随机变化，就越难以被外界干扰。跳频扩频（FHSS）系统组成框图如图1所示。图1跳频扩频系统组

2、成框图跳频系统的载频受一个伪随机码控制，不断地、随机地跳变，因此跳频系统可视作载频按照一定规律变化的多频频移键控（MFSK）。与直扩系统不同，跳频系统中的伪随机序列并不直接传输，而是用来选择信道。跳频系统主要由PN码产生器和频率合成器两部分组成，快速响应的频率合成器是频率跳变系统的关键部件。频率跳变系统的发射机在一个预定的频率集中，由PN码序列控制频率合成器，使发射频率能随机地由一个跳到另一个。接收机中的频率合成器也按相同的顺序跳变，产生一个与发射频率只差一个中频的本振频率，经混频后得到固定的中频信号，该中

3、频信号经放大后送到解调器，恢复传送的信息。此处，混频器实际上担当了解调器角色，只要收发双方同步，就可将频率跳变信号转换为一个固定频率的信号。72、跳频系统的工作原理在传统的定频通信系统中，发射机中的主振荡器的振荡频率是固定设置的，因而它的载波频率是固定的。为了得到载波频率是跳变的跳频信号，要求主振荡器的频率应能遵照控制指令而改变。这种产生跳号的装置叫跳频器。通常，跳频器是由频率合成器和跳频指令发生器构成的，如图2（a）所示。(a)发送（b）接收图2跳频信号的发送与接收图2（a）中，如果将跳频器看作是主振荡器

4、，则与传统的发信机没有区别。被传送的信息可以是模拟的或数字的信号形式(图5中标示的为信码入)，经过调制器的相应调制，便获得副载波频率固定的已调波信号，再与频率合成器输出的主载波频率信号进行混频，其输出的已调波信号的载波频率达到射频通带的要求，经过高通滤波器反馈至天线发射出去。这就是定频信号的发送过程。7跳频系统的频率合成器输出什么频率的载波信号是受跳频指令控制的。在时钟的作用下，跳频指令发生器不断地发出控制指令，频率合成器不断地改变其输出载波的频率。因此，混频器输出的已调波的载波频率也将随着指令不断地跳变，

5、从而经高通滤波器和天线发送出去的就是跳频信号。通常，是利用伪随机码发生器来产生跳频指令的，或者由软件编程来产生跳频指令。所以，跳频系统的关键部件是跳频器，更具体地，是能产生频谱纯度好的快速切换的频率合成器和伪随机性好的跳频指令发生器。由跳频信号产生的过程可以看出，不论是数字的或是模拟的定频发送系统，在原理上，只要加装上一个跳频器就可变成一个跳频的发送系统。但是在实际系统中尚需考虑信道机的通带宽度。定频信号的接收设备中，一般都采用超外差式的接收方法，即接收机本地振荡器的频率比所接收的外来信号的载波频率相差一个

6、中频，经过混频后产生一个固定的中频信号和混频产生的组合波频率成分。经过中频带通滤波器的滤波作用，滤除组合波频率成分，而使中频信号进人解调器。解调器的输出就是所要传送给接收端的信息。跳频信号的接收，其过程与定频的相似。为了保证混频后获得中频信号，要求频率合成器的输出频率要比外来信号高出一个中频。因为外来的信号载波频率是跳变的，则要求本地频率合成器输出的频率也随着外来信号的跳变规律而跳变，这样才能通过混频获得一个固定的中频信号。图2(b)给出跳频信号接收机的框图。图中的跳频器产生的跳频图案应当与所要求高出一个中

7、频，并且要求收、发跳频完全同步。所以，接收机中的跳频器还需受同步指令的控制，以确定其跳频的起、止时刻。可以看出，跳频器是跳频系统的关键部件，而跳频同步则是跳频系统的核心技术。跳频系统要实现跳频通信，正确接收跳频信号的条件是跳频系统的同步。系统的同步包括以下几项内容:(l)收端和发端产生的跳频图案相同即有相同的跳频规律。(2)收、发端的跳变频率应保证在接收端产生固定的中频信号，即跳变的载波频率与收端产生的本地跳变频率相差一个中频。7(3)频率跳变的起止时刻在时间上同步，即同步跳变，或相位一致。(4)在传送数字

8、信息时，还应做到帧同步和位同步。3、跳频信号的波形与定频连续信号波形不同，跳频信号的波形是不连续的，这是因为跳频器产生的跳变载波信号之间是不连续的。频率合成器从接受跳频指令开始到完成频率的跳变需要一定的切换时间。为了保证其输出的频率纯正而稳定，防止杂散辐射，在频率切换的瞬间是抑止发射机末级工作的。频率合成器从接受指令开始建立振荡到达稳定状态的时间叫做建立时间;稳定状态持续的时间叫驻留时间;从稳定状态到达振荡消失的