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1、第8章扩展频谱技术的应用8.1地面战术移动通信系统8.2卫星通信系统8.3民用移动通信系统8.4JTIDS系统8.5GPS系统8.6无线局域网8.7蓝牙技术8.8测距与测速系统8.9其它方面的应用8.1地面战术移动通信系统8.1.1国外战术跳频电台概况电子战已成为现代战争的重要组成部分,而通信对抗是电子战的一个极其重要的分支,是指挥、控制、通信和情报(简称C3I)系统的核心。由于扩频技术具有抗干扰能力强,保密性能、抗侦破和抗衰落性能好等特点,使得扩频技术首先在军事领域得以应用。表8-1列出了部分国外的扩频电
2、台的主要参数,以供参考（略）。8.1.2跳频电台中的主要技术问题1.跳频速率跳频电台的抗敌方有意干扰的能力与跳频速率有着密切的关系。跳频速率越高,抗跟踪干扰的能力就越强,信号被截获的可能性就越小,但是实现的技术难度也越大,成本也就越高。在战术电台中,跳频速率通常是这样化分的:低于100跳／秒的称为低速跳频,100~500跳／秒之间的称为中速跳频,500跳／秒以上的称为高速跳频。2.跳频图案跳频图案是跳频系统的核心。所谓跳频图案,就是在通信过程中电台频率与时间的变化方案。在一个网络中具有同一跳频图案,以保证网
3、中各电台的可靠通信。一次通信中,电台选择一组频率,不同时间选择不同频率,这就构成一组图案。对跳频图案的主要要求是保密性和随机性。3.跳频电台的同步问题跳频电台通常是传送数字话音的,因此存在着一般数字通信中的各种同步问题。在战术电台中通常采用非相干的调制解调方式,一般不存在载波同步问题。位同步和数字系统一样,从信码中提取同步信息。由于跳频速率总是低于或远低于信码速率,即一跳由许多数据码元构成,因此一般一跳构成一个自然帧。对跳频同步的主要要求是:(1)能自动和快速地建立起同步。(2)同步抗干扰性能要好,既要能抗
4、非人为干扰,也要能抗人为干扰。(3)能进行后入网的同步。4.跳频电台的组网问题组网能力是现代通信的基本要求之一。跳频电台的组网与跳频图案和组网方式有关。而跳频图案又与跳频的频率数密切相关,因此,跳频的频率数越多,跳频组网的数目也越多,组网时选择的灵活性就越大,碰撞的概率也越小。跳频电台组网有两种方式,即正交和非正交组网。所谓正交组网,也称为同步组网,是指各网在同一时钟全同步的情况下,各网的跳频是等角跳变的,或者说多个跳频电台所采用的跳频图案在时频矩阵上相互不发生重叠。8.1.3PRC-80跳频电台简介PRC
5、-80跳频电台是VHF/FM收发信机,有定频和跳频两种工作模式,其基本指标列在表8-1中,其跳频部分的参数为:跳频速率为200h/s,跳频频率数为256,能组128个网,有迟后入网功能,跳频图案为复杂非线性,跳频序列周期大于1011bit,跳频密钥量大于264。PRC-80跳频电台由信道单元和跳频/保密单元两部分组成,其组成框图和跳频/保密单元框图分别示于图8-1和图8-2中。图8-1PRC-80跳频电台组成框图由图8-1可知，信道单元由如下模块组成:AMM为天线匹配模块;PA为功放模块;LPF为低通滤波器
6、;TSP为发送信号处理模块;RSP为接收处理模块;CCM为中心控制模块;LOG为逻辑处理模块;SYN为频率合成器模块;TUN为调谐模块;PS为电源模块。跳频/保密单元由如下模块组成:TC为定时模块;RC为接收模块;SYS为系统模块;SEC为保密模块;BBCC为基带模块。图8-2PRC-80跳频电台跳频/保密单元框图8.2卫星通信系统主要表现在下述几个方面:(1)与TDMA相比,不需要各用户间的严格时间同步。(2)具有随机选址的能力。(3)卫星转发器的频带可以得到有效利用,不需要设立保护频带。(4)对卫星转发
7、器和地面接收机的G／T值的要求低(G为天线增益,T为接收机噪声温度),终端设备比较简单。VSAT系统可以容纳低通信业务量的成千上万个用户站。在美国,1989年就已设置了48000个VSAT站,广泛应用于商业、银行、宾馆、能源和交通业等部门。VAST网结构如图8-3所示。图8-3VAST网示意图8.3民用移动通信系统蜂窝式公众移动通信系统是20世纪80年代发展起来的,集无线、有线、传输、交换和处理等技术于一身的现代移动通信系统,是典型的民用移动通信系统。移动通信的发展趋势必然是数字化,考虑到与ISDN的联接,
8、采用时分制是必要的。但在移动通信中采用时分制,有两个制约因素,即传播时延和多径干扰。CD900系统是一个有中心的时分多路(TDM)／时分多址(TDMA)系统,其中还使用了(32,12)的软扩频。该系统工作于900MHz,每个小区的时分数据信包帧结构如图8-4所示。图8-4CD900系统小区帧结构GSM系统仍采用CCITT建议的公用陆地移动网(PLMN)的体系结构和接口命令,但接口协议及信令有所不同。GSM系统组成
