什么是跳頻技術

　　跳頻技術在同步、且同時的情況下，收發兩端以特定型式的窄頻載波來傳送訊號，對于一個非特定的接收器，FHSS所產生的跳動訊號對它而言，也只算是脈沖噪聲。下面是小編為大家整理的什么是跳頻技術，僅供參考，歡迎閱讀。

　　無線電通信是戰時通信的必備手段，但是，傳統的無線電通信都是在某一固定頻率下工作，很容易被敵方截獲或施加電子干擾，從而使通信失靈。

　　跳頻技術就是針對上述傳統無線電通信的弊端，使原先固定不變的無線電發信頻率按一定的規律和速度來回跳變，而讓約定對方也按此規律同步跟蹤接收。由于敵方不了解我方無線電信號的跳變規律，很難將信息截獲。跳頻技術不僅是抵御外來干擾的能手，而且對于抑制遠距離無線電通信本身所造成的多徑干擾也十分有效。因為采用跳頻技術后，由于在主波波束己被接收，而其他徑向波束尚未到達接收機時，發送和接收載頻早已跳到別的頻點上，因而避免了多徑效應對通信質量的影響。

　　跳頻技術是在普通無線電短波通信基礎上增加一個“碼控跳頻器”，其主要作用是使跳頻通信發射的載波按一定規則的隨機跳變序列發生變化。實現跳頻通信的關鍵是，收發雙方受偽隨機碼控制，用來改變載頻頻率的本振頻率必須嚴格同步。跳頻通信是一種數字化通信，是擴頻通信的一種，其信號傳輸所使用的射頻帶寬是原信號帶寬的幾十倍、幾百倍甚至幾千倍，但僅就某一瞬間而言，跳頻通信只工作在某一個頻率上。

　　跳頻通信在海灣戰爭中給人們留下了深刻的印象，可以預期，在未來的信息化戰爭中，它仍將扮演十分重要的角色。在民用通信中，跳頻技術也可用來抗衰落、抗多徑、抗網間干擾和提高頻譜利用率。

　　跳頻技術 - 概述

　　跳頻技術，英文全稱“Frequency-Hopping Spread Spectrum”，縮寫為FHSS，是無線通訊最常用的擴頻方式之一。跳頻技術是通過收發雙方設備無線傳輸信號的載波頻率按照預定算法或者規律進行離散變化的通信方式，也就是說，無線通信中使用的載波頻率受偽隨機變化碼的控制而隨機跳變。 從通信技術的實現方式來說，“跳頻技術”是一種用碼序列進行多頻頻移鍵控的通信方式，也是一種碼控載頻跳變的通信系統。從時域上來看，跳頻信號是一個多頻率的頻移鍵控信號；從頻域上來看，跳頻信號的頻譜是一個在很寬頻帶上以不等間隔隨機跳變的。其中：跳頻控制器為核心部件，包括跳頻圖案產生、同步、自適應控制等功能；頻合器在跳頻控制器的控制下合成所需頻率；數據終端包含對數據進行差錯控制。

　　跳頻技術

　　跳頻技術在同步、且同時的情況下，接受兩端以特定型式的窄頻載波來傳送訊號，對于一個非特定的接受器，FHSS所產生的跳動訊號對它而言，也只算是脈沖噪聲。FHSS所展開的訊號可依特別設計來規避噪聲或One-to-Many的非重復的頻道，并且這些跳頻訊號必須遵守FCC的要求，使用75個以上的跳頻訊號、且跳頻至下一個頻率的最大時間間隔(Dwell Time)為400ms。跳頻選擇（FH）是兩種基本的調制技術之一，用于展布頻譜信號傳輸。它是指無線傳播中頻率的反復交換，通常能夠將遠程通信中未經授權的截取或干擾降低到最低的程度。它也被叫做跳頻代碼分化多路訪問（FH-CDMA）。

　　與定頻通信相比，跳頻通信比較隱蔽也難以被截獲。只要對方不清楚載頻跳變的規律，就很難截獲我方的通信內容。同時，跳頻通信也具有良好的'抗干擾能力，即使有部分頻點被干擾，仍能在其他未被干擾的頻點上進行正常的通信。由于跳頻通信系統是瞬時窄帶系統，它易于與其他的窄帶通信系統兼容，也就是說，跳頻電臺可以與常規的窄帶電臺互通，有利于設備的更新。因為這些優點，跳頻技術 被廣泛適用于對通訊安全或者通訊干擾具有較高要求的無線領域，低端的應用產品包括無聲電話、藍牙設備、數字寶護神、嬰兒監視器、無線攝像槍、移動電話等，中高端應用產品例如手軍用電臺、雷達通訊、衛星電話等

　　跳頻技術控制器核心

　　跳頻是載波頻率在一定范圍內不斷跳變意義上的擴頻，而不是對被傳送信息進行擴譜，不會得到直序擴頻的處理增益。跳頻相當于瞬時的窄帶通信系統，基本等同于常規通信系統，由于無抗多徑能力，同時發射效率低，同樣發射功率的跳頻系統在有效傳輸距離內小于直擴系統。跳頻的優點是抗干擾，定頻干擾只會干擾部分頻點。用于語音信息的傳輸，當定頻干擾只占一小部分時不會對語音通信造成很大的影響。

　　跳頻的高低直接反映跳頻系統的性能，跳頻越高抗干擾的性能越好，軍用的跳頻系統可以達到每秒上萬跳。實際上移動通信GSM系統也是跳頻系統，其規定的跳頻為每秒217跳。出于成本的考慮，商用跳頻系統跳速都較慢，一般在50跳/秒以下。由于慢跳跳頻系統實現簡單，因此低速無線局域網產品常常采用這種技術。

　　跳頻技術 - 跳頻發展史

　　在90 年代初，出現了基于模糊（Fuzzy)規則的跳頻圖案產生器。在這種系統中，由模糊規則、初始條件以及采樣模式共同來決定系統的輸出序列。只要竊聽者不知道模糊規則、初始條件、采樣模式三者的任何一個，就無法預測到系統的輸出頻率，由此就提高了系統的抗竊聽能力和抗干擾能力。模糊跳頻給出的跳頻碼序列與傳統的跳頻碼序列相比更加均勻，也更難預測。

　　90年代末有人提出了混沌（chaotic)跳頻序列。其基本思想是通過混沌系統的符號序列來生成跳頻序列。在這個混沌系統中要確定一個非線性的映射關系、初始條件和混沌規則，三者唯一確定一個輸出序列。由此確定的混沌跳頻序列體現了良好的均勻性，低截獲概率，良好的漢明相關特性以及具有理想的線性范圍。

　　跳頻技術 - 跳頻系統的要求

　　與一般的數字通信系統一樣，跳頻系統要求實現載波同步、位同步、幀同步。此外，由于跳頻系統的載頻按偽隨機序列變化，為了實現電臺間的正常通信，收發信機必須在同一時間跳變到同一頻率，因此跳頻系統還要求實現跳頻圖案同步。跳頻系統對同步有兩個基本要求：一是同步速度快，二是同步能力強。目前跳頻電臺的同步方法有精確時鐘法、同步字頭法、自同步法、FFT捕獲法、自回歸譜估計法等等。在實際應用中，同步方案常常綜合使用多種同步方法。例如戰術跳頻系統中常用掃描駐留同步法，綜合使用了精確時鐘法、同步字頭法、自同步法三種同步方法，分成掃描和駐留兩個階段進行。掃描階段完成同步頭頻率的捕獲，駐留階段從同步頭中提取同步信息，從而完成收發雙方的同步。 在自適應跳頻中，同步還包括收發雙方頻率集更新的同步，保證雙方同步地實現壞頻點替代，否則會使收發雙方頻率表不一致，導致通信失敗。

　　頻合器是跳頻通信系統中的關鍵部分，目前大多數跳頻電臺中使用的頻率合成器采用的是鎖相環（PLL）頻率合成技術，但是該技術的頻率轉換速度已經接近其極限，要進一步改善的技術難度越來越大，而且分辨率較低。為了能夠進一步提高跳頻速率，提出了直接式數字頻合器(DDS）。它采用全數字技術，具有頻率分辨率高，頻率轉換時間快，輸出頻率可以很高而且穩定性好，相位噪聲低等優點，可滿足快速跳頻電臺對頻率合成器的要求。例如在美國的JTIDS 中，跳速達到每秒35800 跳，只有采用直接數字頻合器才能實現。但是DDS的價格昂貴，復雜度大，直接用于戰術跳頻電臺有一定的難度。如果采用DDS+PLL的方法，結合兩者的長處，可以獲得單一技術難以達到的效果。在跳頻系統中，即使在信道條件良好的情況下，仍有可能在少數跳中出現錯誤，因此有必要進行差錯控制。差錯控制的方法主要分為兩類：一是自動請求重發糾錯（ARQ)技術；二是采用前向糾錯（FEC)技術。ARQ技術可以很好的對付隨機錯誤和突發錯誤，它要求有反饋電路，當信道條件不好時，需要頻繁的重發，最終可能導致通信失敗。FEC技術不需要反饋電路，但是需要大量的信號冗余度以實現優良的糾錯，從而會降低信道效率。由于糾錯碼對突發錯誤的糾錯能力較差，而通過交織技術可以使信道中的錯誤隨機化，因此，經常采用編碼與交織技術相結合的辦法來獲得良好的糾錯性能。在跳頻系統中常用的糾錯編碼技術有漢明碼、BCH碼、trellis 碼、RS碼、Golay碼、卷積碼和硬判決譯碼、軟判決譯碼等。1993年提出了TURBO碼，其信噪比接近于Shannon極限，引起了人們的極大興趣。與RS碼等常用的跳頻編碼相比， TURBO 碼在跳頻系統中顯示了極大的應用潛能。此外，還可以把不同的編碼方法結合在一起，取長補短，進行聯合編碼。在快跳頻方式下，還可以運用重發大數判決來克服跳頻頻段內的快衰落。

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