跳频通讯
① 移动通信中的跳频技术是怎么的
跳频技术在同步、且同时的情况下,收发两端以特定型式的窄频载波来传送讯号,对于一个非特定的接收器,FHSS所产生的跳动讯号对它而言,也只算是脉冲噪声。FHSS所展开的讯号可依特别设计来规避噪声或One-to-Many的非重复的频道,并且这些跳频讯号必须遵守FCC的要求,使用75个以上的跳频讯号、且跳频至下一个频率的最大时间间隔(Dwell Time)为400ms。
跳频是最常用的扩频方式之一,其工作原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式,也就是说,通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。从通信技术的实现方式来说,“跳频”是一种用码序列进行多频频移键控的通信方式,也是一种码控载频跳变的通信系统。从时域上来看,跳频信号是一个多频率的频移键控信号;从频域上来看,跳频信号的频谱是一个在很宽频带上以不等间隔随机跳变的。其中:跳频控制器为核心部件,包括跳频图案产生、同步、自适应控制等功能;频合器在跳频控制器的控制下合成所需频率;数据终端包含对数据进行差错控制。
② 跳频通信的跳频原理
跳频的原理是:按全网预设的程序,自动操控网内所有台站在一秒钟内同步改变频率多次,并在每个跳频信道上短暂停留。周期性的同步信令从主站发出,指令所有的从站同时跳跃式更换工作频率。
跳频通信的原理说来也并不复杂。它是在普通无线电短波通信基础上增加一个“码控跳频器”。它的主要作用是使跳频通信发射的载波按一定规则的随机跳变序列发生变化。实现跳频通信的关键是,收发双方受伪随机码控制的、用来改变载频频率的本振频率必须严格同步。跳频伪随机码的改变可用微型计算机控制;改变计算机的程序,就可改变跳频的规律。跳频变化的方案不止一套,且经常更换,要识破它就犹如大海捞针,十分困难。
就通信的安全性而言,跳频短波通信比卫星通信更为可靠。这是因为提供卫星服务的机构对其所属国承担了战略责任,必须受到该国政府的控制,而跳频短波通信是完全自主的,因而也是最可信赖的,在涉及国家安全和社会安全的场合,跳频短波通信的地位无可取代。
目前世界各电台厂商提供的多数是普通数字式跳频。数字跳频的缺点是跳频频谱不够隐蔽,容易被识别、破译、跟踪。近两年出现了更先进的智能边带跳频模式,这是边带跳频和智能跳频的统称。边带跳频是在数字跳频基础上发展的更高级技术,它将跳频码隐含于边带话音中,隐含的跳频信号近似边带噪声,比一般的数字跳频更难被识别,破译和跟踪。智能跳频则是一种具有极强的频带适应技术,能够在256KHz跳频频带内自动识别和弃用拥塞信道。明显净化通信背景。例如在夜晚,短波信道常常被各种嘈杂的信号所占据,利用智能跳频,可以将整个通信网自动调整到干净的信道区,通信背景自然就会干净和安静的多,有用信号将明显变的清晰。
GSM系统中的跳频分为基带跳频(BBH)和射频跳频(SFH)两种。射频跳频的原理是话音信号固定在一个发射机上发射,但是该发射机的发射频率不断变化,具体变化过程由跳频序列控制。射频跳频比基带跳频具有更高的性能和抗同频干扰能力,目前的GSM实际网络一般都采用射频跳频。
③ 在跳频通信系统中,跳频图案有哪些作用
第一,利用跳频图案控制载波频率的跳变实现频谱扩展。发射机的载波频率根据跳频图案在一个较宽的频率范围上进行跳变。虽然信号的瞬时带宽可能比较窄,但是宏观上来看跳频信号是一个宽带信号。对于接收机来说,如果完成了跳频同步,就可以控制本地振荡器以相同的跳频图案进行变化,完成对信息的解跳,而非法的接收机由于不知道跳频图案,无法对消息进行接收,这样就实现了抗截获的目的。
第二,跳频图案在进行组网时,可以作为接收机的地址码。在同一个网络内,发射机根据接收机的地址码来选择通信对象,选择正交的跳频序列,可以使多个收发信机在同一个频段进行跳频通信而又不相互干扰。
④ 跳频通信是什么意思
跳频是指通信频率不是固定在某一数值上,而是按照一定规律和速率版来回跳变。由权于跳频电台的通信频率变幻莫测,尽是用瞬时信道传输,不易遭敌窃获。即便被敌窃获也仅仅是瞬时信息,不致影响全局,因而具有很强的保密性。跳频电台的抗干扰能力也是普通电台无法比拟的。
⑤ 跳频通信技术的发展历程和特点
跳频通信是扩频通信的一个分支,它的突出优点是抗干扰性强,因而很适用于军事领域。当70年代末第一部跳频电台问世以后,就预示着其发展势头锐不可挡。到了80年代,世界各国军队普遍装备跳频电台。这十年是跳频电台发展速度最快的十年。广泛使用跳频电台曾被誉为80年代VHF频段无线电通信发展的主要特征。90年代,跳频通信如虎添翼,在军用跳频通信领域已相当成熟的同时,跳频通信的应用又拓宽到民用领域。业内人士指出,跳频通信是对抗无线电干扰的有效手段,称其为无线电通信的“杀手锏”。跳频通信是如此的神奇,以致于自其问世至今的短短30年间,倍受世界各国,特别是几大军事强国的青睐。
2 跳频通信的基本概念
2.1 定义
我们在用收音机收听某电台,当电台在中波和短波两个波段上播放同一个节目时,有这样的体会:若中波波段信号不好,则随即换到短波波段收听;当短波波段信号不好,则又换回到中波波段收听。这种以更换波段的手段来改善收听效果的方法,就是跳频的通俗含义。只不过这种跳频仅在接收端发生,而且是由人工干预来实施跳频的。我们假设,当广播电台发送的频段也能“紧跟”收音机用户更换的话,那么,这种通信方式就是跳频通信。因此,跳频通信可这样描述:通信收发双方同步地改变频率的通信方式称为跳频通信。
2.2 同步条件(通信条件)
与定频通信相比,跳频通信的载波频率一直在跳变。工作中,发方以相当快的速率(跳速)改变频率,收方必须与发方同步地改变频率,双方才能保持通信。也就是说,跳频通信时,收发双方必须采用同一种跳频图案。跳频电台之间要成功地进行跳频通信,收发双方必须同时满足三个条件:跳频频率相同;跳频序列相同;跳频的时钟相同(允许存在一定的误差)。三个条件缺一不可,否则无法实现跳频通信。
3 跳频通信的主要特点
3.1 抗干扰性强
跳频通信抗干扰的机理是“打一枪换一个地方”的游击策略,敌方搞不清跳频规律,因而具有较强的抗干扰能力。一方面,我方的跳频指令是个伪随机码,其周期可长达十年甚至更长的时间。另一方面,跳变的频率可以达到成千上万个。因此,敌方若在某一频率上或某几个频率上施放长时间的干扰也无济于事。
另外,跳频频率受伪随机码控制而不断跳变,在每一个频率的驻留时间内,所占信道的带宽是很窄的。由于频率跳变的速率非常快,因而从宏观上看,跳频系统又是个宽带系统,即扩展了频谱。事实上,跳频的带宽就是频率的数目与每个频率所占信道带宽的乘积。由扩频通信理论可知,扩展频谱的好处可以换取更好的信噪比。也就是说,如果扩展了频带,就可以在较低的信噪比的情况下,照样可用相同的信息速率、任意小的差错概率来传递信息,甚至在信号被噪声完全湮没的情况下,也能保持可靠的通信。由此可见,抗干扰性强是跳频通信最突出的优点。
3.2 频谱利用率高
人们早已认识到频谱资源十分宝贵,因此,提高频谱利用率也是现代通信的基本要求之一。跳频通信可以利用不同的跳频图案或时钟,在一定带宽内容纳多个跳频通信系统同时工作,达到频谱资源共享的目的,从而大大提高频谱利用率。
3.3 易于实现码分多址
多址通信是指许多用户组成一个通信网,网内任何两个用户都可达成通信,并且多对用户同时通信时又互不干扰。应用跳频通信可很容易地组成这样一个多址通信网。网内各用户都被赋于一个互不相同的地址码,这个地址码恰似电话号码。每个用户只能收到其他用户按其地址码发来的信号才可判别出是有用信号,对其他用户发来的信号,则不会被解调出来。
3.4 兼容性
对于跳频通信而言,兼容的含义是指一个跳频通信系统可以与一个不跳频的窄带通信系统在定频上建立通信。显而易见,兼容的好处在于,先进的跳频电台可与常规的定频电台互通。这在跳频电台的研制上比较容易实现——只要将常规电台加装跳频模块即可变成跳频电台。显然,跳频模块是整个跳频电台的关键部件。