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电台跳频技术如何实现同步

发布时间:2022-10-07 14:08:56

A. 跳频通信中调制和解调端的载波频率是如何做到同步的

在发送的信息中,有一些是专用的同步码,接收的时候使用专用PLL电路,只有相位频率完全一致时,才有信号输出。

B. 跳频电台的跳频电台的调制解调方法

除了以上这些关键技术以外,调制解调方法在跳频系统中也很重要,可以采用FSK、QAM、QPSK、QASK、DPSK、QPR、数字chirp 调制等多种调制方式。自适应跳频系统是在常规跳频系统的基础上,实时地去除固定或半固定干扰,从而自适应地自动选择优良信道集,进行跳频通信,使通信系统保持良好的通信状态。也就是说,它除了要实现常规跳频系统的功能之外,还要实现实时的自适应频率控制和自适应功率控制功能,因此就需要一个反向信道以传输频率控制和功率控制信息。通过可靠的信道质量评估算法,发现了干扰频点后,应当在收发双方的频率表中将其删除,并以好的频点对它们进行替换,以维持频率表的固定大小。这种检测和替换是实时进行的。为增加跳频信号的隐蔽性和抗破译能力,跳频图案除具有很好的伪随机性、长周期外,各频率出现次数在长时间内应具有很好的均匀性。在引入自适应频率替换算法对频率表进行实时更新后,为保障系统性能,仍然要求跳频图案具有很好的均匀性,所以应当依次用不同的质量较好的频点来分别替换被干扰的频点。收端频率表的更新会导致收发频率表的不一致性。为了使收发频率表同步更新,必须通过反馈信道将收端的频率更新信息通知发方。这种信息的相互交换是一种闭环控制过程,需要制定相应的信息交换协议来保证频表可靠的同步更新。衡量协议有效性的另一个重要指标便是频点去除的速度。在检测出干扰频点后,干扰频点去除的速度越快,对通信的影响越小。 信道质量评估的另一个作用是进行自适应功率控制。功率控制就是要把有限的发送功率最好地分配给各个跳频信道,使得各个信道都能够以最小发射机功率实现正常通信,从而提高跳频信号的隐蔽性和抗截获能力。在自适应跳频系统中,系统检测每个信道的通信状况,并通过信道质量评估单元中的功率控制算法对每个跳频信道单独进行功率控制。

C. 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。

D. 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。

E. 移动通信中的跳频技术是怎么的

跳频技术引入的目的

随着数字移动通信网络的飞速发展,移动用户的急剧增加,那么网络中单位面积的话务量也在不断地增加。在某些大城市的市中心等繁华地段,在忙时甚至出现严重的话务拥塞情况,面对日益增长的话务需求,需要对网络进行扩容以满足容量和覆盖的要求。

在网络建设的初期,由于用户数量不多,因此网络规划中首先考虑的是覆盖问题,但是随着网络的不断扩容,覆盖的不断完善,我们发现容量问题成为制约网络进一步发展的瓶颈。对于我国现在采用的GSM网络由于受到频段的限制,在经过这么多年的快速扩容之后,容量上的限制表现得越来越明显。

对于网络扩容,通常我们可以采用以下几种方法:小区分裂,增加新的频段以及提高频率复用度来增加每个小区配置等方法。很显然在网络建设的初期通常采用小区分裂,通过不断增加新的基站(宏蜂窝和微蜂窝基站)来达到扩容的目的,但是随着站距的不断接近,我们发现网络的干扰也在不断的增加,因此当宏蜂窝基站的站距达到一定程度之后就很难在网络中增加新的基站。那么在这种情况下就出现了在GSM900网络的基础上引入GSM1800网络,通过引入这一新的频段来解决网络瓶紧问题,这也是我们现在所看到中国移动和联通公司在现网所采用的DCS双频网络。但是由于GSM900/GSM1800频段有限而且各个运行商所分配到的频率资源不同,而且考虑到引入双频网的成本很高,因此可以考虑通过在现有的GSM900单频网络或在引入GSM1800的双频网络中通过提高频率复用度,增加单位面积的容量配置来达到节省网络成本和提高容量的目的。通过引入跳频、功率控制、不连续发射等无线链路控制技术来达到扩容的目的。

跳频系统工作原理

我们大家都知道跳频技术是一种扩频通信技术,由于跳频技术具有通信的秘密和对抗干扰,因此它首先被应用于军事通信。但是随着移动通信的发展和数字化,跳频技术已在数字蜂窝系统中获得应用,我国所采用的GSM移动通信系统就采用了这种技术。

跳频是指载波频率在很宽频带范围内按某种图案(序列)进行跳变。信息数据D经信息调制成带宽为Bd的基带信号后,进入载波调制。载波频率受伪随机码发生器控制,在带宽Bss(Bss>>Bd)的频带内随机跳变,实现基带信号带宽Bd扩展到发射信号使用的带宽Bss的频普扩展。可变频率合成器受伪随机序列(跳频序列)控制,使载波频率随跳频序列的序列值改变而改变,因此载波调制又被称为扩频调制。

跳频系统的特点跳频系统具有以下特点:

* 跳频系统大大提高了通信系统抗干扰、抗衰落能力;

* 能多址工作而尽量不互相干扰;

* 不存在直接扩频通信系统的远近效应问题,即可以减少近端强信号干扰远端弱信号的问题;

* 跳频系统的抗干扰性严格说是"躲避"式的,外部干扰的频率改变跟不上跳频系统的频率改变;

*跳频序列的速率低,通常情况,码元速率小于或等于信息速率。在TDMA系统中,跳频速率往往等于每秒传输的帧数。GSM系统中每秒跳频为217次。

在GSM数字蜂窝系统中,跳频技术可以提高抗衰落、抗干扰能力。跳频技术对于静态或慢速移动的移动台具有很好的抗衰落效果,而对于快速移动的移动台由于同一信道的两个连接的突发脉冲序列其位置差已足以使它们与瑞利变化不相关,因此跳频增益很小,这就是跳频所具有的频率分集。由于跳频时频率在不停的变化,频率的干扰是瞬时的,因此跳频具有干扰分集。

F. 跳频的原理

跳频通信是一种扩频通信。跳频是指载波频率在很宽频带范围内按某种图案(序列)进行跳变。信息数据经适当编码后成为带宽为Bd的基带信号,再对带宽为Bd的基带信号进行载波调制。载波频率受伪随机码发生器控制,在带宽为BSS(BSS远大于Bd)的频带内随机跳变,实现基带信号带宽Bd扩展到发射信号使用的带宽BSS的频谱扩展。产生跳变载波的可变频率合成器受伪随机序列(跳频序列)控制,使载波频率随跳频序列的序列值改变而改变。跳频序列的码元宽度为Tc,每间隔时间Tc,可变频率合成器的输出载波频率跳变一次。跳频信号经射频滤波器至天线发射后,被接收机接收。
接收机首先从发送来的跳频信号中提取跳频同步信号,使本机伪随机序列控制的频率跳变与接收到的跳频信号同步,得到被同步的本地载波,使载波解调即扩频解调获得携带有信息的中频信号,从而得到发射机送来的信息。
在跳频系统中,用狭窄的工作频带按某种顺序跳变,并均匀地使用全部宽频带的各个窄带。跳频系统最常用的是RS编码,它是多元BCH循环编码的一种,有最大的汉明距离,可选用的编码数目多。
跳频系统与IS-95中采用的直扩系统一样,最重要的参数是扩频增益G,对跳频系统来说又称跳频增益。跳频系统的可变频率合成器能提供N个不同频率,即跳频数为N。跳频系统的频带宽度BSS为N个最小跳频间隔Δf=Bd。跳频系统的扩频增益为
也就是说,跳频系统的扩频增益等于系统的最大频率跳变数。扩频增益G的大小直接反映了跳频抗衰落、抗干扰能力的大小。
对跳频系统的可变频率合成器有两点要求:一是受跳频序列控制;二是能足够快地跳变频率,使系统能很快地从一个频率跳变到另一个频率。快跳较慢跳具有更好的抗干扰和隐蔽性能。
跳频所用的频率合成器有直接式(只用混频、分频、倍频合成)和间接式(用锁相环〉两种。前者的跳频速率高于后者,后者仅适用于慢速、中速跳频。
发送端在时钟控制下,伪码发生器产生伪随机序列去控制频率合成至生成跳频载波系列,称做跳频图案。跳频通信系统的原理框图见上图。图中接收端的预调制滤波器是一种中心频率随信号跳频式样而同步跳变的窄带滤波器(通频带允许所需信号通过),目的在于增加接收机的时间选择性,减少强干扰对接收机可能引起的阻塞现象。
接收的跳频载波序列若与本地产生的跳频序列图案一致,则经混频后可得到一个固定的中频信号,再经解调获得输出。若外来跳频图案与本地图案不一致,则得不到一个固定的中频信号,解调后只是一些噪声而得不到有用的输出。因此时间同步是跳频通信的关键技术。
调制方式可根据跳频信号的特征进行选择。在跳频系统中不宜采用对相位要求严格的调制方式。因为在跳频通信系统中,接收机的本地载波要做到与外来信号的载波在相位上保持相干是很困难的。因此,宜用非相干检测方式。频率合成器是跳频通信系统的重要组成部分。频率合成器的性能将制约跳频速率。对频率合成器的要求是跳频速率快、杂散电平低和功耗小。频率合成器进行频率跳变时,一般有2个阶段:一个是过渡期(暂态时间),一个是滞留期(稳态时间)。要求过渡期尽量的要短,以实现高速转换。

G. 跳频电台的介绍

跳频电台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。跳频电台的目的是增强抗干扰能力和通信隐蔽性,是电子对抗技术发展的产物。

H. 如何实现对讲机中继台频率和收音机频率同步

1 首先你得知道收音机频率是多少,2 你的中继台频段必须包含收音机频率,频率对的上 就中转了。

I. 跳频通信问题,给分

这个跳频规律都是事先确定好的(只有规律一致的跳频电台可以通信)。

但绝对不是严格的同时,因为无线电波在传输时往往还要时延。

在跳频通信进行前,必须进行一个同步过程,建立同步之后才能进行通信。

同步的方法很多,最经典的也就是CDMA采用的独立信道法,也就是专门有一个信道是用于建立同步的(CDMA中称为前导信道),你可以参考一下附件中的文章(她是另外一种方法)。

PS:我个人感觉你的这些问题,最好不要再网络上找,这里的水平参差不齐,最好还是去知网,万方,数字图书馆这类的地方找。

J. 跳频技术的原理概述

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。
与定频通信相比,跳频通信比较隐蔽也难以被截获。只要对方不清楚载频跳变的规律,就很难截获我方的通信内容。同时,跳频通信也具有良好的抗干扰能力,即使有部分频点被干扰,仍能在其他未被干扰的频点上进行正常的通信。由于跳频通信系统是瞬时窄带系统,它易于与其他的窄带通信系统兼容,也就是说,跳频电台可以与常规的窄带电台互通,有利于设备的更新。

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