跳频图案的产生及跳频同步方法 联系客服

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的同步字头内的同步信息。接着,就依照同步信息的指令开始同步跳频,即由等待阶段转入同步跳频的阶段,从而建立了跳频系统的同步。 2.2 跳频同步系统性能及抗干扰性

衡量同步系统性能的优劣,主要应考虑两个方面:

一是跳频系统同步的可靠性; 二是同步系统的抗干扰性。

同步系统的可靠性。它包括系统同步的建立时间,正确同步概率和假同步的概率,系统同步保持时间等项指标。

一般说来,跳频同步系统的同步建立时间越短越好,同步保持时间越长越好;正确同步的概率要大,假同步的概率要小。这样才能称为一个快速、稳定而可靠的同步系统。

同步系统的抗干扰性。它包括抗人为干扰和噪声干扰。采用跳频技术的一个目的就是提高系统的抗干扰性,特别是在电子战的环境中,主要是抗敌方有意的 干扰。因此,要求同步信息的传递要隐蔽、快速。为此,需考虑如下几点: 尽量使同步信号在空中存在的时间要短,使敌方难以在很短的时间内发现同步信号。

在多个跳变频道上传送同步信息,增大频道的随机性,使敌方难以侦察;增大跳频带宽,使敌方难以在宽带内施放干扰。

频率跳变的速率要快,使跳频信号的驻留时间变短,可防止跟踪式干扰,从而保护同步字头。

应尽量使同步信息的信号特征与通信信息的信号特征一致,以致敌方难以区分同步信息。或者,人为地发出伪同步信息以迷惑敌人,从而提高对同步信息 的保护能力。

对于噪声干扰,要求在低信噪比或高误码率的信道条件下能实现跳频系统的正确同步。对此,需考虑以下各点:

同步信息本身的差错控制,如纠错编码、多次重发、相关编码、交织等; 同步认定的算法控制,即经过多次同步检测后才认定系统同步的策赂,并选择最佳的检测次数。

同步状态下的失步算法控制,即经过多次失步检测后才确定系统已失去同步的策略,并选择最佳的检测次数。 3.1 跳频技术指标与抗干扰的关系

考察一个系统的跳频技术性能,应注意下列各项指标: 跳频带宽 跳频频率的数目 跳频的速率

跳频码的长度(周期) 跳频系统的同步时间

一般说来,希望跳频带宽要宽,跳频的频率数目要多,跳频的速率要快,跳频码的周期要长,跳频系统的同步时间要短。

跳频带宽的大小,与抗部分频带的干扰能力有关。

跳频带宽越宽,抗宽带干扰的能力越强。所以希望能全频段跳频。例如,在短波段,从1.5MHz到3MHz全频段跳频;在甚高频段,从30MHz到80MHz全频段跳频。

跳频频率的数目,与抗单频干扰及多频干扰的能力有关。

跳变的频率数目越多,抗单频、多频以及梳状干扰的能力越强。在一般的跳频电台中,跳频的频率数目不超过100个。

跳频的速率,是指每秒钟频率跳变的次数,它与抗跟踪式干扰的能力有关。 跳速越快,抗跟踪式干扰的能力就越强。一般在短波跳频电台中,其跳速目前不超过100跳/秒。在甚高频电台中,一般跳速在500跳/秒。对某些更高频段的跳频系统可工作在每秒几万跳的水平。

跳频码的长度,它将决定跳频图案延续时间的长度,这个指标与抗截获(破译)的能力有关。

跳频图案延续时间越长,敌方破译越困难,抗截获的能力也越强。跳频码的周期可长达10年甚至更长的时间。

跳频系统的同步时间,是指系统使收发双方的跳频图案完全同步并建立通信所需要的时间。

系统同步时间的长短将影响该系统的顽存程度。因为同步过程一旦被敌方破环,不能实现收、发跳频图案的完全同步,则将使通信系统瘫痪。因此,希望同步建立的过程越短越好,越隐蔽越好。根据使用的环境不同,目前跳频电台的同步时间可在秒或几百毫秒的量级。

当然,一个跳频系统的各项技术指标应依照使用的目的、要求以及性能价格比等方面综合考虑才能做出最佳的选择。 3.2 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作建立时间;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时间叫消退时间。从 建立到消退的整个时间叫作一个跳周期,记作Th。建立时间加上消退时间叫作换频时间。只有在驻留时间(记作TD)内才能有效地传送信息。图6-10给出频率 合成器的换频过程和载波信号的波形。

图6-10

跳频通信系统为了能更有效地传送信息,要求频率切换占用的时间越短越好。通常,换频时间约为跳周期Th的1/8 ~ 1/10。比如跳频速率每秒500跳的系统,跳周期Th=2ms,其换频时间为0.2ms左右。跳频速率每秒20跳的系统,跳周期是50ms,其换频时间约为5ms。

现如今,无论人们去何处,几乎都想知道家居与办公室使用LSAN(无线局域网)和WPAN(无线私人局域网)的环境,因为蓝牙和其它无线技术可为人们提供极大的移动性和灵活性。

就目前而言,一般认为蓝牙和WiFi(802.11b,即无线高保真系统)在技术上以及应用上彼此间是相安无事的。但是,随着在免特许的2.4GHz频段中工作的设备数量持续增加,这些设备在办公室等环境中频繁地一起使用,人们不得不考虑相互间干扰问题。十分显然,干扰是必须解决的。在理论上,似乎不存在什么干扰;但在现实中,由于种各原因,它们间确实存在着干扰。

蓝牙技术

蓝牙采用FHSS(跳频扩频)来保证抗干扰的鲁棒性。它在2.4Hz频带的所有79.1信道上每秒跳频1600次。若检测到某个频率存在任何干扰,那么,在一千六百分之一秒后,立刻启用另一频率来发送信息。FHSS是蓝牙规范防范干扰的核心功能。

随着蓝牙和WiFi日益被肩并肩地集成在一个产品(如笔记本电脑)中。潜在的风险干扰增加了,单凭FHSS不足以应付干扰问题。因此在最新蓝牙规范(1.2版)的研发阶段,希望能一劳永逸地解决干扰问题。为此,在蓝牙SIG内,一个新工作小组,即CWG(共处工作小组)受命来解决这一难题。

AFH——一个行之有效的解决方案

CWG召集众多从事蓝牙技术的公司来讨论可能的解决方案。该工作组对各种提案进行了充分的评估,博采众提案之长,最终形成统一的决议草案。当然,该草案还要提交蓝牙结构体系评审局审议通过。

CWG最终选择的是AFH(自适应跳频)技术。AFH让单信道映象分散在从设备,由从设备来确定何时使用修改的跳频内核。如果一个选中的信道的标记是坏的,那么从一组好信道中,另选一个新信道。而且,主设备用同一信道来发送和接收数据。由于在某个给定的时隙中,坏信道中的主设备并未接收从设备的传输,便能对主设备进行更好的校正。

蓝牙在2.4GHz频带中满处跳频。无意间会对同一频带中的静态频率设备产生干扰。AFH则动态地改变设备的跳频序列,限制蓝牙设备可跳频的信道数量来避免干扰。采用这种跳频机制,就能预留出一组频率供诸如WiFi等其它系统使用。

各个国家制订法规的当局(如美国FCC)已规定了可使用的最小一组信道。因此,为了保证设备在全球范围内最大的互操作性,蓝牙规范要求一组至少有20个主设备标记是好的信道。即便如此,这个数量还是大于某些当权规定的数量。