第五部分 其它通信技术 !"#$ 跳 频 通 信 系 统 设 计 曾菊玲 三峡大学电气信息学院 金力军 西安电子科技大学 !"# 国家重点实验室 $ 摘 要 % 跳频通信具有较强的抗干扰、抗衰落、抗截获能力，多址组网能力也较强，在民用和军事通信中都 得到了广泛地应用。&’() 调制方式具有较高的频谱效率和较强的抗衰落能力，应用于跳频通信可提高其性能。 本文给出了 )*"+ , &’() 跳频系统框图和设计参数，并通过仿真分析了系统性能。 $ 关键词 % 跳频 &’() )*"+ , &’() 跳频 仿真 - 引言 跳频通信具有较强的抗干扰、抗衰落、抗截 获能力，多址组网能力也较强，在民用和军事通 信中都得到了广泛的应用。如 -..- 年，美军在海 湾战争中使用了带有跳频功能的单信道地面和机 载无线电系统 "/012345 , 6 系列超短波电台和联和 战术分布系统 $ 7 %，取得了很好的战绩，8") 系统 采用慢跳频技术，使系统容量和抗频率选择性衰 落能力得到了显著改善 $ 9 %；正在研究的蓝牙技术 :;<=>&&>? 采用地址码作为跳频序列，进行快跳 频通信以抗干扰和抗多径衰落 $ - %。 在上述这些系统中，采用的都是串行调制方 式 ， 频 谱 效 率 虽 然 逐 步 提 高 但 总 体 效 果 改 进 不 数据速率较高，还要求所选调制制度抗频率选择 性衰落和抗多径能力强。&’() 是一种高效并行 调制制度，其频谱效率与抗衰落 @ 特别是跳频通信 中常见的频率选择性衰落 A 都优于串行调制方式， 有人建议在第四代移动通信中采用 &’() , B()* 加跳频的模式 $ C %，可以极大地提高频谱效率和系 统容量。本文给出了跳频通信系统框图和设计参 数，通过仿真，分析了该系统在白噪声条件下的 性能和频偏及限幅对系统性能的影响。 D &’() 调制 &’() 就是采用离散富里叶变换 (’> , !(’> 或快速富里叶变换 ’’> , !’’> 现代数字信号处理 技 术 实 现 的 子 载 波 并 行 正 交 调 制 的 并 行 传 输 方 大。现代通信系统对跳频技术的抗干扰和组网能 式。其实现原理图如图 - 所示。 力提出了更高要求，为此，设计跳 频系统最重要的因素是选择合适的 调制方式。跳频技术抗干扰的能力 与所选择的调制制度密切相关：选 调制制度频谱效率越高，在相同系 统 带 宽 下 ， 频 率 集 中 频 点 数 就 越 多 ， 跳 速 越 快 ， 抗 干 扰 性 能 就 越 好，越有利于设计周期长、相关性 好的跳频序列，提高网络容量。同 时，现代跳频通信系统带宽较大， 图 - &’() 系统框图 !""# 年 $ 月增刊 移动通信 %&& 

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第五部分 其它通信技术 -.:; @〈 〉，+, 限幅几乎不影响误比特率，信噪比 增大时 @ A-.:; B ，限幅影响较大，+, 限幅可损失 达 -:; 能量。 3 性能分析及仿真结果 采用上述框图和所给数据用 "#45#6 语言进 行 仿 真 ， 假 定 完 全 同 步 时 ， 如 图 3 带 ( 曲 线 所 示，与文献 7 ! 8 符合。 在跳频通信中，由于频率经常跳变，接收端 很难跟踪多普勒频移，所用调制制度对频差或相 差 的 灵 敏 度 极 大 地 影 响 了 系 统 性 能 ， "#$% & ’()" 跳频系统存在频差时的误比特率如图 + 所 示 ， "#$% & ’()" 系 统 对 频 差 较 敏 感 ， 频 差 2+/0 时，损失能量 2 & 9:;，相比 <)=$% 和 3($% 要大得多，因此，在 "#$% & ’()" 调频系统中要 采取相应的同步措施，如：插入导频信号等。 “—(”无频差误比特率，“— * ”频差 -./0 误比特率； “—1”频差 2+/0 误比特率，“ & & ”频差 +./0 误比特率。 “—(”未限幅误比特率 “— * ”+, 限幅误比特率 “——— ”-+, 限幅误比特率 图 ! 限幅对 "#$% & ’()" 系统影响 参考文献 7 - 8 马建昌等 C 蓝牙核心技术 C 北京D 科学出版社 E 2..9 7 2 8 "FFG (FGH IFGJ E "FKLHMNO 6FPKQR /NSHGHC =HOTFOUNGSH #GNQVWRW FT ’()" X (/"# /V;OR: $VWMHU ’YOHNMRFG RG Z$" 6NG:C Z[[[ 4ONGWC ?FUUUPGE -\\! @ ] B D 9!\ & 9^3 7 9 8 彭伟军E 宋文涛E 罗汉文 C >"$% 在跳频通信中的应用 及其性能 C 通信学报E 2... @ 9 B D 3- & 3! 7 3 8 杨义先E 梅文华 C 跳频通信地址编码理论 C 北京D 国 防工业出版社 7 + 8 郭梯云E 杨家玮E 李建东 C 数字移动通信 C 北京D 人民 图 + 不同频差下 "#$% & ’()" 跳频通信系统误比特率 邮电出版社E 2..- 在跳频通信中，由于载频迅速跳变，接收机 中 #>? 作 用有限 ，当信号 突然增 大时会 发生限 幅，信号失真，误码率增大，系统性能下降。各 7 ! 8 $HPGJ /F %RUE $NGJ IP %RUC (OH_PHGSV & /FYYH: "PQMRYQH & #SSHWW ?FUUPGRSNMRFGW ‘RML "PQMRSNOORHO ’G & ’TT %HVRGJ RG aNVQHRJL (N:RGJ ?LNGGHQWC Z[[[ 4ONGWE ?FUUUPGE 2... @ -. B D -!\2 & -^.. 7 ^ 8 " bNGKRONUNGE aNUcHH =ONWN:C =HOTFOUNGSH [dNQPNMRFG FT 调制制度由于调制、解调的方式不同，抗限幅失 /V;OR: ’()" X ?)"# X $(/ #YOFNSL TFO IROHQHWW 真 的 能 力 不 同 ， 对 系 统 性 能 影 响 不 同 。 限 幅 对 "PQMRUH:RNC Z[[[ 4ONGW C ?FUUPGE 2... @ + B D \9+ & \3- ! "#$% & ’()" 系统影响如图 ! 所示，说明限幅对 "#$% & ’()" 影 响 不 大 ， 在 信 噪 比 较 小 时 !"# 移动通信 $%%& 年 ’ 月增刊