通信工程師傳輸與接入跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)

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10.4.3 跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)

一個(gè)普通的窄帶通信系統(tǒng)，如果其中心頻率在不斷變化，那么就是一種跳頻通信系統(tǒng)。實(shí)際的跳頻通信系統(tǒng)的頻率變化是由跳頻偽隨機(jī)序列來(lái)控制的，因而其頻率的變化也遵循著一定的規(guī)律。雖然在每一個(gè)瞬間系統(tǒng)的信號(hào)為窄帶的，但是在一段時(shí)間來(lái)看，信號(hào)表現(xiàn)為寬帶的，因此也稱為跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)（FHSS）但通常簡(jiǎn)稱為跳頻通信系統(tǒng)。

圖10-20給出了跳頻通信系統(tǒng)的組成方框圖。

發(fā)送端用偽隨機(jī)序列控制頻率合成器的輸出頻率，經(jīng)過(guò)混頻后，信號(hào)的中心頻率就按照 跳頻頻率合成器的頻率變化規(guī)律來(lái)變化。接收端的跳頻頻率合成器與發(fā)送端按照同樣的規(guī)律跳變，因此在任何一個(gè)時(shí)刻，接收端跳頻頻率合成器輸出的頻率與接收信號(hào)正好相差一個(gè)中頻。這樣，混頻后就輸出了一個(gè)穩(wěn)定的窄帶中頻信號(hào)。此中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)窄帶解調(diào)后就可以恢復(fù)出發(fā)送的數(shù)據(jù)。與直擴(kuò)系統(tǒng)一樣，跳頻系統(tǒng)同樣需要同步。

跳頻系統(tǒng)在每一個(gè)頻率上的駐留時(shí)間的倒數(shù)稱為跳頻速率。當(dāng)系統(tǒng)跳頻速率大于信息符號(hào)速率時(shí)，該系統(tǒng)稱為快跳系統(tǒng)。此時(shí)系統(tǒng)在多個(gè)頻率上依次傳送相同的信息，信號(hào)的瞬時(shí)帶寬往往由跳頻速率決定。

跳頻系統(tǒng)的頻率隨時(shí)間變化的規(guī)律稱為跳頻圖案。為了直觀地顯示跳頻系統(tǒng)的跳頻規(guī)律，可以用圖形方式將跳頻圖案顯示出來(lái)。圖10-21給出了一種跳頻圖案。

該跳頻圖案中共有8個(gè)頻率點(diǎn)，頻率跳變的次序?yàn)榱?，f1、f2、f3、f4、f5及f6。

實(shí)際應(yīng)用中，跳頻圖案中頻率的點(diǎn)數(shù)從幾十個(gè)到數(shù)千個(gè)不等。一般認(rèn)為跳頻系統(tǒng)的處理增益就等于跳頻點(diǎn)數(shù)，如當(dāng)跳頻頻率點(diǎn)為200個(gè)時(shí)，其處理增益即為23dB.而跳頻系統(tǒng)完成一次完整跳頻過(guò)程的時(shí)間也很長(zhǎng)，在每個(gè)跳變周期中，一個(gè)頻率有可能出現(xiàn)多次。跳頻圖案中兩個(gè)相鄰頻率的最小頻率差稱為最小頻率間隔。跳頻系統(tǒng)的當(dāng)前工作頻率和下一時(shí)刻工作頻率之間的頻差的最小值稱為最小跳頻間隔。實(shí)際的最小跳頻間隔都大于最小頻率間隔，以避免連續(xù)幾個(gè)跳頻時(shí)刻都受到干擾。

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