跳频技术

跳频技术是目前国内国际上比较成熟的一种技术。主要用于军用通信中，它可以有效的避开干扰，发挥通信效能。 跳频技术与直序扩频技术完全不同，是另外一种意义上的扩频。 跳频的载频受一个伪随机码的控制，在其工作带宽范围内，其频率合成器按伪随机码（ PN码）的随机规律不断改变频率。在接收端，接收机的频率合成器受伪随机码的控制，并保持与发射端的变化规律一致。 跳频是 载波频率 在一定范围内不断跳变意义上的扩频，而不是对被传送信息进行扩谱，不会 跳频 得到直序扩频的处理增益。跳频相当于瞬时的窄带通信系统，基本等同于常规通信系统，由于无抗多径能力，同时发射效率低，同样发射功率的跳频系统在有效传输距离内小于直扩系统。跳频的优点是抗干扰，定频干扰只会干扰部分频点。用于语音信息的传输，当定频干扰只占一小部分时不会对语音通信造成很大的影响。 跳频速率的高低直接反映跳频系统的性能，跳频速率越高抗干扰的性能越好， 军用 的跳频系统可以达到每秒上万跳。实际上移动通信GSM系统也是跳频系统，其规定的跳频速率为每秒217跳。出于成本的考虑，商用跳频系统跳速都较慢，一般在50跳/秒以下。由于慢跳速跳频系统实现简单，因此低速无线局域网产品常常采用这种技术。 一种利用载波跳变实现频谱展宽的扩频技术。广泛应用于抗干扰的通信系统中。其方法是把一个宽频段分成若干个频率间隔（称为频道，或频隙）

跳频技术源于军事通信，目的是为了获得较好的保密性和抗干扰能力。跳频分为快速和慢速两种，GSM中的跳频属于慢跳频。 跳频方式从时域概念上分为帧跳频和时隙跳频，从载频实现方式上分为射频跳频和基带跳频。 帧跳频：每个TDMA帧频点变换一次，这种方式下，每一个载频可以看做一个信道，在一个小区中帧跳频时BCCH所在的TRX载频上的TCH不能参与跳频，其它不同的载频应有不同MAIO，它是时隙跳频的特例。 时隙跳频：即每个TDMA帧的每个时隙频点变换一次，时隙跳频时BCCH所在的TRX中的TCH可以参加跳频，但目前只在基带跳频时实现。 射频跳频：TRX的发射TX和接收RX都参与跳频。小区参与跳频频点数可以超过该小区内的TRX数目。 基带跳频：每个发信机工作在固定的频率上，TX不参与跳频，通过基带信号的切换来实现发射的跳频，但其接收必须参与跳频。因此小区跳频频点数不可能大于该小区的TRX数。 就ERICSSON的设备来说，有X总线的为基带跳频；基带跳频的频点数与载波数是一样的；而综合跳频（射频跳频）的频点数一般比载波数多。移动一般为基带跳频，联通一般用的是综合跳频。联通的可用频点少，在满足容量的基础上面，必须采用综合跳频来降低频点干扰咯。 基带跳频的技术难点在于如何实现信息数据的高速交换，满足217跳/秒的跳频速度及271kbits/s的数据传输速率。 考虑以无线接口时隙为基础进行数据的交换

军用通信装备在现代信息化战争中发挥着至关重要的作用，而抗干扰能力则是军用通信装备发展的重点。通过对美军最新通信装备抗干扰能力以及通信抗干扰技术研发方面进展的跟踪研判可以看出，美军使用跳频、扩频等常见抗干扰技术的能力已经十分成熟，目前正在重点发展一体化协同组网和抗干扰能力。这将显著提升美军通信系统能力。 一、 美军现役通信装备抗干扰能力特点 美军现役通信装备的抗干扰能力主要通过跳频和扩频技术实现，其装备类型包括手持式单兵终端、车载终端、机（舰）载终端以及配套的卫星通信系统。从发展进程上看，通信抗干扰技术及其装备的发展可以归结为三个阶段。20世纪70年代中后期及80年代初期，美军开始列装第一代战场通信装备，以较低跳频跳速的模拟跳频电台为代表，在当时的技术条件下能够较好的应对敌方侦查手段。80至90年代，美军开始应用以数字跳频技术为代表的第二代抗干扰通信装备，即数字跳频电台和数字跳频接力机等，具备抗干扰能力强、数字语音通信等特征。目前，现役装备主要是第三代，以多频段、多模式、多功能自适应数字跳频技术以及跳频扩频技术相结合为主要特征，在传输速率、设备体积、抗干扰能力等方面具有显著提升。 表1对现役美军主要的第三代通信装备及其特点进行了总结，可以看出美军现役通信装备的抗干扰能力具有以下三个显著特点： ▼表1 美军主要的第三代通信装备及其技术性能 1．跳频体制得到广泛应用

跳频系统基本原理 　　在广阔地域使用短波通信，都希望通信话路畅通和保密。然而他们常遇到窃听、电子对抗、信道拥塞等问题。常规短波电台用固定频率发射和接收，因而无法避开窃听、人为干扰、信道阻塞。这些问题必须利用跳频技术才能彻底克服。通常我们所接触到的无线通信系统都是载波频率固定的通信系统，如无线对讲机，汽车移动电话等，都是在指定的频率上进行通信，所以也称作定频通信。这种定频通信系统，一旦受到干扰就将使通信质量下降，严重时甚至使通信中断。 　　例如：电台的广播节目，一般是一个发射频率发送一套节目，不同的节目占用不同的发射频率。有时为了让听众能很好地收听一套节目，电台同时用几个发射频率发送同一套节目。这样，如果在某个频率上受到了严重干扰，听众还可以选择最清晰的频道来收听节目，从而起到了抗干扰的效果。但是这样做的代价是需要很多额谱资源才能传送一套节目。如果在不断变换的几个载波频率上传送一套广播节目，而听众的收音机也跟随着不断地在这几个频率上调谐接收，这样，即使某个频率上受到了干扰，也能很好地收听到这套节目。这就变成了一个跳频系统。 　　另外在敌我双方的通信对抗中，敌方企图发现我方的通信频率，以便于截获所传送的信息内容，或者发现我方通信机所在的方位，以便于引导炮火摧毁。定频通信系统容易暴露目标且易于被截获，这时，采用跳频通信就比较隐蔽也难以被截获。因为跳频通信是“打一枪换一个地方

1.概述 1.1.为什么需要跳频 WLAN和基于IEEE 802.11规范的无线设备与蓝牙一样，在无需许可的2.4 GHz ISM（工业，科学和医疗）无线电频段中运行。为了改善在该环境中的相同规范设备的通讯性能，SIG引入了自适应跳频的技术AFH（advance frequence hopping），以减少这种干扰的影响。该跳频技术可以通过各种方法实现，每种方法都有其固有的优点和缺点。 在AFH解决方案出现之前开发的蓝牙产品采用另一种形式的跳频，其跳频在设计上是随机的。 这些第一代蓝牙设备使用2.4 GHz频段中的83.5个可用频道中的79个，以随机方式跳过这些频道，速率为每秒1600次。 一旦将另一个无线设备引入环境中，这种类型的跳跃就会导致偶尔的冲突。 没有AFH蓝牙缺乏避免这些冲突的能力，从而适应其环境。 结果如下图所示，显示了蓝牙（BT）和无线LAN（WLAN）都在运行的环境。 与上述相反，自适应跳频AFH允许蓝牙通过识别固定的干扰源并将其从可用信道列表中排除来适应环境。 这种重新映射过程还涉及减少蓝牙使用的信道数量。 蓝牙规范要求至少20个信道的最小集合。 下图显示了与上图相同的环境，但现在使用了自适应跳频后的蓝牙通讯信道。 2.Classic 跳频 经典蓝牙跳频框架如下所示：有一个Channel map，即为跳频表，一个跳频阶跃；根据跳频表和跳频阶跃和当前通讯频点