跳频通信系统.ppt
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跳频通信系统.ppt
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1跳频(FH)通信系统概述,刘乃安,Contents,1.1引言,1.2跳频通信系统的组成原理,1.3跳频通信系统的重要指标,1.4跳频通信系统的关键技术,1.5跳频通信系统的发展方向,1.1引言,跳频通信是扩频通信的一种重要方式,跳频通信的起因主要是面向抗干扰的控制系统,跳频通信的历史具有戏剧性,应用具有广泛性,扩频通信,扩展频谱通信(SpreadSpectrumCommunication),与光纤通信、卫星通信,一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。
扩展频谱(扩频、扩谱、展频、展谱)-宽带通信扩展频谱方式-直扩(DS)-CDMA跳频(FH)混合跳时(TH)扩展频谱-提高通信系统的可靠性(抗干扰)和有效性(提高频谱利用率利用多址形式),电磁波波谱,扩频通信的概念,扩展频谱技术是用比信号带宽宽得多的频带宽度来传输信息的技术。
扩频通信是将待传送的信息数据用伪随机编码(扩频序列:
SpreadSequence)调制,实现频谱扩展后再传输;接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理,恢复原始信息数据。
是一种宽带的编码传输系统。
扩扩频通信方式与常规的窄带通信方式的区别:
(1)信息的频谱扩展后形成宽带传输;
(2)用扩频码序列来展宽信号频谱;(3)相关处理后恢复成窄带信息数据。
通信中的干扰,自然干扰(非人为干扰)非敌意的人为干扰:
多径干扰、多用户干扰、环境噪声干扰、其它电台的干扰等。
敌意的人为干扰:
1)单频干扰(固频干扰)2)窄带干扰3)脉冲干扰、梳状干扰4)跟踪瞄准式干扰5)转发式干扰6)宽带阻塞式干扰7)升空干扰、智能化干扰,通信方(抗干扰)与干扰方的博弈,多网、引诱、ECCM,提高频谱率用率,窄带系统
(1)拓展高频段
(2)压缩信息带宽(3)高性能的编码与调制技术,宽带系统扩频技术或CDMA技术复用与多址单载波与多载波单天线与多天线,有线资源的带宽是无限的无线资源的带宽是有限的,跳频技术之母-海蒂拉玛(HedyLamarr),福布斯旗下的美国发明与科技遗产杂志曾经以海蒂为封面,科技史上最美女人,“比我聪明的都没我漂亮,比我漂亮的都没我聪明。
”,她既是性感的艳星,也是伟大的科学家,本名海德维希爱娃玛丽娅基斯勒(HedyKieslerMarkey)美籍奥地利人,6次失败婚姻灵感来自钢琴电影有限,技术永恒,跳频技术之母-海蒂拉玛(HedyLamarr),1914.11.9奥地利维也纳,父亲:
犹太银行家母亲:
钢琴家,1931德国,1932世界首位全裸出镜明星1937逃往巴黎好莱坞艺名6位丈夫1966,1991偷窃商店2000.1.19去世奥兰多,第一部电影:
街上的钱,捷克斯洛伐克电影:
神魂颠倒(Ecstacy),参演25部戏:
50岁时演霸王妖姬,军火大亨曼德尔(FritzMandl)、作家吉恩马基、英国演员约翰洛德、乐队指挥欧内斯特斯托弗、石油商人霍华德李、律师刘易斯鲍尔斯,跳频通信专利-保密通信系统,专利号“2,292,387,申请时间:
1941.6.10授权时间:
1942.8.11,音乐家乔治安泰尔(GeorgeAnteil),1940年初制作飞机导航系统纽约州的Sylvania公司终生未得利1997年美国电子前沿基金会(EFF),欧洲先锋派作曲家钢琴家:
飞机奏鸣曲爵士奏鸣曲机器之死,50年代初:
专利相关研发1963年:
BLADES,荣誉技术奖章,跳频通信专利-保密通信系统,借鉴自动钢琴实现“跳频”。
自动钢琴像老式计算机,通过读入编好码的打孔纸带演奏。
引导鱼雷的通信方法:
在一段固定时间内,在载波频率之间发射方和接收方用一种同步的通信方式。
被发射方(飞机)和接收方(鱼雷)所采用载波频率同步的编号,是由一种类似自动钢琴音乐筒的装置控制,该装置有一个独特的由88个可能的阶梯组成的序列。
通过在每个频率上仅发送整个信息的一小部分,鱼雷能受到操纵。
干扰通信的企图通常一次只能是一条信道失去作用,而在其他信道上的信息足以保证鱼雷做出必要的方向矫正,以击中目标。
理论先导-香农信息论,克劳德.艾尔伍德.香农(ClaudeElwoodShannon19162001),1948年6月到10月,香农在贝尔系统技术杂志上连载发表了通信的数学原理。
1949年,香农又在该杂志上发表了噪声下的通信。
这两篇论文为信息论奠定了基础。
由于在信息科学领域的卓越贡献,香农被称为“信息论之父”。
Shannon公式给出了信道容量与带宽和信噪比之间的关系。
第一个实用跳频通信系统-BLADES,1955年研制1963年试验,海军指挥舰Mt.Mckinley,编码器为每一比特信号独立选择两个新频率,由即将发送的数据比特来决定使用两个频率中的哪一个,频率集:
传号-,空号-,,军用跳频通信,TBR-2000背负式超短波跳频电台,1970年代末产品定型1980年代逐步推广(特征)1990年代后技术进步2000年后飞速发展,短波低速跳少量超短波中低速跳1982年马尔维纳斯战争英国1989年美国入侵巴拿马200部SINCGARS,超短波中高速跳数字化自适应跳频90年代初:
模糊图案90年代末:
混沌图案,CHESS1991年海湾战争5000多部美、英、法1999年科索沃战争2003年伊拉克战争,多频段多模式多功能超高速数据链网络化,军用跳频电台,解决的问题,抗干扰:
自然干扰非人为敌意干扰多址干扰人为敌意干扰反侦察、抗截获,民用跳频通信(1990年后),动因解决的问题,无线革命的兴起市场需求的驱动,多频段多模式多功能超高速数据链网络化,Bn|fn,Bn-1|fn-1,B1|f1,BURST,容量(频谱利用率)抗干扰:
自然干扰非人为有意干扰多址干扰,主要应用领域,移动通信:
GSM短距离无线通信:
HomeRFBluetoothWLAN保密通信广播,1.2跳频通信的组成原理,跳频通信是通信双方或多方在相同同步算法和伪随机跳频图案算法的控制下,射频频率在约定的频率表(集)内以离散频率的形式伪随机且同步地跳变。
射频在跳变过程中所覆盖的射频带宽远远大于原信号带宽。
从实现通信技术来说,“跳频”是一种用码序列进行多频、选码、频移键控的通信方式,即用为码序列构成跳频指令来控制频率合成器,并在多个频率中进行选择的频移键控,是一种码控载频跳变的通信系统。
跳频通信采用主动躲避方式,是对抗无线电干扰的有效手段(干扰方式与效果),称其为无线电通信的杀手锏。
跳频通信的组成,同步系统,跳频器,跳频器由频率合成器和跳频指令发生器构成跳频器输出的跳变的频率序列,就是跳频图案(时频矩阵)利用伪随机发生器或软件编程来产生跳频指令跳频单元称为载波保护单元CPA(CarrierProtectAssemble),跳频通信的原理,发送端的载波频率受一组快速变化的PN码控制而随机跳变接收端本振受同一PN码控制且同步跳变接收端本振与接收到的频率在同步的情况下始终相差一个中频IF跳频(图案)同步需要时间和频率二维搜索,跳频信号频域特征,发频合输出,收频合输出,发射机输出,宏观宽带瞬时窄带频谱平均分配频率跳变伪随机,瞬时带宽不大于频率集中的最小频率间隔,跳频信号时域特征,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(记作TD);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(实际上还有无功率输出时间)叫作换频时间。
只有在驻留时间内才能有效地传送信息。
换频时间小于跳周期的10%,最大不超过20%,为了尽可能减少邻近干扰,频率间隔应选择为1Th,这样频率fi的谱状零值正好处于fi+1Th的峰值处,即为fi+(1Th),构成频率的正交关系。
跳频频率数为N,跳频带宽为BRF=N(1Th),跳周期与频率间隔,23,从时频域来看,跳频图案是指在伪随机码的控制下,射频频率随时间伪随机跳变的规律,形成的时间-频率矩阵。
跳频图案(图样),图案本身的随机性要好,要求参加跳频的每个频率出现的概率相同。
随机性好,抗干扰能力也强。
周期要长。
保密性要强,密钥量要大,要求跳频图案的数目要足够多。
这样抗破译的能力强。
各图案之间出现频率重叠的机会要尽量的小,要求图案的正交性要好。
这样将有利于组网通信和多用户的码分多址。
跳频图案同步需要时间和频率二维搜索,跳频图案产生,TOD,PK,+,伪随机序列产生,复杂非线性变换,跳频序列周期,跳频图案周期,不可递推性不可逆推性,一次通信的时间远小于跳频图案周期,频率控制字,频率合成器,跳频图案,核心单元和关键技术:
伪随机序列发生器频率合成器,跳频序列,用来控制载波频率跳变的地址码序列称为跳频序列,控制频率跳变以实现频谱扩展跳频组网时,采用不同的跳频序列作为地址码,发端根据收端的地址码选择通信对象。
当多个用户在同一频段同时跳频工作时,跳频序列是区分每个用户的唯一标志。
跳频序列的性能对跳频系统的性能有着决定性的影响,跳速Rh,绝对跳速:
慢速跳频SFH:
Rh小于100h/s;中速频跳MFH:
Rh的范围是1001000h/s;快速跳频FFH:
Rh大于1000h/s。
相对跳速:
慢速跳频SFH:
在每个跳频间隔内存在多个调制码元,系统中最短的不间断波形是数据码元,即Rh小于Rb快速跳频FFH:
每个调制码元间隔内存在多次频率跳变,系统中最短的不间断波形是跳频波形,即Rh大于Rb。
跳频速率不同,抗干扰性能不同,复杂程度和成本也不同。
不同频段的信道特性和频率资源制约跳速,存在极限跳速。
过高跳速会产生频谱溅射污染,不利于网间电磁兼容。
跳速是抗干扰的重要但非唯一指标,要综合考虑。
慢跳频跳频图案,快跳频跳频图案,跳频通信条件,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且时间同步。
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(缺一不可):
跳频频率相同跳频序列相同跳频的时刻相同(即同步,但允许存在一定的误差),跳频图案同步,跳频图案同步,只是跳频图案相同;,跳频图案及跳频频率一致的情况;,跳频图案、跳频频率以及跳频起止时刻完全一致,慢跳频对抗定频干扰,工作时间,工作频率,快速跳频通信可对抗跟踪瞄准式干扰,跳频系统中的模拟调制,跳频系统中的信息调制方式灵活,模拟或数字调制均可。
模拟跳频系统通常采用模拟调制方式采用模拟FM方式时,频合输出的频率间隔要不小于FM信号带宽;调制器后需加中频滤波器来限制FM信号带宽。
FM调制器,中频滤波器,混频器,带通滤波器,跳频器,发中频载波,模拟信息信号,去功放或天线,跳频系统中的数字调制(FSK/MSK),对频差和相移不敏感恒包络调制,AGC的限幅作用对误码率影响不大峰平比低,对HPA的线性要求不高频谱效率低,适宜慢跳频和低调制速率系统抗白噪声能力优于MASK,较MPSK差解调在一个周期内积分,抗脉冲干扰的能力强可用前向纠错的办法克服部分频带干扰抗多径方法:
编码与交织结合、宏分集、增大调制阶数(通常不大于8)、提高跳速并用微分集。
跳频系统中的MFSK调制与解调,跳频系统中的PSK调制,对频差和相移较敏感AGC的限幅作用对误码率影响较大对HPA的线性要求不高频谱效率较高,可用于快跳频系统抗白噪声和部分频带干扰的能力较强常用DQPSK或/4DQPSK方式,跳频系统中的特殊调制,在系统带宽一定的情况下,采用高效的调制制度(如MQAM),可以增加频点数。
在混沌通信系统中,常用CSK(混沌移频键控),DCSK(差分混沌移频键控),FM-CSK等调制方式。
FH-CDMAFH-OFDM,跳频信号的解跳与解调,把接收的每一个频率一个“码片”一个“码片”地去掉频率跳变(解跳);把它们变换进窄带滤波器的通带内;把这个去跳变信号送到信息解调器中解调出发送信息。
模拟跳频信号的解跳与解调,混频器和中频滤波器相当于相关解跳器,兼有下混频功能;接收跳频输出频率始终与输入信号差1个中频频率;FM解调器就是鉴频器(改成FSK解调器可完成FSK调制跳频信号的解调)。
混频器,中频滤波器,中频放大器,FM解调器,跳频器,接收跳频信号,解调信号输出,跳频同步系统,数字跳频信号的解跳与解调(2FSK),单通道,双通道,M进制跳频信号的解跳与解调(8FSK),数据速率Rb=150bs,码元速率Rs=Rb(lb8)=50码元秒跳频速率为50跳秒,跳频频率间隔1T=50Hz,M进制跳频信号的解跳与解调,M进制频率跳变被接收机解跳后,把信号送入由M个带通滤波器和FH解调器并联组成的检测器。
M个解调器的输出送入最大值检测器作出判决。
跳频信号的非相干解调,提高可靠性的多择判决,三中取二判决电路,一个信息比特对应三个“码片”。
跳频滤波器,在收发通道中按跳频图案改变中心频率的带通滤波器连续快速改变或开关改变滤波器的部分或全部参数单元组合式滤波器组可变参数器件式滤波器数字式滤波器数字调谐式滤波器,单元组合式滤波器组,容易实现跳速快功率容量大,频点少易干扰体积功耗大,可变参数器件式滤波器,体积小调试方便易与锁相和数字技术配合,可控范围小精度低,温度特性差功率容量小跳速不高,数字式滤波器,滤波性能好功能强大处理灵活精度高,处理速度慢工作频率低功率容量小信号单向传输,数字调谐式滤波器,频率控制特性好线性度好,频点均匀分布功率容量大跳速高,电路复杂附加插损难做高阶滤波调试要求高,跳频通信工程问题,在无干扰情况下,定频通信能力(数据传输速率)比跳频强。
在无干扰和同等功率条件下,跳频通信距离比定频缩短1/5左右。
在有干扰情况下,跳频通信具有更强的鲁棒性。
各信道特性不同,解调需要的信噪(干)比要比最差频率信道上所需的要大。
跳频通信的特点主要特点,抗干扰能力强,单频、窄带(主动躲避)-频点数N跟踪瞄准式-跳速Rh转发式-跳速Rh宽带阻塞式(宏观宽带)-跳频带宽“远-近”干扰(瞬时窄带)抗选择性衰落(频率分集)-跳速Rh(同下)抗多径-跳速Rh(驻留时间与多径时延相当),远-近现象主要特点,多径衰落(multipath)特点,多径衰落产生于散射的环境是移动通信特有的现象降低传输质量,是影响网络质量的关键因素是任何移动通信系统都面临的挑战,频率分集主要特点,F1,F2,NonHopping,Hopping,Spreadcorruptedbursts,交织与解交织主要特点,跳频通信的特点主要特点,保密性强(跳频图案),抗截获伪随机码、密钥、非线性变换兼容性好模拟与数字、定频与跳频、语音与数据、与其它扩频方式频谱利用率高多址与组网伪随机码速低,同步快,1.3跳频通信系统的重要指标,频率指标,频率范围跳频带宽信道间隔跳频频率数,时间指标,跳频图案周期伪码周期跳频周期同步时间,系统指标,跳频处理增益干扰容限跳频速率(与频谱扩展无关,但与抗干扰能力有关)调制方式同步方式组网方式,技术指标与系统技术体制和系统性能有密切关系,频率指标,频率范围跳频通信系统工作频段,30-88MHz、108-156MHz跳频带宽覆盖总带宽:
跳频系统工作时最高与最低频率只差。
短波跳频电台跳频带宽分为窄带跳频(64kHz/128kHz)、分频段跳频(0.83MHz/1.32MHz)和全频段跳频(1.6-29.999MHz)。
跳频带宽大小与抗宽带或部分频带干扰的能力有关(正相关)。
信道间隔任意两个相邻信道间的标称频率只差。
通常也是瞬时带宽。
短波电台:
1000Hz/100Hz/10Hz;超短波电台:
25kHz/12.5kHz。
跳频(可用)频率数N跳频系统工作时跳变的载波频点数,也称频率集(表)。
N与抗干扰单频和多频及梳状干扰的能力有关(正相关)。
一次通信可只用其中一部分;组网时可分成几个子集。
时间指标,跳频周期Th一跳占据的时间,等于驻留时间和换频时间之和;通常一个伪码码片(chip)对应1跳,因此也称为切普时间;Th=1/Rh伪码周期跳频序列不出现重复的最大长度,可用位数或时间表示。
伪码周期与抗截获能力有关(正相关)。
跳频图案周期任意两个相邻信道间的标称频率只差。
短波电台:
1000Hz/100Hz/10Hz;超短波电台:
25kHz/12.5kHz。
同步时间初始同步时间:
从发射机发射同步信息到接收机实现与之同步并进入跳频通信状态所需时间,通常不大于600ms。
迟入网时间:
跳频电台欲进入正在工作的跳频通信网时,该电台从进入跳频工作状态起到正确入网的时间,通常小于6s。
跳频处理增益,定义,跳频处理增益,表示系统解扩前后信噪比改善程度和敌方干扰要付出的理论上的代价,是抗干扰能力的重要指标。
跳频处理增益是针对抗阻塞干扰而言的,而抗阻塞干扰能力又是针对定频通信而言的(常用部分频带干扰的原因)跳频处理增益不能完全描述系统的抗阻塞干扰能力(功率大小、盲跳频和自适应跳频)提高跳频处理增益有利于提高系统抗跟踪干扰能力(非直接关系)跳频处理增益的增加受到多种因素的限制,干扰容限,表示系统实际抗干扰能力,实际系统的抗干扰能力更小。
后两项若有5dB,则跳频干扰容限为0.32N,即只有可用频率数的30%-40%。
跳频干扰容限与纠错编码关系密切,或者,以上数值是以跳频加纠错为前提的。
跳频本身不纠错。
1.4跳频通信系统的关键技术,跳频序列设计跳频频率合成器跳频同步-解跳跳频组网-分选调制与解调,跳频图案,1.5跳频通信系统的发展方向,新的跳频体制更高的工作频段抗干扰增效措施共用增效措施混合体制与综合措施,技术、战术、多维空间,抗跟踪干扰增效措施,提高跳频组网能力提高跳频的战术使用能力频率佯动、频率表优化等提高跳速或采用变速跳策略提高跳频图案的技术性能和使用水平,抗阻塞干扰增效措施,空闲信道搜索技术(FCS)-认知无线电实时频率/功率自适应跳频技术频域、时域甚至空域的多维处理技术自动更换频率表频率冗余设计(较常用),共用增效措施,选择合适额调制方式增加可用跳频频率数宽间隔或变间隔跳频-跳频图案交织与纠错功率对抗或低速传输干信分离技术或自适应抵消智能天线跳频参数管控,2跳频通信系统性能,Contents,2.1跳频系统面临的干扰威胁,2.2跳频通信系统的数学模型,2.3技术指标与抗干扰能力,2.4跳频系统抗干扰性能分析,2.1跳频系统面临的干扰威胁,自然干扰人为干扰,噪声多径衰落其它用户单频与窄带多频部分频带宽带跟踪转发(特殊跟踪),阻塞式,跟踪式,通过优化设计或技术手段可消除或减弱其影响,跳频面临的干扰,所有干扰都假设强度足够大,干扰方式1:
在某一个频率上施放长时间的大功率的干扰,即单频干扰。
干扰方式2:
在某几个频率上施放长时间大功率的干扰,即多频干扰。
干扰方式3:
在连续的几个频带上施放长时间大功率的干扰,称作部分频带干扰。
干扰方式4:
在不同时间内在不同的频率上施放大功率的干扰。
干扰方式5:
依照跳频图案的规律跟踪施放大功率的干扰。
2.1跳频系统面临的干扰威胁,2.1跳频系统面临的干扰威胁,单频多频部分频带宽频带,单频或窄带干扰,不邻接干扰A对跳频频道干扰干扰B对跳频频道无干扰,邻接干扰A对跳频频道干扰干扰B对1个或2个跳频频道形成干扰,跟踪与转发式干扰,跳频发射机,跳频接收机,侦察、分析、引导时间Tp,接收时间Tr,发送时间Tt,干扰机,T总=T接收+T发送+T侦察、分析、引导,收发传输时延Td,跟踪与转发式干扰,跟踪式干扰机是指干扰机实时地侦收跳频信号,进行信号处理后,在相同的中心频率上发射干扰信号,从而破坏跳频通信的干扰形式。
转发式干扰是将接收的跳频信号放大直接发出去,或者在放大并增加额外的噪声调制(污染)信号后发送出去,从而对当前跳频信号形成干扰,2.2跳频通信系统的数学模型,设s1(t)为发送的跳频信号,有其中,n=0,1,2,N-1;为输出的FH信号(令振幅A=1);为FH合成器跳变间隔,每跳持续时间为T,一般取;m(t)是待传数字信息流;为初相。
跳频通信系统的数学模型,解跳,2.3技术指标与跳频抗干扰性能,跳频带宽越宽,抗宽带(部分频带)干扰的能力越强。
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。
跳速越快,抗跟踪式干扰的能力就越强。
跳频码的长度越长,跳额图案延续时间越长,敌方破译越困难,抗截获的能力也越强。
跳频同步越快,抗干扰能力越强。
2.4跳频系统抗干扰性能分析,抗白噪声能力假设跳频系统总带宽为W,把W分成相等的N个频道(不重叠、不间隔),白噪声的功率均匀分布在这些频道内。
跳频信号经解跳后落入中频频带内的噪声功率为总噪声功率的1/N,则处理增益为N。
在BFSK/FH系统中,几个用户独立地按照它们的跳频图案改变载波频率。
如果两个用户不同时使用相同的频带,即不发生碰撞,也没有干扰“击中”,则在AWGN信道上,采用非相干解调方式,2FSK的FH系统的差错概率为,跳频对白噪声无抵抗能力,2.4跳频系统抗干扰性能分析,抗单频或窄带干扰能力,若在BW内有N个频道和J个固频干扰,这J个干扰的频率正好与N个频率中的J个频率相同,且假设N个频率是等概出现的,那么这J个干扰频率将形成一定的干扰。
我们把干扰频率与信号频率相同,且干扰功率超过信号电平形成的干扰称为“击中”(即形成干扰),则“击中”概率为,在这种情况下系统的最大误码率为,2.4跳频系统抗干扰性能分析,抗单频或窄带干扰能力,降低击中概率:
减少击中频率数或增加可用频率数,若是弱干扰信号,不会影响在此频道上的传输,对系统的误码率也影响不大。
此时系统误码率近似为在白噪声情况下的性能,或者近似为,其中,J0为干扰的功率谱密度。
降低击中概率-增加冗余度,增加冗余度(分组编码)用若干个频率(一般是取奇数个)传输一个比特信息,接收机按多数准则判决。
这样,即使某一瞬间某些频率受到干扰,发生了错误,但只要大多数频率正确,通过多数判决,就能减少差错率。
同时提高跳频速率,采用如前提出的增加冗余度的方法时跳频系统的误码率,可由积累二项分布的表达式给出:
p=J/N是只用一个频率传送时的误码率(击中概率);q是传送一个频率的正确接收概率,q=1-p;c是传送1比特信息所用的频率数;r为使一个比特信息错判必须的错判频率数。
分组编码改善误码性能,JN与Pe的关系,在实际中增加多余度究竟能使误码率改善多少,取决于系统参量。
显然,每比特信息发送的切普数越多,误码率就越小,这要求跳频速率和射频带宽成正比增加。
如果系统带宽或频率合成器产生的频率的能力受到限制,则必须在每比特发送较多频率数与降低误码率之间进行一定的折衷。
两种判决的比较,在两个用户同时使用相同的频带时,则会发生碰撞,设一次碰撞的概率为,假定出现这种碰撞时误码的概率为0.5,则总的误码率就为,如果对数目较大的q个跳频信道,有K-1个相互干扰用户,则目标用户所在的频隙中,至少存在一个干扰的概率为此时,系统的误码率为,同步跳频用户碰撞,仿真结果,对于异步的情况,一次碰撞的概率为,异步跳频用户碰撞,对应的系统误码率为其中,是1跳内发送的符号数。
对于快跳频,信号的差错率为,其中,,宽带干扰指带宽大于跳频总带宽1/5或干扰掉20以上跳频频率的干扰。
干扰跳频信号,宽带干扰比窄带或单频干扰更有效。
由于功率和带宽的原因,要求高,实现困难。
宽频带干扰机的工作方式可以是每部干扰机干扰一个信道,也可以是二部干扰机发出宽带干扰或若干个干扰机组合来覆盖整个跳频频段。
宽带阻塞干扰,宽带干扰的总功率为,带宽为W,功率谱密度为,并假设,则SNR为,处理增益,干扰容限或阻塞系数,在AWGN信道上,2FSK的FH系统的差错概率为,超短波扩频电台在城市的电磁环境下由于受到民用无线电设备的干扰产生阻塞,无法正常工作;防止阻塞干扰对接收机线性提出了严格的要求;可采用跳频前置滤波器的方法来减小阻塞干扰。
抗宽带阻塞干扰性能,部分频带干扰可用一个零均值的高斯随机过程来建模,这个过程在总带宽W的某一部分具有平坦的功率谱密度(,为干扰所占的频带份额),而在这个频带以外为0
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- 通信 系统