技术交流：跳频原理

6.1 跳频系统概述6.1.1 为什么要跳频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”的游击通信策略、使敌方不易发现通信使用的频率，一旦被敌方发现，通信的频率也已经“转移”到另外一个频率上了。

当敌方摸不清“转移规律”时，就很难截获我方的通信内容。

因此，跳频通信具有抗干扰、抗截获的能力，并能作到频谱资源共享。

所以在当前现代化的电子战中跳频通信已显示出巨大的优越性。

另外，跳频通信也应用到民用通信中以抗衰落、抗多径、抗网间干扰和提高频谱利用率。

6.1.2 什么是跳频图案?为了不让敌方知道我们通信使用的频率，需要经常改变载波频率，即“打一枪换一个地方”似地对载波频率进行跳变，跳频通信中载波频率改变的规律，叫作跳频图案。

通常我们希望频率跳变的规律不被敌方所识破，所以需要随机地改变以至无规律可循才好。

但是若真的无规律可循的话，通信的双方(或友军)也将失去联系而不能建立通信。

跳频电台的在民用领域的应用内容提要：跳频电台工作特性，使之广泛应用于诸多民用领域。

关键词：跳频电台宽带数据传输应用领域一、跳频电台的工作原理跳频通信的定义：通信收发双方同步地改变频率的通信方式称为跳频通信。

与定频通信相比，跳频通信的载波频率一直在跳变。

工作中，发信一方以相当快的速率（跳速）改变频率，接收一方必须与发信方同步地改变频率，双方才能保持通信。

跳频通信是扩频通信的一个分支，它的突出优点是抗干扰性强、保密性高，因而更适用于军事领域。

近年，跳频通信在军用领域应用相当成熟的同时，在民用领域的应用也有了质的变化。

二、跳频电台的优点1 抗干扰性强保密性高：跳频通信抗干扰的原理是“打一枪换一个地方”的通信方式，敌方搞不清跳频规律，也就无法截获通信内容，无法实施有效的干扰措施，因而具有较强的抗干扰能力和很高的保密性。

2 宽带通信：跳频频率受伪随机码控制而不断跳变，在每一个频率的驻留时间内，所占信道的带宽是很窄的。

跳频的带宽就是频率的数目与每个频率所占信道带宽的乘积。

由于频率跳变的速率非常快，所以从宏观上看，跳频系统又是个宽带系统，即扩展了频谱。

由扩频通信理论可知，扩展频谱的好处可以换取更好的信噪比。

也就是说，如果扩展了频带，就可以在较低的信噪比的情况下，照样可用相同的信息速率、任意小的差错概率来传递信息，甚至在信号被噪声完全湮没的情况下，也能保持可靠的通信。

由此也可见，抗干扰性强是跳频通信最突出的优点。

3 频谱利用率高：人们早已认识到频谱资源十分宝贵，因此，提高频谱利用率也是现代通信的基本要求之一。

跳频通信可以利用不同的跳频图案或时钟，在一定带宽内容纳多个跳频通信系统同时工作，达到频谱资源共享的目的，从而大大提高频谱利用率。

4 易于实现码分多址：多址通信是指许多用户组成一个通信网，网内任何两个用户都可达成通信，并且多对用户同时通信时又互不干扰。

应用跳频通信可以很容易的组成这样一个多址通信网，网内各用户都被赋于一个互不相同的地址码。

跳频的应用与发展南山电视转播台 张卫东关键字：跳频，带宽背景：军事无线通信是保障现代作战指挥的主要通信手段，特别是在对飞机、舰艇,坦克等运动目标进行指挥时，是唯一的通信手段，在我军信息化建设中占有十分重要的地位。

随着通信领域的电波斗争愈演愈烈，惯用的定频通信受到了严重威胁。

为了保证己方正常可靠的通信，一种抗干扰的通信体制—涡濒通信系统应运而生。

如果军事无线通信装备不采用抗干扰措施，在现代战争的大规模对抗环境条件下，就会出现通信中断、指挥失灵，从而陷入被动挨打的局面，最近的几次战争中的高科技电子战已经证明了这一点。

可以说，在现代战争中，如果无线通信装备不采用抗干扰措施，就没有生存能力。

西方国家早在20世纪50年代就开始进行了一系列的抗干扰通信体制和抗干扰技术的理论研究工作。

到了20世纪80年代初期，大部分抗干扰技术都已经陆续应用于新的通信装备和系统中，而且还在不断地改进和完善。

跳频通信是现代军事无线通信抗干扰的主要手段，对于在恶劣的电磁环境中保障我军畅通的通信指挥，具有重大的军事意义。

一 跳频原理与应用跳频（FH ）是一种无线通信中最常用的扩频方式。

工作原理是收发双方传输信号的载波频率按照预定规律（一组伪随机码PN ，Pseudo-Noise ）进行离散变化，通信中使用的载波频率受伪随机码的控制而随机跳变。

从通信技术的实现方式来说，跳频是一种用码序列进行多频频移键控的通信方式；从时域上来看，跳频信号是一个多频率的频移键控信号；从频域上来看，跳频信号是一个在很宽频带上以不等间隔随机跳变的信号。

因此，跳频通信在某一特定频点上仍为普通调制技术。

跳频系统根据频率变化的快慢，通常分为快跳频和慢跳频。

目前在军事领域广泛应用了快跳频通信技术。

随着电子对抗的加剧，在快跳频的基础上，产生了自适应跳频，进一步提高抗截获和抗干扰目的。

慢跳频则主要应用于民用领域。

1.1.跳频技术原理跳频系统的原图及跳频信号数学描述：跳频系统的简单原理图如图1-1所示其数学模型如（1-1）。

跳频可分为快速跳频和慢速跳频,在GSM中采用的是慢速跳频,其特点是按照固定的间隔改变一个信道使用的频率.根据GSM的建议，基站无线信道的跳频是以每一个物理信道为基础的，因此对于移动台来说，只需要在每个帧的相应时隙跳变一次，其跳频速率为217跳/秒，它在一个时隙内用固定的频率发送和接收，然后在该时隙后需跳到下一个TDMA帧，由于监视其它基站需要时间，故允许跳频的时间约为1ms，收发频率为双工频率。

但对基站系统来说，每个基站中的TRX （收发信机）要同时于多个移动台通信，因此，对于每个TRX来说，能根据通信使用的物理信道，在其每个时隙上按照不同的跳频方案来进行跳变。

一、跳频的种类及各自实现的方法GSM中的跳频可分为基带跳频和射频跳频两种。

在北电系统中采用的是射频跳频。

基带跳频是通过腔体合成器来实现的，而射频跳频是通过混合合成器来实现的。

当采用基带跳频时，它的原理是在真单元和载频单元之间加入了一个以时隙为基础的交换单元，通过把某个时隙的信号切换到相应地无线频率上来实现跳频，这种做法的特点是比较简单，而且费用也底。

但由于采用的腔体合成器它要求其每个发信机的频率都是固定发射的，当发信机要改动其频率时，只能人工调谐到新的频率上，其话音信号随着时间的变化使用不同频率发射机发射，收发信机在跳频总线上不停的扫描观察，当总线发现有要求使用某一频率时，总线就自动指向拥有该频率的发信机上来发送信号。

采用基带跳频的小区的载频数与该小区使用的频点数是一样的。

当采用射频跳频时，它是在通过对其每个TRX的频率合成器进行控制，使其在每个时隙的基础上按照不同的方案进行跳频。

它采用的混合合成器对频带的要求十分宽松，每个发信机都可使用一组相同的频率，采用不同的MAIO加以区分。

但它必须有一个固定发射携带有BCCH的频率的发信机，其他的发信机可随着跳频序列的序列值的改变而改变。

两者的区别是：1、基带跳频采用的腔体合成器最多可配置8个发信机，而且衰耗小，此时衰耗仅为3.5dB;而射频跳频采用的混合合成器的容量较小,最多可配置4个发信机,而且衰耗大,当为H2D时,衰耗为4.5dB当为H4D时,衰耗为8dB.显然,当基站配置较大时,采用混合合成器的基站的覆盖要小.2、腔体合成器对频段的要求不如混合合成器灵活,混合合成器所带的发信机可以使用一组频率,频点的间隔要求为200 K;腔体合成器的发信机仅能使用固定的频率发射,而且所用频点的间隔要求大于600K.3、基带跳频的每个发信机TX只能对应一个频点，而射频跳频的每个发信机TX能够发送所有参与跳频的频点。

跳频的技朮原理2007-06-09 15:15:58| 分类：教育| 标签：|字号大中小订阅跳频是最常用的扩频方式之一，其工作原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式，也就是说，通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。

从通信技术的实现方式来说，“跳频”是一种用码序列进行多频频移键控的通信方式，也是一种码控载频跳变的通信系统。

从时域上来看，跳频信号是一个多频率的频移键控信号；从频域上来看，跳频信号的频谱是一个在很宽频带上以不等间隔随机跳变的。

其中：跳频控制器为核心部件，包括跳频图案产生、同步、自适应控制等功能；频合器在跳频控制器的控制下合成所需频率；数据终端包含对数据进行差错控制。

与定频通信相比，跳频通信比较隐蔽也难以被截获。

只要对方不清楚载频跳变的规律，就很难截获我方的通信内容。

同时，跳频通信也具有良好的抗干扰能力，即使有部分频点被干扰，仍能在其他未被干扰的频点上进行正常的通信。

由于跳频通信系统是瞬时窄带系统，它易于与其他的窄带通信系统兼容，也就是说，跳频电台可以与常规的窄带电台互通，有利于设备的更新。

通信收发双方的跳频图案是事先约好的，同步地按照跳频图案进行跳变。

这种跳频方式称为常规跳频(Normal FH）。

随着现代战争中的电子对抗越演越烈，在常规跳频的基础上又提出了自适应跳频。

它增加了频率自适应控制和功率自适应控制两方面。

在跳频通信中，跳频图案反映了通信双方的信号载波频率的规律，保证了通信方发送频率有规律可循，但又不易被对方所发现。

常用的跳频码序列是基于m序列、M序列、RS码等设计的伪随机序列。

这些伪随机码序列通过移位寄存器加反馈结构来实现，结构简单，性能稳定，能够较快实现同步。

它们可以实现较长的周期，汉明相关特性也比较好，但是当存在人为的故意干扰(如预测码序列后进行的跟踪干扰)时，这些序列的抗干扰能力较差。

在90年代初，出现了基于模糊（Fuzzy)规则的跳频图案产生器。

跳频的应用与发展南山电视转播台 张卫东关键字：跳频，带宽背景：军事无线通信是保障现代作战指挥的主要通信手段，特别是在对飞机、舰艇,坦克等运动目标进行指挥时，是唯一的通信手段，在我军信息化建设中占有十分重要的地位。

随着通信领域的电波斗争愈演愈烈，惯用的定频通信受到了严重威胁。

为了保证己方正常可靠的通信，一种抗干扰的通信体制—涡濒通信系统应运而生。

如果军事无线通信装备不采用抗干扰措施，在现代战争的大规模对抗环境条件下，就会出现通信中断、指挥失灵，从而陷入被动挨打的局面，最近的几次战争中的高科技电子战已经证明了这一点。

可以说，在现代战争中，如果无线通信装备不采用抗干扰措施，就没有生存能力。

西方国家早在20世纪50年代就开始进行了一系列的抗干扰通信体制和抗干扰技术的理论研究工作。

到了20世纪80年代初期，大部分抗干扰技术都已经陆续应用于新的通信装备和系统中，而且还在不断地改进和完善。

跳频通信是现代军事无线通信抗干扰的主要手段，对于在恶劣的电磁环境中保障我军畅通的通信指挥，具有重大的军事意义。

一 跳频原理与应用跳频（FH ）是一种无线通信中最常用的扩频方式。

工作原理是收发双方传输信号的载波频率按照预定规律（一组伪随机码PN ，Pseudo-Noise ）进行离散变化，通信中使用的载波频率受伪随机码的控制而随机跳变。

从通信技术的实现方式来说，跳频是一种用码序列进行多频频移键控的通信方式；从时域上来看，跳频信号是一个多频率的频移键控信号；从频域上来看，跳频信号是一个在很宽频带上以不等间隔随机跳变的信号。

因此，跳频通信在某一特定频点上仍为普通调制技术。

跳频系统根据频率变化的快慢，通常分为快跳频和慢跳频。

目前在军事领域广泛应用了快跳频通信技术。

随着电子对抗的加剧，在快跳频的基础上，产生了自适应跳频，进一步提高抗截获和抗干扰目的。

慢跳频则主要应用于民用领域。

1.1.跳频技术原理跳频系统的原图及跳频信号数学描述：跳频系统的简单原理图如图1-1所示 其数学模型如（1-1）。

FHSS目录·FHSS概述·FHSS原理·技术发展史·FHSS优点·跳频信道评估·技术意FHSS概述FHSS跳频技术，英文全称“Frequency-Hopping Spread Spectrum”，缩写为FHSS，是无线通讯最常用的扩频方式之一。

跳频技术是通过收发双方设备无线传输信号的载波频率按照预定算法或者规律进行离散变化的通信方式，也就是说，无线通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。

从通信技术的实现方式来说，“跳频技术”是一种用码序列进行多频频移键控的通信方式，也是一种码控载频跳变的通信系统。

从时域上来看，跳频信号是一个多频率的频移键控信号；从频域上来看，跳频信号的频谱是一个在很宽频带上以不等间隔随机跳变的。

其中：跳频控制器为核心部件，包括跳频图案产生、同步、自适应控制等功能；频合器在跳频控制器的控制下合成所需频率；数据终端包含对数据进行差错控制。

与定频通信相比，跳频通信比较隐蔽也难以被截获。

只要对方不清楚载频跳变的规律，就很难截获我方的通信内容。

同时，跳频通信也具有良好的抗干扰能力，即使有部分频点被干扰，仍能在其他未被干扰的频点上进行正常的通信。

由于跳频通信系统是瞬时窄带系统，它易于与其他的窄带通信系统兼容，也就是说，跳频电台可以与常规的窄带电台互通，有利于设备的更新。

因为这些优点，跳频技术被广泛适用于对通讯安全或者通讯干扰具有较高要求的无线领域，低端的应用产品包括无声电话、蓝牙设备、数字宝护神、婴儿监视器、无线摄像枪、移动电话等，中高端应用产品例如手军用电台、卫星电话等FHSS原理FHSS在同步、且同时的情况下，接受两端以特定型式的窄频载波来传送讯号，对于一个非特定的接受器，FHSS所产生的跳动讯号对它而言，也只算是脉冲噪声。

FHSS所展开的讯号可依特别设计来规避噪声或One-to-Many的非重复的频道，并且这些跳频讯号必须遵守FCC 的要求，使用75个以上的跳频讯号、且跳频至下一个频率的最大时间间隔(Dwell Time)为400ms。

跳频的应用与发展南山电视转播台 张卫东关键字：跳频，带宽背景：军事无线通信是保障现代作战指挥的主要通信手段，特别是在对飞机、舰艇,坦克等运动目标进行指挥时，是唯一的通信手段，在我军信息化建设中占有十分重要的地位。

随着通信领域的电波斗争愈演愈烈，惯用的定频通信受到了严重威胁。

为了保证己方正常可靠的通信，一种抗干扰的通信体制—涡濒通信系统应运而生。

如果军事无线通信装备不采用抗干扰措施，在现代战争的大规模对抗环境条件下，就会出现通信中断、指挥失灵，从而陷入被动挨打的局面，最近的几次战争中的高科技电子战已经证明了这一点。

可以说，在现代战争中，如果无线通信装备不采用抗干扰措施，就没有生存能力。

西方国家早在20世纪50年代就开始进行了一系列的抗干扰通信体制和抗干扰技术的理论研究工作。

到了20世纪80年代初期，大部分抗干扰技术都已经陆续应用于新的通信装备和系统中，而且还在不断地改进和完善。

跳频通信是现代军事无线通信抗干扰的主要手段，对于在恶劣的电磁环境中保障我军畅通的通信指挥，具有重大的军事意义。

一 跳频原理与应用跳频（FH ）是一种无线通信中最常用的扩频方式。

工作原理是收发双方传输信号的载波频率按照预定规律（一组伪随机码PN ，Pseudo-Noise ）进行离散变化，通信中使用的载波频率受伪随机码的控制而随机跳变。

从通信技术的实现方式来说，跳频是一种用码序列进行多频频移键控的通信方式；从时域上来看，跳频信号是一个多频率的频移键控信号；从频域上来看，跳频信号是一个在很宽频带上以不等间隔随机跳变的信号。

因此，跳频通信在某一特定频点上仍为普通调制技术。

跳频系统根据频率变化的快慢，通常分为快跳频和慢跳频。

目前在军事领域广泛应用了快跳频通信技术。

随着电子对抗的加剧，在快跳频的基础上，产生了自适应跳频，进一步提高抗截获和抗干扰目的。

慢跳频则主要应用于民用领域。

1.1.跳频技术原理跳频系统的原图及跳频信号数学描述：跳频系统的简单原理图如图1-1所示其数学模型如（1-1）。

卫星跳频抗干扰的原理卫星跳频抗干扰的原理是通过频率跳变来降低被干扰的可能性。

在卫星通信系统中，为了提高信号的可靠性和抗干扰能力，采用了跳频技术。

跳频是指在通信中，发射端和接收端按照事先约定好的跳频序列，周期性地改变信号的载波频率。

通过跳频技术，通信系统可以在不同的频率上进行通信，从而提高通信的抗干扰能力。

卫星通信系统采用跳频技术的主要原因是因为卫星信道本身具有较高的干扰。

卫星通信中，信号需要经过大气层和电离层的传播，这两个层对信号都会产生干扰。

此外，卫星信号还容易受到人为干扰，例如故意干扰和非故意干扰等。

卫星跳频抗干扰的原理可以分为两个方面来说明。

首先是频率跳变原理，即频率的随机变化可以使干扰者很难持续干扰某一特定频率的信号。

频率的随机变化导致干扰者需要同步跳变频率，随机性增加了干扰者的难度。

此外，频率的跳变还可以使干扰者在一段时间内无法固定在某一频率上，提高了干扰信号的可靠性和稳定性。

其次是时间多路复用原理。

卫星跳频通信系统中，同一频率下的不同时间被分配给不同的用户，这使得卫星信道在时间上可以被多个用户共享。

通过时间多路复用的方式，不同用户的信号可以在不同的时间片段上进行传输，从而减少了共存干扰。

在具体实施中，卫星跳频通信系统通过一系列的算法和技术实现跳频的过程。

跳频模式的选择和跳频序列的生成是其中的关键。

跳频模式可以根据具体的需求来选择，一般有正常跳频模式、随机跳频模式和扫频跳频模式等。

跳频序列的生成可以通过伪随机数发生器来实现，以确保频率的随机性和不可预测性。

此外，卫星跳频通信系统还需要设置跳频计划和同步机制。

跳频计划用于确定跳频的频率和时间，以便发射端和接收端按照相同的规则进行频率跳变。

同步机制用于使发射端和接收端在跳频过程中保持同步，以确保信号的正确接收和解码。

综上所述，卫星跳频抗干扰的原理是通过频率跳变和时间多路复用来降低被干扰的可能性。

跳频技术通过频率的随机变化和信号的时间分配，增加了干扰者的难度，提高了信号的可靠性和稳定性。