高速跳频通信系统同步技术研究

第34卷第1期电子科技大学学报V ol.34 No.1 2005年2月Journal of UEST of China Feb. 2005

高速跳频通信系统同步技术研究

蒋定顺，金力军

(西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室西安 710071)

【摘要】同步是跳频通信系统关键技术之一。针对高速跳频通信系统中同步的主要要求，提出了一种高速跳频通信同步的方案，采用同步字头法和时间信息相结合的方法实现跳频同步。研究了系统定时，跳频图案同步，位同步等问题，并对其同步性能进行了分析。同步性能分析结果表明该跳频通信系统的同步时间短、捕获概率高、虚警概率低。

关键词高速跳频通信; 时间信息; 初始同步; 勤务同步; 虚警概率

中图分类号TN914.4 文献标识码 A

Research on Synchronization Technique for a

High-Speed FH Communication System

JIANG Ding-shun，JIN Li-jun

(National Key Lab. Of Integrated Services Network, Xidian Univ. Xi’an 710071)

Abstract Synchronization is one of the key techniques to frequency-hopping (FH) communication system. Based on the main requests of synchronization for a high-speed FH communication system, this paper puts forward a synchronization scheme of a high-speed FH system, which is achieved by using a method combined synchronization-head with time of day (TOD). This paper mainly studies time of system, synchronization of FH pattern, bit synchronization, and so on. The performance of synchronization shows that the synchronization of FH communication system makes synchronization time short, capture probability high, false probability low.

Key words high-speed frequency-hopping communication; time of day; initial synchronization;

service synchronization; false probability

跳频通信是现代通信领域中一种有效的抗干扰通信手段。对于中低速跳频通信形成直接的威胁主要有跟踪式干扰或转发式干扰。能够有效的对抗这种干扰措施是提高跳速。这样研究高速跳频通信系统成为了必然。高速跳频通信系统有着良好的保密能力和抗干扰能力，但对其实现带来了一系列的技术难题，如同步、组网问题等。如跳频速率越高，同步技术问题难度越大，因此，同步系统是高速跳频通信的核心。

1 高速跳频同步要求

对高速跳频通信系统的同步要求主要有如下5点[1]：

1) 能自动快速实现同步；

2) 同步捕获能力要高，能抗噪声或干扰信号引起的虚假同步，失步后的再同步能力要强；

3) 同一网内的跳频电台任何时间入网都可以实现同步，同步不影响信息传输质量；

收稿日期：2003 ? 06 ? 11

作者简介：蒋定顺(1977 ? )，男，硕士，主要从事数字通信与信号处理、扩频通信方面的研究；金力军(1944 ? )，女，教授，主要从事无线通信方面的研究.

第1期蒋定顺等: 高速跳频通信系统同步技术研究49

4) 同步用的频率必须随机分布，对方难以捕获和跟踪，抗干扰能力强；

5) 在短时无线电寂静后，同步能迅速再建立。

2 同步方法与时间信息格式

2.1 跳频同步方法

跳频同步的关键是跳频图案同步。跳频同步字头法是将带有同步信息的同步头置于跳频信号的最前面，收端根据同步字头的特点，可以从接收到的跳频信号中将它们识别出来，作为调整伪随机发生器之用，从而使收发双方实现跳频同步。这种同步方法具有同步搜索快，容易实现，同步可靠等特点。其缺点是一旦同步头受到干扰，整个系统将无法工作。故使用同步字头法应设法提高同步字头的抗干扰性和隐蔽性能。可以采用由时间信息(Time of Day，TOD)控制伪随机序列得到跳频图案同步来避免此缺点[2]。

2.2 时间信息格式

TOD是一个时间变量，随时间的变化而变化，它是由一高精度时钟提供。收发双方的TOD信息保持完全一致是跳频图案同步的关键。为此设计了一种非线性的TOD表示格式，如图1所示。将TOD分为两段：高段TOD h和低段TOD l，分别以分钟、跳频间隔为计时单位。收方TOD h通过粗同步捕获修正，TOD l通过同步头传送，这样达到与发方TOD一致，从而实现跳频同步。

TOD h

bit31 bit30 bit29…bit2 bit1 bit0

TOD l

bit31 bit30 bit29…bit2 bit1 bit0

图1 TOD格式表示

3 高速跳频通信同步方案

跳频通信系统同步包括初始同步，迟入网同步和勤务同步。

3.1 同步序列格式

各种同步的建立离不开同步信息。为提高跳频通信系统同步的抗干扰性和保密性，同步信息包括原始密钥PK、相关码、跳频频率表、网号，TOD信息及其他信息等[3]。原始密钥PK、跳频频率表在电台初始化时已设定。跳频同步序列组成格式如图2所示。其中前导序列为N1跳，用同步频率发送相关特性较好的相关码，以便收方通过对它的捕获取得双方的粗同步，完成同步信息的识别功能。帧同步用来作为信息同步的开始。网号用来传送组网信息，只有收发网号相同，才能进行组网。时间信息用来传送TOD低段，保证收发双方随机码同步跳。保留缓冲用于位同步调整及TOD信息更新等。

前导序列帧同步网号时间信息保留缓冲

图2 同步序列格式

3.2 TOD与同步频率

收方或发方每次进入跳频状态，读完各自的实时钟后，都将时间信息转化成如上所述的TOD信息：TOD h 和TOD l两部分。使用TOD h根据相应的算法计算出一个M位的伪随机序列，为使此伪随机序列真正意义上的随机，对这一算法提出了很高要求。用此伪随机序列可以从频率表中取出同步频率。

假设采用同步频率有n个，分别用F0，F1，…，F n?1，则它们与TOD h的对应关系为：TOD h〈——〉F0，TOD h?1〈——〉F1，…，TOD h?n＋1〈——〉F n?1。当n值取得越大，则收方的捕获概率越小，捕获时间也越长，如果n值小，则系统的抗干扰性不好。故n值应选择适中。

3.3 初始同步方案

用一组相关码作为同步信息，它们与同步频率保持一定的对应关系，收方用自己已计算出来的同步频

电子科技大学学报第34卷

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率去不断地扫描。扫描采用慢扫描。收方可以从相同的同步频率中捕获相关码，一旦捕获第一个相关码后，收方就转为正常跳速同步跟跳。如果收方同步跟跳后在随后的K跳中连续收到L个相关码，这里L>K/2，则认为捕获成功；如果L

收方TOD l精确值可以通过同步头传送得到。发方TOD l可以采用相应的相关码编码(K, k)方式传送，收方同样采用频率分集方式接收，并且进行大数判决，收方可以接收到TOD l的精确值。此时收方可得到与发方完全一致的TOD信息。收发双方同时在某一确定时刻去启动跳频码发生器，获得伪随机码，又在某一确定时刻去驱动频率合成器，从而实现跳频图案同步。这样初始同步得以实现。

3.4 迟入网和勤务同步方案

迟入网是指未能通过接收初始同步入网的电台或者初始同步后又失步的电台，通过接收勤务信息实现同步。迟入网是通过接收发送方在信息跳中插入的勤务跳来实现同步的，这些含有同步信息的勤务跳一起构成了勤务序列。勤务信息是同步保持及快速再同步的保证。实际上迟入网与初始同步基本类似。

勤务跳可用来做位同步调整。收方通过对勤务信息不停地作相关得到相关峰位置，与期望出现位置相比，根据差值可调整后续跳的跳沿位置，使之与发方跳沿重新对齐。为保证收方调整的可靠性，可根据多跳相关峰位置所得到的差值的平均值来进行调整。同时限定每一勤务跳最多可调整的样点个数。

4 跳频同步实现简要框图

如上所述的系统同步简要框图如图3所示。其中数字信号处理器1(Digital Signal Processor 1, DSP1)是进行同步控制和信号处理的核心部件；信号发送时DSP1完成整个系统同步定时控制，信号调制，驱动频合等任务；信号接收时DSP1完成扫描、捕获、同步跟跳、定时控制、读相关器、对基带信号解调、信道估值和信道均衡等。数字信号处理器2主要完成计算机或电台主控单片机和DSP1的数据交换及组网控制。中频上、下变换器的主要作用是在DSP1和高速A/D/A器件之间完成取样率的匹配。相关器对接收信号完成相关运算。跳频码发生器根据TOD启动加密算法计算出跳频码。实时钟提供系统初始时间信息。

跳频同步控制系统采用中频数字化，基带部分全部可以软件实现，符合软件无线电的设计思想。

图3 跳频同步实现框图

5 同步性能分析

5.1 同步时间

同步时间是指完成同步所需的时间。该方案中同步时间就是初始同步的时间。设初始同步跳共为N跳，

第1期 蒋定顺 等: 高速跳频通信系统同步技术研究 51

跳速为h R 时，同步时间为[4]：h /s T N R =。在通信中，一般要求T s ≤0.6 s 。在此同步方案中T s ≤0.3 s ，同步时间短，显然满足这一要求。 5.2 相关码检测概率

若恢复基带信号误比特率为b P ，相关码长度为G ，检测门限为g 。该方案前导序列跳共N 1跳，现以N 1=246为例。要保证验证检测结果时作大数判决的需要、并兼顾到频率合成器换频的滞后性，至少要留出同步前导序列中的一个频率循环(n =6跳)用于验证相关码检测结果。按慢搜索跳速，依前导发送次序搜索到前导序列跳的机会共有N 1/n =40次(极端的情况是仅留一个频率循环用于验证)，假定每次机会是均等的，则每次机

会中正确检测到相关码的概率t P 和错误检测概率f P 分别为：

(1)i

G G

i G i t b b i g P C P P ?==?∑，∑?==?G

g

i i b i G b i G f P P C P )1(。式中，i

G

C 为二项式系数。图4a 所示显示了当G =64时，t P 与b P ，g 的关系曲线；图4b 所示显示了当G =64时，)(10lg f P 与b P ，g 的关系曲线。

(a) P t 与误比特率P b 的关系 (b) lg P f 与误比特率P b 的关系

图4 正确检测概率、错误检测概率与误比特率关系

(a) P a 与误比特率P b 的关系 (b) lg P m 与误比特率P b 的关系

图5 捕获概率、虚警概率与误比特率的关系

5.3 捕获概率与虚警概率

假设一个特殊情况，即接收方用慢跳开始搜索的时刻正好对准发送序列的开始时刻，且每一慢跳结束后才进行检测结果判决。则最多40次机会中正确检测到信号概率和错误检测到信号概率分别 为：t i i t c P P P ∑?==?40

1

1)1(，f i i f e P P P ∑?==?40

1

1)1(。按大数判决规则(5中取3)进行跟跳验证，验证成功的概率和

验证失败的概率分别为：∑?==?5

3

55)1(i i t i t i

s P P C P ，∑?==?5

3

55)1(i i f i f i u P P C P 。则可以分别算出捕获概率

s c a P P P ×=和虚警概率u e m P P P ×=。图5a 显示了当G =64时，a P 与b P ，g 的关系曲线；图5b 显示了当G =64

P b

P a

?1

???????50

P b

l g 10(P m )

1010 10102×10 ?1

电 子 科 技 大 学 学 报 第34卷

52 时，lg10()m P 与b P ，g 的关系曲线。比较图4、5可看出，随着误码率的减少相关码的虚警概率也减少，而捕获概率增大。在同一误码率的情况下，门限g 值越高，虚警概率越小，但捕获概率也随之减小，因此门限值最佳值的确定应兼顾虚警概率和捕获概率[5]。当G =64时，实际中系统同步的相关码门限可定在50～55之间。

6 结 论

以上同步方案用于实际的高速跳频电台中，经验证，同步时间短，捕获概率高，虚警概率低，同步可靠。同步性能完全满足高速电台指标要求。

参 考 文 献

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编 辑 孙晓丹

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参 考 文 献

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编 辑 漆 蓉

同步技术

同步技术 一、同步技术的定义： 同步技术即调整通信网中的各种信号使之协同工作的技术。诸信号协同工作是通信网正常传输信息的基础。 二、同步技术的分类： 按照同步的功能来分，同步可以分为载波同步、位同步（码元同步）、群同步（帧同步）和网同步（通信网中用）等四种。 （一）载波同步 1、定义 当采用同步解调（相干检测，它的基本功能就是完成频谱的线性搬移，但为了防止失真，同步检波电路中都必须输入与载波同步的解调载波。）时，接收端需要提供一个与接收信号载波同频同相的相干载波，而这个相干载波的获取就称为载波提取，或称为载波同步。 2-1 2、提取方法 载波同步一般有两类方法：一类是直接提取法（自同步法），一类是插入倒频法（外同步法）。 （1）直接提取法（自同步法） 定义： 是从接收到的有用信号中直接（或经变换）提取相干载波，而不需要另外传送载波或其它倒频信号。 基本原理： 有些信号（如DSB信号、2PSK信号等）虽然本身不包含载波分量，但却包含载波信息，对该信号进行某些非线性变换以后，就可以直接从中提取出载波分量来。 提取方法： 平方变换法和平方环法、同相正交环法（科斯塔斯环） ①平方变换法和平方环法

图2-2平方变换法提取载波 图2-2即为平方变换法提取载波，为了改善性能，可以在平方变换法大的基础上，把窄带滤波器用锁相环替代，构成如图2-3所示的方框图，这就是平方环法提取载波。 图2-3平方环法提取载波 由于锁相环具有良好的跟踪、窄带滤波性能，因此平方环法比一般的平方变换法具有更好的性能，因而得到广泛的应用。 ②同相正交环法（科斯塔斯环） 图2-4同相正交环法提取载波 同相正交环法（科斯塔斯环）是利用锁相环提取载波的另一种常用方法，由于加到上下两个相乘器的本地信号分别为压控振荡器的输出信号和它的正交信号，因此常称这种环路为同相正交环，有时也被称为科斯塔斯环（Costas）环。如图2-4所示。 （2）插入倒频法（外同步法） 定义： 是在发端发送信息码元的同时，再发送一个（或多个）包含载波信息的倒频信号，并且要求这个倒频信号不随传播的信息变换，在接收端根据倒频信号提取载波。即发端除了发送有用信号外，还在适当的位置上插入一个供接收端恢复相干载波之用的正弦波信号（这个信号通常称为导频信号）。

高速跳频通信同步捕获方法的研究与仿真

第６期第１４卷第６期２００６年１２月 Ｖｏｌ．１４Ｎｏ．６Ｄｅｃ．２００６ 电脑与信息技术ＣＯＭＰＵＴＥＲＡＮＤＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 文章编号：１００５－１２２８（２００６）０６－００２５－０３ 高速跳频通信同步捕获方法的研究与仿真 尹建方，屈 巍，潘成胜 （沈阳理工大学通信与网络工程中心，辽宁沈阳 １１０１６８） 摘 要：同步技术是跳频通信系统的关键技术之一。针对高速跳频通信系统中同步的要求， 采用同步头与时间信息相结合的方法实现跳频同步。文章研究了同步序列格式、跳频图案同步、位同步等问题，分析了同步性能，使用Ｍａｔｌａｂ６．５完成了仿真验证。同步性能分析结果表明该跳频通信系统的同步时间短、捕获概率高、虚警概率低。关键词：高速跳频通信；同步头；初始同步；Ｍａｔｌａｂ；捕获概率中图分类号：ＴＮ９１４．４３ 文献标识码：Ａ Ｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｃａｐｔｕｒｅｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄＦＨｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ＹＩＮＪｉａｎ－ｆａｎｇ，ＱＵＷｅｉ，ＰＡＮＣｈｅｎｇ－ｓｈｅｎｇ （Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ＆ＮｅｔｗｏｒｋＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＳｈｅｎｙａｎｇＬｉｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ１１０１６８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－ｈｏｐｐｉｎｇ（ＦＨ）ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｑｕｅｓｔｓｏｆｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒａｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄＦＨｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ｗｅａｃｈｉｅｖｅｄｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｂｙｕｓｉｎｇａｍｅｔｈｏｄｃｏｍｂｉｎｅｄｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ－ｈｅａｄｗｉｔｈｔｉｍｅｏｆｄａｙ（ＴＯＤ）．Ｍａｉｎｌｙｔｈｅｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅ，ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｏｆｈｏｐｐｉｎｇｐａｔｔｅｒｎ，ｂｉｔｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄｓｏｏｎ．ＴｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇＭａｔｌａｂ６．５．ＴｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｏｆＦＨｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｍａｋｅｓｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｔｉｍｅｓｈｏｒｔ，ｃａｐｔｕｒｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｈｉｇｈ，ｆａｌｓｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｌｏｗ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－ｈｏｐｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍb ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ－ｈｅａｄb ｉｎｉｔｉａｌｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎb Ｍａｔｌａｂb ｃａｐｔｕｒｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ 收稿日期：２００６－０８－２９；修订日期：２００６－０９－２５ 基金项目：总参谋部“十五”重点预先研究项目（４１１０１０６０２０９） 作者简介：尹建方（１９８０－），男，辽宁锦州人，硕士研究生，研究方向：卫星通信、电子对抗、移动网络；屈巍（１９８２－），女，辽宁辽阳人，硕士研究生，研究方向：传感器网络、通信与信息系统；潘成胜，男，教授，博士生导师，研究方向：网络与通信系统检控技术、信息对抗技术。 跳频通信是现代通信领域中一种有效的抗干扰通信手段，其独特的抗干扰性能使其在军事和民用领域都得到了广泛的应用。对中低速跳频通信系统形成直接威胁的主要有跟踪式干扰和转发式干扰［１］，能够有效对抗这种干扰措施的就是提高跳速和扩展跳频带宽。这样，研究高跳速、超宽 带宽的跳频通信系统成为了必然。高跳速、超宽带宽的跳频通信系统有着良好的保密能力和抗干扰能力，但其实现带来了一系列的技术难题，如快速同步、组网问题等。跳频速率越快、带宽越宽，同步技术难度越大，因此，系统在反窃取和抗干扰性能上的提高主要靠跳频同步系统性能指标的提高，

计算机仿真技术及其应用_张锋

本栏目责任编辑：李桂瑾人工智能及识别技术 １引言 随着计算机技术和网络技术的飞速发展，计算机仿真技术和虚拟现实仿真在各行各业得到了广泛应用，使用计算机进行仿真的研究和应用也是如火如荼。计算机仿真［１］（ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ）又称计算机模拟［２］（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｎａｌｏｇｙ），它是分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法，是系统仿真［３］的一个重要分支。系统仿真就是建立系统的模型，并在模型上进行实验的过程。系统仿真技术实质上就是建立仿真模型并进行仿真实验的技术。因此，通俗的说，计算机仿真就是指在实体尚不存在、或者不易在实体上进行实验的情况下，对考察对象进行建模，然后通过计算机编程考察对象在系统参数以及内外环境条件改变的情况，达到全面了解和掌握考察对象特性的目的。 本文主要在介绍计算机仿真技术的基础上，谈谈计算机仿真技术的应用。 ２计算机仿真技术 计算机仿真技术是一门利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术。它具有经济、可靠、实用、安全、灵活、可多次重复使用的优点，已经成为对许多复杂系统（工程的、非工程的）进行分析、设计、试验、评估的必不可少的手段。它是以数学理论为基础，以计算机和各种物理设施为设备工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验仿真研究的一门综合技术。 ２．１计算机仿真的发展 计算机仿真技术主要是随着计算机技术、计算技术、图形图像技术、复杂系统建模技术和专业建模技术的发展而发展的。从历史上看，计算机仿真大致经历了四个发展阶段： （１）模型试验。最原始的仿真思想，其模型试验是基于物理模型进行的，缺乏柔性和精度。 （２）数字化仿真。采用计算机进行分析计算，但是计算结果表达局限于记录文件和图表上，缺乏直观形象。 （３）图像化仿真。大量采用丰富的图形图像技术来表达仿真结果，如三维图形。 （４）虚拟现实技术。不光采用三维图形技术表达计算结果，而 且采用特殊装置，如戴上三维数据头盔，触摸仪器等，使人有身临其境的效果。 ２．２计算机仿真的步骤及技术核心一般计算机仿真的步骤为： （１）建立数据模型。建立数据模型主要是通过演绎法、 归纳法、综合集成法等分析方法，建立一个特定对象的有限边界的数学模型。要建立好数学模型，通常要考虑到特定对象仿真研究的预定目标和边界、先验知识（包括已被验证的定理、定律、理论和模型）、观测数据、特定领域专家的经验等因素。 （２）数学模型的实现，也称的数据模型的程序化。数学模型的实现包括两个方面的内容，即设计仿真算法及编制仿真程序。传统的模型程序化活动是一个十分繁琐和复杂的工作。由于大量算法的研究成果及软件技术的进步，目前对于某些特定领域，已能提供面向对象、可交互操作、具有自动编程能力和算法库的商品化产品，如：ＣＳＳＬ、ＣＳＭＰ、ＡＣＳＬ、ＳＬＭＣＲＩＰＴ、ＧＰＳＳ、ＳＩＭＵＬＡ、ＳＬＡＭ、ＧＡＳＰ、ＤＹＮＡＭＯ等。 （３）仿真实验。仿真实验（包括分析）是系统仿真另一个十分重要的活动，它主要是按照预先设置的实验方案来运行仿真模型，得到一系列的仿真结果。 目前，计算机仿真计算的关键技术主要包括： （１）面向对象的仿真［４］（ｏｂｊｅｃｔ－ＯｒｉｅｎｔｅｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ－ＯＯＳ）。 其主要是将整个系统的功能设计和实现归属为对对象的操作及对象信息的彼此综合利用来实现，对象间信息的传送引起了系统的活动。 （２）分布交互仿真（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＩｎｔｅｒａｃｔｉｖｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ－ＤＩＳ）。主要是通过计算机网络将分散在各地的仿真设备互连，构成时间与空间互相耦合的虚拟仿真环境。 （３）智能仿真（ＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎ－ＩＳ）。主要是以知识为核心和人类思维行为作背景的智能技术，引入整个建模与仿真过程，构造各处基本知识的开发途径。是人工智能（如专家系统、知识工程、模式识别、神经网络等）与仿真技术（如仿真模型、仿真算法、仿真语言、仿真软件等）的集成化。（下转第２３８页） 收稿日期：２００７－０９－１０ 作者简介：张峰（１９６８－），男，甘肃省庆阳市人，上海铁道学院，工程师，研究方向：计算机应用。 计算机仿真技术及其应用 张锋 （烟台市芝罘区经济信息中心，山东烟台２６４０００） 摘要：近年来，随着控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展，系统科学研究的深入，计算机仿真技术已经发展成为一门新的学 科。信息处理技术的突飞猛进，更使得仿真技术得到了迅速发展。 计算机仿真技术是分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法。本文主要在介绍计算机仿真技术的发展、计算机仿真的仿真步骤以及仿真的核心技术的基础上谈谈计算机仿真技术的应用。 关键词：计算机仿真技术；仿真步骤；仿真应用中图分类号：ＴＰ３９１文献标识码：Ａ文章编号：１００９－３０４４（２００７）１９－４０２３３－０１ ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ＺＨＡＮＧＦｅｎｇ （ＹａｎｔａｉＺｈｉｆｕＥｃｏｎｏｍｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒ，Ｙａｎｔａｉ２６４０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｗｉｔｈｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｏｒｙ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｃｏｍｐｕｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｏｆｉｎ－ｄｅｐｔｈｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈ，ｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｃｏｍｅａｎｅｗｄｉｓｃｉｐｌｉｎｅ．Ｔｈｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｂｕｔａｌｓｏｍａｋｅｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｆａｓｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｔｕｄｉｅｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍ＇ｓｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｒｅｖｅａｌｅｄｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓａｎｄａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｎｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐ－ｍｅｎｔｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｔｅｐｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｒｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｐｐｌｉｃａ－ｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣｏｍｐｕｔｅｒＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｔｅｐｓ；ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ２３３

跳频是最常用的扩频方式之一

跳频 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。在这种系统中，由模糊规则、初始条件以及采样模式共同来决定系统的输出序列。只要窃听者不知道模糊规则、初始条件、采样模式三者的任何一个，就无法预测到系统的输出频率，由此就提高了系统的抗窃听能力和抗干扰能力。模糊跳频给出的跳频码序列与传统的跳频码序列相比更加均匀，也更难预测。 90年代末有人提出了混沌（chaotic)跳频序列。其基本思想是通过混沌系统的符号序列来生成跳频序列。在这个混沌系统中要确定一个非线性的映射关系、初始条件和混沌规则，三者唯一确定一个输出序列。由此确定的混沌跳频序列体现了良好的均匀性，低截获概率，良好的汉明相关特性以及具有理想的线性范围。 与一般的数字通信系统一样，跳频系统要求实现载波同步、位同步、帧同步。此外，由于跳频系统的载频按伪随机序列变化，为了实现电台间的正常通信，收发信机必须在同一时间跳变到同一频率，因此跳频系统还要求实现跳频图案同步。跳频系统对同步有两个基本要求：一是同步速度快，二是同步能力强。目前跳频电台的同步方法有精确时钟法、同步字头法、自同步法、FFT捕获法、自回归谱估计法等等。在实际应用中，同步方案常常综合使用多种同步方法。例如战术跳频系统中常用扫描驻留同步法，综合使用了精确时钟法、同步字头法、自同步法三种同步方法，分成扫描和驻留两个阶段进行。扫描阶段完成同步头频率的捕获，驻留阶段从同步头中提取同步信息，从而完成收发双方的同步。

跳频通信技术的研究

跳频通信技术的研究 当今信息时代，如何有效的利用宝贵的频带资源，如何进行准确可靠的信息通信是通信领域中至关重要的问题。扩频通正是在这种背景下迅速发展起来的。从20世纪40年代起，人们就开始了对扩频技术的研究，其抗干扰、抗窃听、抗测向等方面的能力早已为人们所熟知。但由于扩频系统的设备复杂，对各方面的要求都很高，在当时的技术条件下，要制成适应军事和民用需要的扩频系统是不可能的，因而扩频技术发展缓慢。进入20世纪60年代后，随着科学技术的迅速发展，许多新型器件的出现，特别是大规模、超大规模集成电路、微处理器、数字信号处理（DSP）器件、扩频专用集成电路(ASIC)以及像声表面波（SAW）器件、电荷耦合器件（CCD）这样的新型器件的问世，使扩频技有了重大的突破和发展，许多新型系统相继问世，兵在实际的使用和实验中显示出了它们的优越性，使扩频通信成为未来通信的一种重要方式。并因此受到了人们极大的重视。扩展频谱系统主要包括以下几种扩频方式： （1）直接序列扩频（DS） （2）跳频（FH） （3）跳时（TH） （4）线性调频（Chirp） 本文中主要讲述对跳频通信的研究。本论文共分X章， 第一章扩频技术及其理论基础 1.1概论 扩展频谱系统具有很强的干扰性，其多址能力、保密、抗多径等功能也倍受人们的关注，被广泛地应用于军事通信和民用通信中。 扩展频谱系统是指发送的信息被展宽到一个很宽的频带上，这一频带比要发送的信息的带宽宽得多，在接收端通过相关接收，将信号恢复到信息带宽的一种系统，简称为扩频系统或SS（Spread Spectrum）系统。

1.2 扩频通信的理论基础 扩频通信技术是把要发送的信号扩展到一个很宽的频带上，然后再发送出去，系统的射频带宽比原始信号的带宽宽得多。这样做，系统的复杂度比常规系统的复杂度要高得多，付出的代价是昂贵的，能得到什么好处呢？可以从著名的香农定理来看。 香农定理指出：在高斯白噪声干扰条件下，通信系统的极限传播速率（或称信道容量）为 C=B lb（1+S/N）b/s （1-1）式中：B为信号带宽，S为信号平均功率，N为噪声功率。若白噪声的功率谱密度可为,噪声功率N= B，则信道容量C可表示为 （1-2） 由上式看出，B、、S确定后，信道容量C就确定了。由香农第二定理知，若信源的信息速率R小于或等于信道容量C，通过编码，信源的信息能以任意小的差错概率通过信道传输。为使信源产生的信息以尽可能高的信息速率通过信道，提高信道容量是人们所期望的。 由香农公式可以看出： （1）要增加系统的信息传输速率，则要求增加信道容量。增加信道容量的方法可以通过增加传输信号带宽B，或增加信噪比S/N来实现。由式（1-1）可知，B与C成正比，而C与S/N呈对数关系，因此，增加B比增加S/N 更有效。 （2）信道容量C为常数时，带宽B与信噪比S/N可以互换，即可以通过增加带宽B来降低系统对信噪比S/N的要求；也可以通过增加信号功率，降低信号的带宽，这就为那些要求小的信号带宽的系统或对信号功率要求严格的系统找到了一个减小带宽或降低功率的有效途径。 （3）当B增加到一定程度后，信道容量C不可能无限地增加。由式（1-1）可知，信道容量与信号带宽成正比，增加B，势必会增加C，但当B增加到一定程度后，C增加缓慢。由式（1-2）知，随着B的增加，由于噪声功率N= B，因而N也要增加，从而信噪比S/N要下降，影响到C的增加。1-2扩频系统的物理模型

利用MATLAB实现跳频通信系统

利用MATLAB实现跳频通信系统 摘要：随着无线通信不断快速的发展，跳频调制技术越来越受到人们的重视。跳频通信是一种具有较强抗干扰能力的通信体制。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，即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。跳频技术是一种具有高抗干扰性、高抗截获得能力的扩频技术。由于它的技术优势，跳频技术不仅在军事通信领域得到广泛的运用，在民用领域也有很好的表现。 本课题要求构建蓝牙跳频通信系统的各组成模块，包括信号传输，信号接收，谱分析和误码分析部分，了解和熟悉蓝牙跳频系统的特点，分析系统的运行及性能。主要研究方法是MATLAB软件进行蓝牙跳频通信系统的仿真，通过各组成模块的连接与封装，运行并分析结果。 关键词：蓝牙，跳频，MATLAB，无线通信

Realize Frequency Hopping Communication System Based on MATLAB Abstract：With the rapid development of the wireless communications, people pay more and more attention to frequency hopping modulation techniques. Frequency hopping communication is a strong anti-interference communication system. The working principle is a communication mode which refers to the carrier frequency that sends and receives the signal according to rule to do dispersant change, that is applying the carrier frequency used in communication by pseudo-random code control and random changes hopping. Frequency hopping technology is a spread spectrum with high anti-interference and resistance ability. Frequency hopping technology not only being widely used in military communication areas, but also in civilian areas due to its technique advantages. This paper is to make up composed modules for the Bluetooth frequency hopping communication system, which including signal transmission, signal reception, spectral analysis and error analysis, as well as to know and have a deep understanding of the characteristics of this system, and also including analyzing the performance and its performance. The main research method is using matlab to make the simulation of the Bluetooth frequency hopping communication systems, run and analysis results by the simulation of each of the modules connection and encapsulation. Keywords: Bluetooth, frequency hopping, MATLAB, wireless communication

现代仿真技术的应用及其发展

东华理工大学信息工程学院 课程论文 课程：计算机仿真技术基础 题目：仿真技术的应用与发展 学生姓名： 学号： 班级：10204102 专业：计算机科学与技术 指导教师：谢小林 二零一三年六月四日

摘要 作为信息技术核心的计算机技术自其诞生之日起经历了60多年的发展，已广泛应用于国民经济和社会生活中。并与仿真技术相结合，形成了计算机仿真技术这一新的研究方法。计算机仿真作为分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法, 随着系统科学研究的深入、控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展而形成的一门新兴学科。近年来, 随着信息处理技术的突飞猛进, 使仿真技术得到迅速发展。 本文系统全面地介绍了计算机仿真技术，阐述了计算机仿真技术的概念、原理、优点，简要介绍了计算机仿真技术的发展历程，文章最后重点探讨了现代仿真技术的研究热点，即计算机仿真技术在社会各个领域中的应用：面向对象仿真、定性仿真、智能仿真、分布交互仿真、可视化仿真、多媒体仿真、虚拟现实仿真等。 关键词：计算机仿真、发展、应用、模拟

目录 摘要 (2) 第一章前言 (4) 第二章计算机仿真技术概述 (4) 2.1计算机仿真技术简介 (4) 2.2计算机仿真技术原理 (5) 2.2.1模型的建立 (6) 2.2.2模型的转换 (6) 2.2.3模型的仿真实验 (6) 第三章计算机仿真技术发展 (6) 3.1发展趋势 (7) 3.2 现代仿真技术 (8) 3.3计算机仿真技术发展方向 (10) 3.3.1．网络化仿真 (10) 3.3.2．虚拟制造技术 (10) 第四章计算机仿真技术的应用 (11) 4.1.交通领域 (11) 4.2.制造领域 (11) 4.3.教育领域 (12) 结语 (13) 参考文献 (14)

跳频和扩频通信

跳频通信和扩频通信 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，因而很适用于军事领域。当70年代末第一部跳频电台问世以后，就预示着其发展势头锐不可挡。到了８０年代，世界各国军队普遍装备跳频电台。这十年是跳频电台发展速度最快的十年。广泛使用跳频电台曾被誉为80年代ＶＨＦ频段无线电通信发展的主要特征。90年代，跳频通信如虎添翼，在军用跳频通信领域已相当成熟的同时，跳频通信的应用又拓宽到民用领域。业内人士指出，跳频通信是对抗无线电干扰的有效手段，称其为无线电通信的“杀手锏”。跳频通信是如此的神奇，以致于自其问世至今的短短30年间，倍受世界各国，特别是几大军事强国的青睐。 2 跳频通信的基本概念 2.1 定义 我们在用收音机收听某电台，当电台在中波和短波两个波段上播放同一个节目时，有这样的体会：若中波波段信号不好，则随即换到短波波段收听；当短波波段信号不好，则又换回到中波波段收听。这种以更换波段的手段来改善收听效果的方法，就是跳频的通俗含义。只不过这种跳频仅在接收端发生，而且是由人工干预来实施跳频的。我们假设，当广播电台发送的频段也能“紧跟”收音机用户更换的话，那么，这种通信方式就是跳频通信。因此，跳频通信可这样描述：通信收发双方同步地改变频率的通信方式称为跳频通信。 2.2 同步条件(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。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：跳频频率相同；跳频序列相同；跳频的时钟相同（允许存在一定的误差）。三个条件缺一不可，否则无法实现跳频通信。 3 跳频通信的主要特点 3.1 抗干扰性强 跳频通信抗干扰的机理是“打一枪换一个地方”的游击策略，敌方搞不清跳频规律，因而具有较强的抗干扰能力。一方面，我方的跳频指令是个伪随机码，其周期可长达十年甚至更长的时间。另一方面，跳变的频率可以达到成千上万个。因此，敌方若在某一频率上或某几个频率上施放长时间的干扰也无济于事。

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高速公路机电系统全面解决方案 浙江浙大网新快威科技有限公司旨在为高速公路机电系统提供整体系统解决方案，主要涵盖监控系统、通信系统、收费系统、供电照明系统等。 一、监控系统监控系统采用先进的远程监控技术，采用模块化系统结构，采用星型组网方式，为业主提供一套高可靠性、高稳定性、高实时性、高联动性的先进的监控系统。 监控系统以监控（分）中心计算机系统为核心，附以功能强大的外场设备，实现对高速公路沿线的监控，对高速公路的安全高效运营提供科学的依据。 1、监控（分）中心监控（分）中心是监控系统的指挥部，采集并处理外场设备的数据，紧急时依靠对数据的分析自动形成专家解决方案，并自动（手动）对外场设备下发指令。 监控（分）中心包括监控（分）中心局域网、监控软件、通信计算机、监控管理计算机、图形管理计算机、应用服务器、数据库服务器、闭路电视系统中心显示、控制及存储设备、模拟显示屏（地图板）、大屏幕投影设备、控制台、电源设备等。 监控（分）中心局域网采用10M/100M/1000M 以太网，保证数据交换安全、快速。计算机可以实现互为双机热备份，当一台计算机出现故障时，另外一台计算机可以实现另外一台计算机的功能。 监控软件采用模块化结构，保证软件应用简单、维护方便、升级容易，并且业主可以根据

自身实际情况进行进一步开发。监控（分）中心监控软件采用CS 模式，管 理结构简单，在服务器正常工程的前提下，任何一台客户机的故障均不会影响其它客户机正 常工作。 通信计算机采用性能稳定的工业控制计算机，保证与外场设备的通信安全稳定。 数据库服务器采用先进的存储技术（如RAID ）实现数据的双机备份，保证数据的安全存储。 闭路电视系统设备采用先进的显示、控制设备及存储设备，实现图像的显示清晰明亮，控制外场摄像机实时连续，存储图像容量大，时间长，压缩格式灵活。 模拟显示屏通过串行接口连接至交通监控计算机，智能接收交通监控计算机发送的数据，实时模拟显示高速公路运行的状况。 大屏幕投影系统采用先进的高亮度长寿命投影系统，将采集到的视频信号、局域网内计算机显示信号放大显示在大屏幕投影屏幕上，直观放大的显示需求信息，并且大屏幕投影系统可以与闭路电视系统和监控软件联动，实现自动切换异常视频信号。 电源设备采用大容量、长延时、冗余性能优良的设备，保证市电正常或者市电不正常时，监控（分）中心设备均可以正常工作。 2、外场设备 外场设备包括车辆检测器设备、气象检测器设备、大（小）型可变情报标志设备、闭路 电视外场设备等。 车辆检测器采用检测精度高、适应7X 24小时连续不间断工作、适应野外恶劣环 境条件，及时准确的收集车流量、平均车速、车道占有率等数据，并通过通信系统实时传送至

跳频通信系统中的迟入网技术研究

科技情报开发与经济ＳＣＩ－ＴＥＣＨＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ＆ＥＣＯＮＯＭＹ２００７年第１７卷第２期 随着跳频技术的出现，跳频通信得到了迅速发展，由于其独特的技术性能，跳频通信在军事领域得到了广泛的应用。跳频信号的载频具有伪随机跳变的特点，而侦察方无法预先获知其跳变规律，因此难以用伪码同步方法来实现对跳频信号的解跳侦收。本文讨论了跳频通信中的同步控制技术，并提出了一种实现迟入网同步的有效方法。 １系统结构及基本原理 以一种数字化的超短波跳频电台的简要框图为例（见图１），图中Ａｉｎ，Ａｏｕｔ分别表示模拟话音输入和输出。ＤＳＰ是进行同步控制和信号处理的核心模块。发送时，ＤＳＰ主要完成信号的组织、波形形成、驱动频率合成器跳频等任务；接收时，完成信号捕获、同步信息接受、驱动频率合成器跳频以实现解跳及对基带信号进行码元判决等。数字上、下变频器的作用是在ＤＳＰ和高速Ａ／Ｄ／Ａ器件之间完成取样率的匹配，同时进行调制、解调；跳频码发生器根据ＤＳＰ提供的时间信息ＴＯＤ（ＴｉｍｅＯｆＤｅｌａｙ），启动加密算法计算出伪随机的跳频码送给ＤＳＰ；主控单片机用于对系统内的各模块功能进行集中控制和协调，并提供人机接口；外接计算机用于数据传输。 ２时间信息（ＴＯＤ）与３种跳频同步分类 ２．１ＴＯＤ设计格式 为了提高跳频电台的抗干扰能力，同步频率要随时间变化。我们设计了一种非线性的ＴＯＤ表示方法（见图２），将ＴＯＤ分为高段和低段，高段以１ｍｉｎ为计时单位，低段以跳频间隔为计时单位，低段计够１ｍｉｎ后要向高段进位；所以低段只需要１６ｋｂ，高段为３２ｋｂ。ＴＯＤｈ与ＴＯＤｌ一起代表了系统的实时状态。 ２．２３种跳频同步的关系 跳频同步又分为初始同步、迟入网同步和勤务同步。初始同步是指接收方通过接收同步字头实现与发送方同步的过程；迟入网同步是指未能通过接收初始同步入网的电台或者初始同步后又失去同步的电台，通过接收发送方在信息（话音数据或数传数据）跳中的迟入网同步信息实现跳频同步；勤务同步是指接受方在取得初始同步或者迟入网同步后，仍然需要通过接收方插入在信息（如话音数据）跳中的勤务同步信息来保持同步，以免因为收发双方频率源漂移等原因丢失跳频同步。 通常迟入网同步跳和勤务同步跳放在一起设计，只是用途不同而已，简称为迟入网同步。插入在信息跳中的迟入网同步信息和勤务同步信息称为迟入网勤务同步信息，简称为勤务同步；也就是说勤务信息的作用有两个：迟入网同步和同步跟踪保持。 同步跟踪保持在跳频同步中必不可少。不同电台之间由于系统频率源的差异，会造成彼此定时关系的差异。这种差异在同步之后会导致失步。这是因为，两电台获得初始同步以后，在接受机前端收发的跳沿（起跳时刻）是对齐的，现在假定收方的系统频率源略快于发方，那么收方的抽样定时也就略快于发方，从而收方的跳频间隔略快于发方，见图３。当然这里为了说明问题，对时钟差异做了夸大。 由图３可以看出，同步后随着时间增长，跳沿的逐渐错开会导致信号接收出错，直至完全失步。在设计中应避免这种失步，需要设置跳频勤务信息跳，实现跳频同步跟踪保持。勤务信息的接收应具有判断这种跳沿错开方向及大小的作用，所以说，勤务信息是同步保持及快速再同步的保证。 用于计算同步频率的算法称为同步频率算法。在设计同步频率算法时，不管在初始同步中，还是在迟入网勤务同步中，同步频率算法都采用一个不变的算法，但要求这一组同步频率应具有足够的随机性，以提高同步信息的防截获、抗干扰能力。因此在同步方案设计与实现中，对算法提出了很高的要求。 ３迟入网同步方案 ３．１勤务序列格式 本通信系统的设计方案为，每隔２８０跳发一组勤务信息序列，共２０跳（传插有６跳数据），用于迟入网同步和跳频跟踪保 持。设计的跳频迟入网勤务同步序列组成格式见图４。 它由同步序列、网号、ＴＯＤ构成，各自的跳数分配如下： 第一组ｆ０￣ｆ５发＼Ｗａｌｓｈ０～＼Ｗａｌｓｈ５（＼表示负的）；第二组ｆ２￣ 文章编号：１００５－６０３３（２００７）０２－０１９７－０２收稿日期：２００６－０９－１１跳频通信系统中的迟入网技术研究 李冬贵，帖翊，陈生潭 （西安电子科技大学，陕西西安，７１００７１） 摘要：介绍了超短波跳频电台系统结构及基本原理，分析了时间信息（ＴＯＤ）与３种 跳频同步分类，提出了一种迟入网同步方案。 关键词：跳频通信；跳频同步；迟入网同步 中图分类号：ＴＵ９１４．４１文献标识码：Ａ 图１系统结构图示 图２ＴＯＤ表示方法注：图中带端点的箭头指示的是跳频起始时刻—— —跳沿；第几跳指初始同步完成后跳频跳数计数的跳序数。 图３收发跳沿错开的情况 １９７

MATLAB仿真技术与应用

例2-1 已知一个系统的微分方程为： ???????-==1221 5x u dt dx x dt dx 其中，状态变量初始条件0)0()0(21==x x ，输入u 为阶跃函数，要求利用SIMULINK 对系统建立仿真模型，并绘制时域响应曲线。 在利用SIMULINK 创建模型之前，先把微分方程进行拉普拉斯变换，得到每个微分方程的传递函数，即用传递函数的形式表示系统。 x1 x2 Step Scope 1s Integrator1 1 s Integrator 5Gain 连接信号之后的系统模型图 exam2_1 系统时域响应曲线

例7-9 一个控制系统由5个子系统组成，组成结构如下图 G 1(s) G 2(s) G 3(s)G 4(s) H(s) R(s) Y(s) 各子系统的传递函数分别为： 6 15215)(2 21++++=s s s s s G ，)20)(2() 6(4)(2+++=s s s s G ，1010)(3+=s s G ，631)(24+++=s s s s G ，1.0)(=s H 试在MATLAB 中分别用仿真模块建模和仿真命令编程两种方法进行仿真，并绘制系统的阶跃响应曲线图。 首先在Simulink 环境下将所需要的仿真模块连接起来，并将各模块的参数设置好。 s+1 s +3s+62Transfer Fcn3 4s+24s +22s+402Transfer Fcn2 10s+10Transfer Fcn1 s+52s +15s+62Transfer Fcn Step Scope 0.1Add 系统的仿真模型图 exam7_9

(终稿)高速公路通信系统复习题

高速公路通信系统复习题 一、单选题： 1、高速公路干线通信管道通常是沿高速公路（）埋设。(C) A、公路边坡 B、排水沟外侧 C、中央分隔带 D、路肩 （注：行业规范） 2、为了加快光缆施工进度和保证施工质量，目前广泛采用的新施工方法是(D)。 A、牵引法 B、拉曳法 C、吸气法 D、气吹法 （注：行业规范） 3、STM-4等级同步传输系统的传输容量是（）。（C） A、34Mbit/s B、155Mbit/s C、622Mbit/s D、120Mbit/s （注：国际标准） 4、光分波器和光合波器在光纤通信用光电器件中属于（）。（B） A、光发送器件 B、光波系统互连器件 C、光接受器件 D、光电集成器件 （注：国际标准） 5、（）是各种交通控制信息快速及时传递的基本保障。（D） A、路由器 B、业务电话 C、紧急电话 D、通信系统 （注：功能定义） 6、紧急电话主要用于( )。（D） A、紧急调度 B、紧急处理 C、紧急服务 D、呼救求援 （注：功能定义） 7、通信站联合接地电阻不应大于（）欧姆。（B） A、0.5 B、1 C、2 D、10 （注：国家标准） 8、由于（）具有较多的优点，所以我国新建的交通通信专网大多采用这种传输制式。（B） A、PDH B、SDH C、STM-1 D、ATK （注：实际情况）（ATK：多媒体管理程序） 9、高速公路信令网应采用（）结构方式。（C） A、一级 B、二级 C、三级 D、四级 （注：国家标准，我国信令网采用三级。第一级是信令网的最高级，称为高级信令转接点(HSTP)，第二级是低级信令转接点(LSTP)，第三级为信令点(SP)。）

跳频通信技术及其应用与发展

跳频通信技术及其应用与发展 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，因而很适用于军事领域。当70 年代末第一部跳频电台问世以后，就预示着其发展势头锐不可挡。到了80年代，世界各国军队普遍装备跳频电台。这十年是跳频电台发展速度最快的十年。广泛使用跳频电台曾被誉为80年代VHF频段无线电通信发展的主要特征。90年代, 跳频通信如虎添翼，在军用跳频通信领域已相当成熟的同时，跳频通信的应用又拓宽到民用领域。业内人士指出，跳频通信是对抗无线电干扰的有效手段，称其为无线电通信的“杀手锏”。跳频通信是如此的神奇，以致于自其问世至今的短短30 年间，倍受世界各国，特别是几大军事强国的青睐。 2跳频通信的基本概念 2.1定义 我们在用收音机收听某电台，当电台在中波和短波两个波段上播放同一个节目时，有这样的体会：若中波波段信号不好，则随即换到短波波段收听；当短波波段信号不好，则又换回到中波波段收听。这种以更换波段的手段来改善收听效果的方法，就是跳频的通俗含义。只不过这种跳频仅在接收端发生，而且是由人工干预来实施跳频的。我们假设，当广播电台发送的频段也能“紧跟”收音机用户更换的话，那么，这种通信方式就是跳频通信。因此，跳频通信可这样描述：通信收发双方同步地改变频率的通信方式称为跳频通信。

2.2同步条件（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。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：跳频频率相同；跳频序列相同；跳频的时钟相同（允许存在一定的误差）。三个条件缺一不可，否则无法实现跳频通信。 3跳频通信的主要特点 3.1抗干扰性强 跳频通信抗干扰的机理是“打一枪换一个地方”的游击策略，敌方搞不清跳频规律，因而具有较强的抗干扰能力。一方面，我方的跳频指令是个伪随机码，其周期可长达十年甚至更长的时间。另一方面，跳变的频率可以达到成千上万个。因此，敌方若在某一频率上或某几个频率上施放长时间的干扰也无济于事。 另外，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。由于频率跳变的速率非常快，因而从宏观上看，跳频系统又是个宽带系统，即扩展了频谱。事实上，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，

跳频通信系统中同步技术研究

跳频通信系统中同步技术研究 作者：李娜 来源：《现代电子技术》2011年第01期 摘要：同步技术是跳频通信系统关键技术之一。针对跳频通信系统中同步的要求，采用同步字头与时间信息相结合的方法实现跳频同步。首先研究了跳频同步方法、同步信息格式和初始同步等问题，最后对同步性能进行了分析。结果表明，该跳频通信系统的同步时间短、捕获概率高、虚警概率低。 关键词：跳频通信；同步字头; 时间信息TOD; 同步方案；同步性能 中图分类号：TN914.41-34文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2011)01-0095-02 Technology of Synchronization in Frequency-hopping Communication System LI Na (Beijing HAIGE SHENZHOU Communications Technology Co. Ltd., Guangzhou HAIGE Communications Group，Beijng 100070, China) Abstract： Synchronization is one of the key technologies of FH communication. The synchronization of frequency hopping is achieved by adopting synchronization head and time of day to meet the requirement of practical development of FH communication system. The method of frequency-hopping synchronization, the format of synchronization information and the capture of synchronization are studied, and the performance of synchronization is analyzed. The results show that the FH communication system has characteristics of short synchronization time, high capture probability and low false probability. Keywords： frequency-hopping communication; synchronization head; TOD; synchronization scheme; synchronization performance 0 引言 跳频通信是现代通信领域中一种有效的抗干扰通信手段，其独特的抗干扰性能使其在军事和民用领域都得到了越来越广泛的应用。由于定时时钟相对误差、传输信道的多普勒频移等因素，跳频通信系统存在时间和频率的不确定性，为保证正常工作，建立和实现准确的跳频同步是关键［1］。 1 跳频同步方法的研究