通信工程师传输与接入跳频扩频系统

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10.4.3 跳频扩频系统

一个普通的窄带通信系统，如果其中心频率在不断变化，那么就是一种跳频通信系统。实际的跳频通信系统的频率变化是由跳频伪随机序列来控制的，因而其频率的变化也遵循着一定的规律。虽然在每一个瞬间系统的信号为窄带的，但是在一段时间来看，信号表现为宽带的，因此也称为跳频扩频系统（FHSS）但通常简称为跳频通信系统。

图10-20给出了跳频通信系统的组成方框图。

发送端用伪随机序列控制频率合成器的输出频率，经过混频后，信号的中心频率就按照 跳频频率合成器的频率变化规律来变化。接收端的跳频频率合成器与发送端按照同样的规律跳变，因此在任何一个时刻，接收端跳频频率合成器输出的频率与接收信号正好相差一个中频。这样，混频后就输出了一个稳定的窄带中频信号。此中频信号经过窄带解调后就可以恢复出发送的数据。与直扩系统一样，跳频系统同样需要同步。

跳频系统在每一个频率上的驻留时间的倒数称为跳频速率。当系统跳频速率大于信息符号速率时，该系统称为快跳系统。此时系统在多个频率上依次传送相同的信息，信号的瞬时带宽往往由跳频速率决定。

跳频系统的频率随时间变化的规律称为跳频图案。为了直观地显示跳频系统的跳频规律，可以用图形方式将跳频图案显示出来。图10-21给出了一种跳频图案。

该跳频图案中共有8个频率点，频率跳变的次序为力，f1、f2、f3、f4、f5及f6。

实际应用中，跳频图案中频率的点数从几十个到数千个不等。一般认为跳频系统的处理增益就等于跳频点数，如当跳频频率点为200个时，其处理增益即为23dB.而跳频系统完成一次完整跳频过程的时间也很长，在每个跳变周期中，一个频率有可能出现多次。跳频图案中两个相邻频率的最小频率差称为最小频率间隔。跳频系统的当前工作频率和下一时刻工作频率之间的频差的最小值称为最小跳频间隔。实际的最小跳频间隔都大于最小频率间隔，以避免连续几个跳频时刻都受到干扰。

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