跳频通信系统(跳频序列).ppt

跳频通信系统 四、跳频通信系统中的跳频序列 大纲 跳频序列概述 跳频序列的性能参数 跳频序列设计的理论限制 跳频序列设计方法 跳频序列性能测试 跳频的目的（1） 躲避干扰：通过载频的跳变可有效地对抗定频干扰；只要跳变的频隙数目足够多，跳变范围足够宽，就能较好的抗宽频带阻塞式干扰；只要跳变速率足够高，就能有效的躲避转发式干扰或频率跟踪式干扰。 防止截获：载波频率的快速跳变，使得敌方难以截获信息。即使部分载波频率被截获，由于跳频序列的伪随机性，敌方也无法预测跳频电台将要跳变到哪一频率 跳频的目的（1） 多址组网：利用跳频序列的正交性，可构成跳频码分多址系统，共享频谱资源。在通信网中，采用不同的跳频序列作为地址码，发信端可根据接收端的地址码选择通信对象。 对抗衰落：载波频率的快速跳变，具有频率分集的作用，只要跳变的频率间隔大于衰落信道的相关带宽，并且跳频驻留时间（时隙宽度）又很短的话，跳频通信系统就具有抗衰落的能力。 跳频通信的中一个关键问题 前述四种跳频通信的目的都需要依靠载频的跳变实现，因此载频如何进行跳变对一个跳频通信系统的各项性能有着至关重要的作用。载频跳变的规律可以用跳频序列来表示，因此跳频通信中的一个关键问题就是:设计性能优良的跳频序列。 祝家庄迷宫 一个不好的跳频序列 跳频序列具有很强的规律性； 跳频间隔只有一个频率间隔； 难以找到大量的正交序列。 一个良好的跳频序列 跳频序列具有伪随机性； 跳频间隔至少为三个频率间隔； 可以设计大量的正交序列。 跳频序列的作用及其研究内容 跳频序列的作用 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，发信端根据接收端的地址码选择通信对象。当许多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。 跳频序列理论的研究内容 寻找跳频序列设计时的理论限制 设计出达到或接近理论限的跳频序列 一些相关的定义 设有q个频隙可供跳频，形成频隙集合： 长度为L的某个跳频序列可表示如下： 设跳频网里共有u个用户，每个用户采用彼此不同的跳频序列，我们将u个用户使用的跳频序列集合记为 其中N为序列族中序列的个数。 跳频序列的汉明相关 对于跳频序列编码，汉明相关是一个非常重要的概念。在一个战术战场上，分布着许多跳频电台，要做到无互相干扰是相当困难的。由于各用户跳频起始相位的不同和传输时延的差异的原因，在某一时隙，可能有两个或多个用户的信号载频跳到同一频隙上，造成频率重合干扰，使接收机的解调输出发生误码。频率重合也称击中或碰撞。表征这一参数的数学术语就是汉明相关。 周期汉明相关 周期汉明相关的定义 表示两个跳频序列X和Y在相对时延为 时，在一个序列周期里发生频隙重合的次数。显然， 越小，两个跳频序列之间的重合次数就越小，也就是两个用户之间的相互干扰就越小。 非周期汉明相关 非周期汉明相关的定义 由非周期汉明相关的定义可知，非周期汉明相关将所有超过所取序列的长度L的相关值都认为是0，因此，周期汉明相关总是大于或等于非周期汉明相关。 由汉明相关得出的两个参数 。H(X)表示汉明自相关的最大旁瓣，即序列X与其自身平移之间重合次数得最大值，该参数影响系统的同步性能 ； 。H(X,Y)表示汉明互相关的峰值，即序列X与序列Y在任何时延下重合次数的最大值，该参数影响系统的抗干扰性能和多址组网性能。 游程的定义 设a={ai}为GP(p)上周期为L的周期序列，将其一个周期的元素（a0, a1, …aL-1）依次排列在一个圆周上，使得aL-1与a0相邻。设 ,则在这个圆周上，形如 的一连串码元相同的项，称为序列a={ai}的一个周期中的一个长度为m的 游程。 序列a={ai}的游程所具有的最大的长度mmax称为序列的最大游程长度。 跳频序列设计的要求（1） 每一个跳频序列都可以使用频隙集合中的所有频隙，以实现最大的处理增益； 跳频序列集合中的任意两个跳频序列，在所有相对时延下发生频隙重合的次数尽可能少，也就是要求H(X,Y)越小越好； 跳频序列集合中的任意跳频序列，与其平移序列的频隙重合次数尽可能少，也就是要求H(X)越小越好； 为了有更多的跳频序列以提供用户使用，实现多址通信，要求跳频序列集合中的序列数目尽可能多； 跳频序列设计的要求（2） 跳频序列族的数量尽可能多，在实际中可以更换使用，这样可以提高跳频系统的必威体育官网网址性能； 在某些工程应用中，要求跳频序列能控制实现宽间隔跳频，即要求在相邻的跳频时隙里发射的两个载波的频率间隔大于某个规定的值； 为了使跳频系统具有良好的抗干扰性能，应使