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跳频技术

            图10.10给出了跳频系统的原理方框图。如果图中的频率合成器被设定在某一频率上,这就是普通的数字调制系统,其射频为一窄带频谱。当利用伪码随机设定频率合成器时,发射机的振荡频率在很宽的频率范围内不断地改变,从而使射频载波亦在一个很宽的范围内变化,于是形成了一个宽带离散谱,如图10.11所示。接收端必须以同样的伪码设定本地频率合成器,使其与发端的频率作相同的改变,即收发跳频必须同步,这样,才能保证通信的建立。解决同步及定时是实现跳频系统的一个关键问题。
跳频信号频谱
公式(10-30)和(10-31)

(1) 跳频抗多径
            跳频抗多径的原理是:若发射的信号载波频率为3。当存在多径传播环境时,因多径延迟的不同,信号到达接收端的时间有先有后。若接收机在收到最先到达的信号之后立即将载波频率跳变到另一频率以上,则可避开由于多径延迟对接收信号的干扰。为此,要求跳频信号驻留时间小于多径延迟时间差,换句话说,要求跳频的速率应足够的快。比如,若多径延迟时间差为1,则要求跳频速率为1。'跳/秒。目前,要实现这样高的跳频速率,跳频通信系统在技术上尚存在困难。所以,目前在数字蜂窝移动通信中采用跳频技术的目的主要用于抗干扰和抗衰落。
(2) 跳频抗同频干扰
            移动通信系统中,地理位置上不同的用户可能使用相同的频率资源,这样这些用户之间会产生干扰,即同频干扰。采用跳频图案的正交性组成正交跳频网,从而避免频率重用引起的同频干扰。即使利用跳频技术构成准正交跳频网,也能使同频干扰离散化,即减少同频干扰的重合次数,从而减少同频干扰的影响。
(3) 跳频抗衰落
            跳频抗衰落是指抗频率选择性衰落。跳频抗衰落的原理是:当跳频的频率间隔大于信道相关带宽时,可使各个跳频驻留时间内的信号相互独立。换句话说,在不同的载波频率上同时发生衰落的可能性很小。对于快跳频系统,应满足传输的符号速率小于跳频速率这一条件,即一位符号是在多个跳频载波上传输。这相当于对符号的频率分集。因为跳频是在时间频率域上进行的,所以每一位符号还是在不同时隙中传输的,这又相当于对符号的时间分集。因此,快跳频技术同时具有频率分集和时间分集。
            对于慢跳频系统,传输的符号速率大于跳频速率,即在一跳驻留时间内传输多个符号。因此,慢跳频不能起到对符号的频率分集作用。但是,采用慢跳频可将深衰落的影响分散开来.从而减轻深衰落对传输的影响。为了更好地发挥跳频抗衰落的作用,可将慢跳频技术与交织编码技术相结合,构成具有时间分集和频率分集作用的隐分集。
 

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