初窥“跳频通信系统中的一些关键技术”

    六七十年代，MIMO技术与OFDM调制技术在实验室相继问世，时隔四十年，这两种技术也将推向**移动通信技术，推向民用通信，从而无线通信的传速速率接近理论极限，研究进入理论瓶颈。与此同时，在某些特殊或极限的情况下的通信系统仍需研究，这种情况包括：

      1、面向卫星的卫星通信与深空通信

      2、战争时期，抵御人为电磁干扰与**的军事通信。

      3、在假想的核战争情况下，如流星余迹通信。

     本次着重探讨的是多用于军事通信领域的扩频通信之一——跳频通信系统。

     扩展频谱通信，简称扩频通信，其基本特点是传输所用信号带宽远远大于信息本身带宽。由于扩展信号的频谱使得扩频通信具有一系列的独特优点，如抗干扰能力强、截获率底、信号隐蔽保密、可用于测距和容易实现码分多址等。其在某种程度上属于伪噪声编码通信的一种。

      扩频通信根据其扩展频谱的方式可以分为直接序列扩频、跳频、跳时以及混合方式，下图给出了直接序列扩频与跳频性能比较【1】：

对于跳频通信系统的关键性技术的研究一般在以下的几个方向（不一定全面）：

1、        关于跳频系统的调制问题。不同的调制方式为跳频系统带来不同的信息速率，也为调频系统带了一些新的特性，并提出了新的要求。目前采用的调制方式有：DPSK、GMSK、FSK、PFSK、OFDM等等。

2、        关于调频系统的跳码序列设计问题。传统的跳频码序列有：线性码m序列、具有及相关与互相关功能的非线性码M序列、RS码。近些年又发展了混沌跳频序列、量子跳频序列，由于其对硬件要求过高，其实现难度较大。

3、        跳频通信中的信道编码，目前采用的编码技术有：向前编码、串行级联码以及Turbo码等等。

4、        跳频系统中的同步问题。这种问题也是跳频系统中最关键的问题，收、发跳频电台之间的同步包括跳频码相位同步和时钟同步。目前采用的同步方法大体可以归为两大类：同步字头法、连续同步法；前者是在通信之前集中发出同步信息，建立同步之后，不需要发端再次提供同步信息；后者直接从跳频信号中直接提取同步信息，在整个通信过程中发端不断将同步信息码插在话音或数据信息码中。

5、        跳频电台的组网。在同一战场中，往往有多个电台同时工作，因此关于跳频系统组网与多址接入的研究显得尤其重要。

针对以上的几个问题，在进行相关资料检索之后，提出以下几个方案：

1、        对基于OFDM调制方式的跳频系统进行仿真，利用SystemView软件单独测试不同跳速、不同信道数、不同频道的抗多径衰落能力。

2、        针对美军的整频段打击方法，提出一种基于自适应跳频的，二维跳频系统。其方法是：将一端大的频谱划分成若干个频段，这若干个频段在收发端都具有相同的转移序列；系统起初收发端对环境进行检测，选择序列最为靠前的可用频段行进送法，通过同步字头建立同步，收发端每隔一段时间仍对环境进行检测，若正在工作的频段已经被破坏，收发端将按照频段序列搜索出下一个可用的频段，再次建立同步，进行收发；如果是数据业务，收端将丢弃上一个时隙的数据包，发端将重传上一个时隙的数据包。