作为扩频通信中的两个基本调制技术,跳频技术的产生最初是为了确保军事中不利战斗条件下通信的安全和可靠。在传统跳频系统中,发射机根据预先指定的算法将可用频率按伪随机方式跳变,接收机与发射机严格同步并保持调谐到相同的中心频率。43214
针对跳变周期,跳频可以有两种模式:快跳频(FFH)模式和慢跳频(SFH)模式[2]。在快跳频系统中,跳频系统的跳频速率高于信息调制器输出的符号速率,一个信息符号需要占据多个跳频时隙;而在慢跳频系统中,跳频系统的跳频速率低于信息调制器输出的符号速率,一个跳频时隙里可以传输多个信息符号。对于跳频系统来说,在无线传输过程中,频率按伪随机方式跳变可以最大限度地减少敌方干扰和非法拦截的可能性
1978年,Cooper和Nettleton[3]首先针对移动通信提出了一个差分相移键控的多址跳频(FHMA)系统。同样在1978年后期,Viterbi[4]首创性地将多进制频移键控(MFSK)应用在低速多址移动卫星系统中。在此之后,多进制频移键控被广泛应用在多址跳频系统中[5]-[8]。传统跳频方案的主要局限有:(1)对频率捕获的要求太高。在现有的跳频系统中,发射机的频率和接收机的频率必须保持严格的同步。对同步的要求之高直接影响了系统的复杂性,对系统的设计和性能也有着很大的影响,这也决定了频率同步问题是快跳频系统设计中的一个巨大挑战。(2)当带宽较大时,系统的频谱效率很低。跳频系统通常来说都要求带宽很大,这也是与跳频速率和总有效信道数量成比例的。在传统的多址跳频系统中,每个用户按照它自己的PN序列独立地跳变,而只要两个用户同时跳到同一个频带内^751!文`论^文'网www.751com.cn,就会发生碰撞。主要受碰撞冲突的影响和制约,人们一直无法提高传统跳频系统的频谱效率。通过查阅相关文献[9]-[10],我们发现人们已经尝试采用高维调制方案来提高跳频系统的频谱效率,并做了大量工作。随着对高数据率无线通信中安全性能的要求不断提高,需要发展更为高效且实用的新技术论文网。
无线通讯中,各类噪声和干扰信号都会影响通信质量。通过最近几十年以来坚持不懈的努力,在当前我国的军事通信领域,以扩频技术为基础的无线通讯抗干扰系统已然成形。来自系统外部的故意干扰和系统内部自身的干扰都应该作为系统设计的考虑因素,而目前绝大部分通信系统都缺乏相应的设计。在现代战争中,军事通信作为重要环节,其重要性越来越高,许多新研发的通信技术和干扰技术不断得到运用,但随之而来的抗干扰问题也日渐不容忽视,电子通讯和信息网络发展受到严重限制,更先进的抗干扰技术应运而生。在现如今充满挑战的电磁环境下,需要我们对无线通讯抗干扰技术作更加全面且深层次的钻研,任何突破与进展对我国军事通信的前景都将会有深远的影响。
在众多新颖的抗干扰技术中,美国密西根州立大学宽带接入无线通信实验室(BAWC)提出的消息驱动的跳频(Message-driven Frequency Hopping,MDFH) 则是具有较高频谱效率的一种抗干扰方式[11]。它由信源信号直接控制选频过程,其本质上是一种多手段联合的广义抗干扰技术,有必要对其进行深入研究。