CDMA的基本原理和擴(kuò)頻通信系統(tǒng)

CDMA技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展

20世紀(jì)80年代末,全球范圍從模擬向數(shù)字蜂窩技術(shù)的突然轉(zhuǎn)變,使歐洲的GSM數(shù)字技術(shù)得以迅速推廣,占據(jù)了無可爭(zhēng)議的市場(chǎng)領(lǐng)先地位。幾乎與GSM技術(shù)同時(shí)誕生的還有CDMA技術(shù)。與原來模擬通信系統(tǒng)所采用的FDMA技術(shù)和GSM系統(tǒng)所采用的TDMA技術(shù)相對(duì)應(yīng),CDMA是碼分多址(CodeDivisionMultipleAccess)技術(shù)的英文縮寫,它是在數(shù)字技術(shù)的分支——擴(kuò)頻通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)。正是由于它是以擴(kuò)頻通信技術(shù)為基礎(chǔ)的,能夠更加充分的利用頻譜資源,更加有效的解決頻譜短缺問題,因此被視為是實(shí)現(xiàn)第3代移動(dòng)通信的首選。2CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展階段3

CDMA技術(shù)的發(fā)展,推進(jìn)了3G的實(shí)現(xiàn)進(jìn)程。CDMA技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)歷了如下幾個(gè)階段(如圖3-1所示):IS-95是CDMAOne系列標(biāo)準(zhǔn)中最先發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn),真正在全球得到廣泛應(yīng)用的第一個(gè)CDMA標(biāo)準(zhǔn)是IS-95A,這一標(biāo)準(zhǔn)支持8K編碼話音服務(wù)。其后又分別出版了13K話音編碼器的TSB74標(biāo)準(zhǔn),支持1.9GHz的CDMAPCS系統(tǒng)的STD-008標(biāo)準(zhǔn),其中13K編碼話音服務(wù)質(zhì)量已非常接近有線電話的話音質(zhì)量。隨著移動(dòng)通信對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的增長(zhǎng),1998年,IS-95B標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于CDMA基礎(chǔ)平臺(tái)。IS-95B可提高CDMA系統(tǒng)性能,并增加用戶移動(dòng)通信設(shè)備的數(shù)據(jù)流量,提供對(duì)64kb/s數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持。其后,CDMA2000成為窄帶CDMA系統(tǒng)向第三代系統(tǒng)過渡的標(biāo)準(zhǔn)。CDMA2000在標(biāo)準(zhǔn)研究的前期,提出了1X和3X的發(fā)展策略,但隨后的研究表明,1X和1X增強(qiáng)型技術(shù)代表了未來發(fā)展方向。4

我國(guó)CDMA標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展

中國(guó)CDMA的發(fā)展并不遲,也有長(zhǎng)期軍用研究的技術(shù)積累,1993年國(guó)家863計(jì)劃已開展了CDMA蜂窩技術(shù)研究。1994年高通首先在天津建設(shè)技術(shù)試驗(yàn)網(wǎng)。1998年,具有14萬容量的長(zhǎng)城CDMA商用試驗(yàn)網(wǎng)在北京、廣州、上海、西安建成,并開始小部分商用。1999年4月,我國(guó)成立了中國(guó)無線通信標(biāo)準(zhǔn)研究組CWTS,其主要目的是加強(qiáng)我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)制定工作。CWTS下屬的WG4即為CDMA工作組,它的主要任務(wù)就是制定適合我國(guó)具體情況的CDMA標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)中國(guó)對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的影響力。此后,我國(guó)向國(guó)際電信聯(lián)盟遞交了第三代移動(dòng)通信技術(shù)規(guī)范TD-CDMA標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)在1999年11月結(jié)束的有關(guān)世界第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)制定會(huì)上被最終確定為第三代移動(dòng)通信技術(shù)規(guī)范的系列標(biāo)準(zhǔn)之一。這是中國(guó)提出的電信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第一次被國(guó)際電信聯(lián)盟所采用,同時(shí)也證明了我國(guó)的通信技術(shù)水平已逐漸與世界同步,我們的民族產(chǎn)業(yè)也日益引起世界的矚目。5碼分多址的基本原理

模擬系統(tǒng)是靠頻率的不同來區(qū)別不同用戶的,GSM系統(tǒng)靠的是極其微小的時(shí)差,而CDMA則是靠編碼的不同來區(qū)別不同的用戶。由于CDMA系統(tǒng)采用的是二進(jìn)制編碼技術(shù),編碼種類可以達(dá)到4.4億,而且每個(gè)終端的編碼還會(huì)隨時(shí)發(fā)生變化,兩部CDMA終端編碼相同的可能性是“二百年一遇”,因此,在CDMA系統(tǒng)中進(jìn)行盜碼幾乎不可能。6

正是因?yàn)镃DMA系統(tǒng)是根據(jù)編碼,而不是根據(jù)頻率來區(qū)分用戶的,所以,每個(gè)用戶被分配的帶寬可以很寬,實(shí)際上,CDMA的編碼過程也擴(kuò)展了信號(hào)的頻譜,因而,CDMA通常也用擴(kuò)頻多址(SSMA,SpreadSpectrumMultipleAccess)來表征。在信號(hào)發(fā)送端的編碼過程亦稱為擴(kuò)頻調(diào)制,其所產(chǎn)生的信號(hào)也稱為擴(kuò)頻信號(hào)。在接收端,只有具有正確的碼序列的接收機(jī)才能將接收到的信號(hào)與碼序列進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算,從而恢復(fù)出原始信息。換句話說,信號(hào)對(duì)于不具有正確碼序列的接收機(jī)來講是完全保密的。7擴(kuò)頻通信基本概念

1.背景擴(kuò)頻通信是近年發(fā)展非常迅速的一種技術(shù),它與光纖通信、衛(wèi)星通信,一同被譽(yù)為進(jìn)入信息時(shí)代的三大高技術(shù)通信傳輸方式。它不僅在軍事通信中發(fā)揮出了不可取代的優(yōu)勢(shì),而且廣泛地滲透到了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域,如通信、遙測(cè)、監(jiān)控、報(bào)警和導(dǎo)航等。8

2.定義所謂擴(kuò)頻通信,即擴(kuò)展頻譜通信(SpreadSpectrumCommunication),是一種把信息的頻譜展寬之后再進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。頻譜的展寬是通過使待傳送的信息數(shù)據(jù)被數(shù)據(jù)傳輸速率高許多倍的偽隨機(jī)碼序列(也稱擴(kuò)頻序列)的調(diào)制來實(shí)現(xiàn)的,與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)。在接收端則采用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)同步接收、解擴(kuò),將寬帶信號(hào)恢復(fù)成原來的窄帶信號(hào),從而獲得原有數(shù)據(jù)信息。擴(kuò)頻通信與CDMA的關(guān)系是:CDMA只能由擴(kuò)頻技術(shù)來實(shí)現(xiàn),而擴(kuò)頻通信并不意味著CDMA。9這一定義包含了以下三方面的含義:信號(hào)的頻譜被展寬了2)采用擴(kuò)頻碼序列調(diào)制的方式來展寬信號(hào)頻譜3)在接收端用相關(guān)解調(diào)來解擴(kuò)10

3.實(shí)現(xiàn)條件由上述定義可知,擴(kuò)頻技術(shù)必須滿足兩個(gè)基本要求:

(1)所傳信號(hào)的帶寬必須遠(yuǎn)大于原有信息所需的最小帶寬;(2)所產(chǎn)生的射頻信號(hào)的帶寬與原有信息無關(guān)。11

4.工作原理擴(kuò)頻通信的一般工作原理如圖所示。圖中,在發(fā)送端輸入的信息先經(jīng)過信息調(diào)制形成數(shù)字信號(hào),然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜。展寬后的信號(hào)再經(jīng)過射頻調(diào)制,調(diào)制到較高頻率上再發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號(hào)經(jīng)過射頻解調(diào),恢復(fù)到中頻,然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò)。再經(jīng)信息解調(diào),即恢復(fù)出原始信息。由此可見,—般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行三次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制,二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制,三次調(diào)制為射頻調(diào)制,以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較,擴(kuò)頻通信多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)兩個(gè)部分。12擴(kuò)頻通信工作原理135.特點(diǎn)

隱蔽性好,對(duì)各種窄帶通信系統(tǒng)的干擾很小2)頻譜利用率高,易于重復(fù)使用頻率3)抗干擾性強(qiáng),誤碼率低4)可以實(shí)現(xiàn)碼分多址5)易于數(shù)字化,能夠開展多種通信業(yè)務(wù)

14信號(hào)在接收端解擴(kuò)前后信噪比情況15

擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)信息論中關(guān)于信息容量的仙農(nóng)(Shannon)公式為其中,C為信道容量(bit/s),W為信道帶寬(Hz),P為信號(hào)平均功率(W),N為噪聲平均功率(W)。16

這個(gè)公式說明，在給定的信道容量C不變的條件下,頻帶寬度W和信噪比P/N是可以互換的。也就是說可通過增加頻帶寬度的方法,在較低的信噪比(P/N)情況下以相同的信息率來可靠地傳輸信息,甚至是在信號(hào)被噪聲淹沒的情況下,只要相應(yīng)的增加信號(hào)帶寬,仍然能夠保證可靠地通信。擴(kuò)展頻譜以換取對(duì)信噪比要求的降低,正是擴(kuò)頻通信的重要特點(diǎn),并由此為擴(kuò)頻通信的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。17擴(kuò)頻通信的性能指標(biāo)

處理增益和抗干擾容限是擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的兩個(gè)重要的性能指標(biāo)。

1.處理增益處理增益Gp,也稱擴(kuò)頻增益(SpreadingGain),指的是頻帶擴(kuò)展后的信號(hào)帶寬W與頻譜擴(kuò)展前的信息帶寬ΔF之比,即

18

在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中,接收端要進(jìn)行擴(kuò)頻解調(diào),其實(shí)質(zhì)只是提取出被偽隨機(jī)編碼相關(guān)處理后的帶寬為ΔF的原始信息,而排除掉了寬頻帶W中的外部干擾、噪音和其他用戶的通信影響。因此,處理增益Gp與抗干擾性能密切相關(guān),它反映了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)信噪比的改善程度。工程上常以分貝(dB)表示,即Gp＝10lg(W／ΔF)

除了系統(tǒng)信噪比改善程度之外,擴(kuò)頻系統(tǒng)的其他一些性能也大都與Gp有關(guān)。因此,處理增益是擴(kuò)頻系統(tǒng)的一個(gè)重要性能指標(biāo)。一般來講,處理增益值越大,系統(tǒng)性能越好。19

2.抗干擾容限抗干擾容限是指擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在正常工作條件下可以接收的最小信噪比,即它反映的是系統(tǒng)對(duì)于噪聲的容忍情況,其定義為Mj=Gp-［(S/N)out+Ls］其中,Mj為抗干擾容限;Gp為處理增益；(S/N)out為信息數(shù)據(jù)被正確解調(diào)而要求的最小輸出信噪比；Ls為接收系統(tǒng)的工作損耗。20

例如,一個(gè)擴(kuò)頻系統(tǒng)的處理增益為35dB。要求誤碼率小于10-5的信息數(shù)據(jù)解調(diào)的最小的輸出信噪比(S/N)out＜10dB,系統(tǒng)工作損耗Ls為3dB,則干擾容限Mj＝35-(10+3)＝22dB

這說明,該系統(tǒng)能夠在干擾輸入功率電平比擴(kuò)頻信號(hào)功率電平高22dB的范圍內(nèi)正常工作,也就是說,該系統(tǒng)能夠在負(fù)信噪聲比(-22dB)的條件下,把信號(hào)從噪聲的淹沒中提取出來。由此可見,擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力有多強(qiáng)。21擴(kuò)頻通信的實(shí)現(xiàn)方法按照頻譜擴(kuò)展的方式不同,CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)可以分為基本CDMA和復(fù)合CDMA兩種。其中,基本CDMA主要包括直接序列擴(kuò)頻(DS)、跳頻擴(kuò)頻(FH)和跳時(shí)擴(kuò)頻(TH)三種方式。復(fù)合CDMA包括DS/FH、DS/TH、FH/TH等,如圖所示。22CDMA擴(kuò)頻調(diào)制方式分類圖23

直接序列擴(kuò)頻(DSSS或DS)

1)基本概念所謂直接序列擴(kuò)頻,就是在發(fā)端直接用具有高碼率的擴(kuò)頻碼序列對(duì)信息比特流進(jìn)行調(diào)制,從而擴(kuò)展信號(hào)的頻譜,在收端,用與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò),把展寬的擴(kuò)頻信號(hào)恢復(fù)成原始信息。242)系統(tǒng)組成

直擴(kuò)系統(tǒng)的原理框圖25

圖中,m(t)是原始信號(hào),u(t)為經(jīng)載波cos(ω0t+φ)調(diào)制(相乘)后得到的中頻信號(hào),p(t)是偽隨機(jī)序列信號(hào),s(t)是p(t)對(duì)u(t)進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制后產(chǎn)生的寬帶調(diào)制信號(hào),為了適應(yīng)信道的傳輸特性,s(t)還要與主振蕩器產(chǎn)生的載波cos(ωrt+φ)相乘,得到射頻調(diào)制信號(hào)r(t),r(t)經(jīng)過信道的噪聲疊加后,到達(dá)接收端。在接收端首先進(jìn)行混頻放大,得到中頻信號(hào)q(t),q(t)再經(jīng)偽隨機(jī)序列p(t)的解擴(kuò),得到信號(hào)p(t),p(t)通過中頻濾波濾除了干擾信號(hào),得到信號(hào)y(t),y(t)再與載波cosω0t相乘實(shí)現(xiàn)解調(diào),最終恢復(fù)出原始信號(hào)m(t)。

^^26

直擴(kuò)及解擴(kuò)的方法可以采用BPSK、QPSK及MSK,現(xiàn)在的無線網(wǎng)絡(luò)大都采用的是數(shù)字方式QPSK調(diào)制方式。如上所述,直擴(kuò)系統(tǒng)的接收除了前端的放大變頻之外,還要進(jìn)行解擴(kuò)和解調(diào)。最好是先解擴(kuò)再解調(diào),因?yàn)闊o線信號(hào)在空間傳播會(huì)有很大的信號(hào)衰減。未解擴(kuò)前的信噪比很低,甚至信號(hào)被淹沒在噪音中。一般解調(diào)器難于在很低的信噪比條件下正常解調(diào),會(huì)導(dǎo)致高誤碼率。換句話說,先解擴(kuò),可以通過解擴(kuò)過程獲得擴(kuò)頻增益,提高接收信號(hào)信噪比。然后再進(jìn)行解調(diào),就能保證通信的質(zhì)量和可靠性了。27直擴(kuò)系統(tǒng)傳輸信號(hào)頻譜變化圖28

如圖所示,設(shè)原始信號(hào)m(t)為圖(a)所示的低通信號(hào),經(jīng)過載波調(diào)制后,中心頻率變?yōu)閒0且?guī)捈颖?如圖(b)所示),再經(jīng)過擴(kuò)頻后產(chǎn)生寬帶信號(hào)s(t)(如圖(c)所示),s(t)的帶寬取決于擴(kuò)頻序列信號(hào)的帶寬,最后經(jīng)射頻調(diào)制,中心頻率被搬移到fr(如圖(d)所示)后發(fā)送出去。經(jīng)信道疊加一個(gè)干擾信號(hào),在接收端獲得信號(hào)r(t)(如圖(e)所示),r(t)經(jīng)過變頻放大,中心頻率恢復(fù)到f0,再經(jīng)過解擴(kuò)后,有用信號(hào)變?yōu)檎瓗盘?hào)的同時(shí)干擾信號(hào)變成寬帶信號(hào)(如圖(f)所示),再通過中頻濾波器濾除掉多余的干擾信號(hào),得到信號(hào)y(t),y(t)中的信噪比已經(jīng)大大提高(如圖(g)所示),最后經(jīng)過解調(diào),還原出原始信號(hào)m(t)。29

由以上分析可知,在接收端的解擴(kuò)過程中,由于有用信號(hào)與擴(kuò)頻序列碼的相關(guān)性,從而使其由寬帶解擴(kuò)為窄帶信號(hào),而由于干擾信號(hào)與擴(kuò)頻序列碼的非相關(guān)性,使其由窄帶信號(hào)擴(kuò)展成了寬帶信號(hào),從而使信噪比大大提高,獲得了擴(kuò)頻增益。擴(kuò)頻系統(tǒng)中的多址問題的解決也是基于此道理。由于每個(gè)用戶都有惟一的一個(gè)碼序列,只有當(dāng)接收到的信號(hào)所包含的碼序列與自身的相同時(shí),經(jīng)過解擴(kuò)才可能出現(xiàn)峰值,從而恢復(fù)出原始信號(hào)。相反地,如果接收到信號(hào)的碼序列與自身的不相同,經(jīng)過解擴(kuò)之后其頻譜會(huì)變得更寬,就會(huì)把該信號(hào)作為干擾信號(hào)來對(duì)待,更不會(huì)恢復(fù)出其原始信號(hào)形式。30

3)優(yōu)點(diǎn)及缺陷

(1)直擴(kuò)信號(hào)的功率譜密度低,具有隱蔽性和低的截獲概率,因此抗偵察、抗截獲的能力強(qiáng);另外,功率污染小,即對(duì)其他系統(tǒng)引起的電磁環(huán)境污染小,有利于多種系統(tǒng)共存。

(2)直擴(kuò)偽隨機(jī)序列的偽隨機(jī)性和密鑰量使信息具有保密性,即系統(tǒng)本身具有加密的能力。因?yàn)橛脗坞S機(jī)序列對(duì)信息比特流進(jìn)行擴(kuò)展頻譜,就相當(dāng)于對(duì)信息的加密;而所擁有的碼型不同的偽隨機(jī)序列的數(shù)目,就相當(dāng)于密鑰量。當(dāng)不知道直擴(kuò)系統(tǒng)所采用的碼型時(shí),就無法破譯。31

(3)利用直擴(kuò)偽隨機(jī)序列碼型的正交性,可構(gòu)成直接序列擴(kuò)展頻譜碼分多址系統(tǒng)。在這樣的碼分多址系統(tǒng)中,每個(gè)通信站址分配一個(gè)地址碼(一種偽隨機(jī)序列),利用地址碼的正交性通過相關(guān)接收來識(shí)別出來自不同站址的信息。碼分多址系統(tǒng)中的用戶是共享頻譜資源的。

(4)直接擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)具有抗寬帶干擾、抗多頻干擾及單頻干擾的能力,這是因?yàn)橹苯訑U(kuò)展頻譜系統(tǒng)具有很高的處理增益,對(duì)有用信號(hào)進(jìn)行相關(guān)接收,對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行頻譜擴(kuò)展,使其大部分的干擾功率被接收機(jī)中頻帶通濾波器所濾除。32

(5)直接擴(kuò)展頻譜信號(hào)的相關(guān)接收具有抗多徑效應(yīng)的能力。當(dāng)直擴(kuò)偽隨機(jī)序列的碼片寬度(持續(xù)時(shí)間)小于多徑時(shí)延時(shí),利用相關(guān)接收可以消除多徑時(shí)延的影響,因而直接擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)具有抗多徑干擾的能力。

(6)利用直接擴(kuò)展頻譜信號(hào)可實(shí)現(xiàn)精確的測(cè)距定位。直接擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)除可進(jìn)行通信外,還可利用直接擴(kuò)展頻譜信號(hào)的發(fā)送時(shí)刻與返回時(shí)刻的時(shí)間差,測(cè)出目標(biāo)物的距離。因此,在同時(shí)具有通信和導(dǎo)航能力的綜合信息系統(tǒng)中顯示了直接擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。33

(7)直接擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)適用于數(shù)字話音和數(shù)據(jù)信息的傳輸。這是由于擴(kuò)頻系統(tǒng)本身是數(shù)字系統(tǒng)所決定的。其缺陷在于:

(8)直接序列擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)是兩個(gè)寬帶系統(tǒng),雖然可與窄帶系統(tǒng)電磁兼容，但不能與其建立通信。另外,對(duì)模擬信源(如話音)需作預(yù)先處理(如語音編碼)后,才可接入直擴(kuò)系統(tǒng)。34

(9)直接擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)的接收機(jī)存在明顯的遠(yuǎn)近效應(yīng)。所謂遠(yuǎn)近效應(yīng)是指大功率的信號(hào)(近端的電臺(tái))抑制小功率信號(hào)(遠(yuǎn)端的電臺(tái))的現(xiàn)象。對(duì)此,需要在系統(tǒng)中采用自動(dòng)功率控制以保證遠(yuǎn)端和近端電臺(tái)到達(dá)接收機(jī)的有用信號(hào)是同等功率的。這一點(diǎn),增加了直接擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)在移動(dòng)通信環(huán)境中應(yīng)用的復(fù)雜性。

(10)直接擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)的處理增益受限于碼片(chip)速率和信源的比特率,即碼片速率的提高和信源比特率的下降都存在困難。處理增益受限,意味著抗干擾能力受限,多址能力受限。

35頻率跳變(FH,FrequencyHopping)技術(shù)

1)基本概念所謂跳頻,簡(jiǎn)單來講,就是用一定的碼序列進(jìn)行選擇的多頻率頻移鍵控。具體來講,跳頻就是給載波分配一個(gè)固定的寬頻段并且把這個(gè)寬頻段分成若干個(gè)頻率間隙(稱為頻道或頻隙),然后用擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行頻移鍵控調(diào)制,使載波頻率在這個(gè)固定的頻段中不斷地發(fā)生跳變。由于這個(gè)跳變的頻段范圍遠(yuǎn)大于要傳送信息所占的頻譜寬度,故跳頻技術(shù)也屬于擴(kuò)頻。36

由上述可見,跳頻的實(shí)質(zhì)是頻移鍵控,但又不同于一般的頻移鍵控。簡(jiǎn)單的頻移鍵控,如2FSK只有兩個(gè)頻率,分別代表傳號(hào)和空號(hào)。而跳頻系統(tǒng)卻可能有幾個(gè)、幾十個(gè)、甚至上千個(gè)頻率,由所傳信息與擴(kuò)頻碼的組合去進(jìn)行選擇控制,不斷跳變。另外,跳頻技術(shù)也與直接序列擴(kuò)頻技術(shù)不同,是另一種意義上的擴(kuò)頻。它不像直擴(kuò)技術(shù)那樣直接對(duì)被傳送信息進(jìn)行擴(kuò)譜,從而獲得處理增益。跳頻相當(dāng)于瞬時(shí)的窄帶通信系統(tǒng),只是由于跳頻速率很快,跳變的頻譜范圍比實(shí)際信息帶寬更寬,從而在宏觀上實(shí)現(xiàn)頻譜的擴(kuò)展。37

2)跳頻技術(shù)指標(biāo)與抗干擾的關(guān)系

(1)跳頻帶寬。跳頻帶寬的大小與抗部分頻帶的干擾能力有關(guān)。跳頻帶寬越寬,抗寬帶干擾的能力越強(qiáng)。所以希望能全頻段跳頻。例如,在短波段,從1.5MHz到3MHz全頻段跳頻;在甚高頻段,從30MHz到80MHz全頻段跳頻。

(2)跳頻頻率的數(shù)目。跳頻頻率的數(shù)目與抗單頻干擾及多頻干擾的能力有關(guān)。跳變的頻率數(shù)目越多,抗單頻、多頻以及梳狀干擾的能力就越強(qiáng)。在一般的跳頻電臺(tái)中,跳頻的頻率數(shù)目不超過100個(gè)。38

(3)跳頻的速率。跳頻的速率是指每秒鐘頻率跳變的次數(shù),它與抗跟蹤式干擾的能力有關(guān)。跳頻的速率越快,抗跟蹤式干擾的能力就越強(qiáng)。一般在短波跳頻電臺(tái)中,目前其跳速不超過100跳／秒。在甚高頻電臺(tái)中,一般跳速在500跳／秒。對(duì)某些更高頻段的跳頻系統(tǒng)可工作在每秒幾萬跳的水平。

(4)跳頻碼的長(zhǎng)度(周期)。跳頻碼的長(zhǎng)度決定跳頻圖案延續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短,這個(gè)指標(biāo)與抗截獲(破譯)的能力有關(guān)。跳頻圖案延續(xù)時(shí)間越長(zhǎng),敵方破譯越困難,抗截獲的能力也越強(qiáng)。跳頻碼的周期可長(zhǎng)達(dá)10年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。39

(5)跳頻系統(tǒng)的同步時(shí)間。跳頻系統(tǒng)的同步時(shí)間是指系統(tǒng)使收/