跳频扩频技术中文资料与外文翻译

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1、跳频扩频技术 跳频扩频（ FHSS）的传输无线电信号，通过快速切换方法的载波频率在许多渠道 ，使用伪随机序列发射器和接收器 。 它是利用作为多址接入方法在跳频码分多址接入 （ FH-CDMA）的计划。 扩频传输提供一个固定的频率传输的三个主要优点： 1.扩频信号是高抗窄带干扰 。重新收集传播信号的过程中展开的干扰信号，使其回落到后台。 2.扩频信号是难以拦截。一个跳频信号只出现在窄带接收机的背景噪声的增加。窃听者只能够拦截传输，如果被称为伪随机序列。 3.扩频传输，可以与许多传统的传 输类型的频带，以最小的干扰。扩频信号加噪音极小狭窄的高频通信，反之亦然。作为一个结果，可以更有效地利用带宽。

2、历史 跳频的概念跳频首次提到在 1903 年美国专利 723188 美国专利 725605 特斯拉在1900 年 7 月。特斯拉来到展示了世界上第一个无线电遥控潜水船在 1898 年，当它成为明显的控制无线信号的船需要的是从安全“受到干扰，拦截，或以任何方式干预后的想法。” 他的专利涉及两个根本不同的技术实现的抗干扰能力，这两个的作用，通过改变载波的频率或其他专属特性。首先有一个发射器，同时在两个或两个以上的 不同频率和一个接收器，在每一个人的传播频率进行调整，为了控制电路响应，工作。第二种方法使用可变频率的发射器，由一个编码轮，在预定的方式改变发射频率控制。这些专利描述跳频频率的基本原则和频

3、分复用，电子与门的逻辑电路。 跳频无线电先驱乔纳森 Zenneck 的书无线电报 （德国， 1908 年，英文翻译 McGraw Hill 出版社， 1915）也提到，虽然 Zenneck 自己指出， 德律风根已经尝试过了几年前。zenneck 的书是一个时间领先的文本，它是可能的，许多后来的工程师们意识到这一点。德国军队在第一次世界大战中， 英国的力量，没有技术，按照顺序，以防止窃听有限使用固定指挥点之间的通信跳频。一位波兰工程师， 伦纳德 Danilewicz ，来到了在1929 年的想法。在 20 世纪 30 年代被其他几个专利，包括一个由威廉 Broertjes（德国1929 年， 美

4、国专利 1869695 ， 1932 年）。第二次世界大战期间，美国陆军通信兵发明了一种称为 SIGSALY 罗斯福和丘吉尔之间，其中纳入扩频通信的通信系统，但由于其绝密性质， SIGSALY 的存在并没有成为直到 20 世纪 80 年代闻名。 跳频频率最有名的发明是七喜拉马尔和作曲家乔治安 太尔 ，于 1942 年获得美国专利 2292387 为他们的“秘密通讯系统”的女主角。拉马尔学会了在国防她与她的前夫出席会议弗里德里希曼德尔认为，无线电制导导弹的信号很容易被卡住。安太尔拉马尔版本频率跳频采用了钢琴辊，其中 88 频率改变，旨在使无线电制导鱼雷的敌人更难检测或堵塞。该专利在专利检索来点亮

5、时， ITT 公司和其他私人公司开始开发拉马尔专利虽然没有直接影响到后续技术的码分多址 （ CDMA）的的扩频平民的形式，在 20 世纪 50 年代。这是在事实上正在进行的军事研究，在麻省理工学院林肯实验室 ， MAGNAVOX 政府及工业电子公司， ITT 公司和 Sylvania 的电子系统 ，导致在 20 世纪 50 年代早期的扩频技术。雷达系统和技术上称为“相类似的概念，编码”的平行研究也有一个扩频发展的影响。 军事用途 扩频信号具有很强的耐蓄意干扰 ，除非对手有知识的传播特性。 军事无线电使用加密技术，产生控制下的一个秘密通道序列传输的安全性金钥 （ TRANSEC），发送者和接收者

6、份额推进。 跳频本身，只提供有限的保护，防止窃听和干扰。有一个简单的算法，有效地发现序列的频率。要解决这个弱点，最现代化的军事跳频电台聘请独立的加密设备如KY-57 。 美国军用无线电设备使用跳频包括 JTIDS / MIDS 的家庭， 有快速和SINCGARS 。 民用 由于美国联邦通信委员会 （ FCC）的修订规则，以允许在不受管制的 2.4 GHz 频段的跳频扩频系统，在这一带的许多消费电子设备采用不同的扩频模式。 已经制定了无牌使用 900 兆赫频段，采用跳频扩频技术的一些步话机 。几个这样的收音机销售的名义下的极端无线电服务 （ eXRS）。尽管名称相似的 FRS 分配，该系统是一个

7、专有的设计，而不是正式的美国联邦通信委员会（ FCC）分配服务。 商业用途 扩频系统 1976 年由罗伯特狄克逊，出版书号 0-471-21629-1 ，是这项技术的商业化的一个重要的里程碑。以前的出版物，要么归入军事报告或学术论文在狭窄的副标题。狄克逊的书是第一个全面的技术非保密审查，并为增加科研投入商业应用的阶段。 最初的扩频商业用途开始在 20 世纪 80 年代在美国三大体系：赤道几内亚通信系统是非常小的光圈（ VSAT ）卫星终端系统为飞机导航报纸新闻专线服务，德尔北技术的无线电导航系统除尘作物和类似用途的，和高通公司的 OmniTRACS 系统通信车。在高通和赤道几内亚 系统，扩频启

8、用以来，观看多个卫星小天线，扩频处理增益，消除干扰。城北系统采用扩频的高带宽，提高定位精度。 1981 年，美国联邦通信委员会开始探索在调查案卷的通知，允许一般民用扩频。这案卷，提出了 FCC 和 FCC 的工作人员由迈克尔马库斯然后定向。立案的提案频谱使用者和无线电设备制造商的普遍反对，虽然他们支持的惠普公司，由当时的实验室组，支持该建议，以后将成为部分安捷伦 。 1985 年 5 月决定允许在此案卷 3 阶权力扩频未经许可使用 1 瓦。 FCC 当时表示，它欢迎在扩频的额外请求其他 bands.The 导致成文的规则，现在为 47 CFR 15.247 允许的 Wi-Fi ， 蓝牙 ，和许

9、多其他产品，包括无绳电话。这些规则，然后将其复制在其他许多国家。 .高通公司 CDMA 的商业化的决定后 2 个月内成立。 技术的考虑 跳频所需的总带宽是远远超过传输所需的更广泛的信息只使用一个载波频率 。 然而，由于传输只发生在任何特定时间的一小部分在此带宽，有效的干扰带宽是真的一样。虽然热噪声对宽带没有提供额外的保护，跳频方式减少窄带干扰所造成的退化。 跳频系统的挑战之一是同步发射器和接收器。 一种方法是有保 证的发射机将使用在一个固定的时间内的所有通道。接收器可以找到发射机挑选一个随机的信道和监听该通道上的有效数据。变送器的数据是由一个特殊的数据序列，这是不可能发生在此通道和段可以有一个

10、数据段的校验，完整性和进一步鉴定确认。 发射器和接收器，可以使用固定的信道序列表，因此，一旦同步，他们可以按照表保持沟通。每个通道上段，变送器可以在表发送其当前位置。 在美国， FCC 第 15 部分无牌制度，在 900 兆赫和 2.4 千兆赫频段，允许更多比非扩频系统的电源。跳频和直接序列系统可以在 1 瓦传输。限额增加 1 毫瓦至 1 瓦或增加千倍。 美国联邦通信委员会 （ FCC）的规定的渠道和最大的停留时间，为每个通道的最低数量。 在一个真正的多点广播系统，空间允许多个相同的频率上传输可能使用多个无线电在一个地理区域。 创建系统的数据传输速率高于渠道单一的香农极限的可能性。扩频系统不违

11、反 Shannon 极限。扩频系统依靠过剩的信号信噪比的频谱共享。这个属性也可以看到 MIMO 和 DSSS 系统中波束定向天线，也有利于提高系统性能，提供远程无线电通讯设备之间的隔离。 技术称为 20 世纪 40 年代以来，自 20 世纪 50 年代，在军事通信系统中使用的“ 扩散”，在较宽的频率范围比最低要求高出几个数量级的无线电信号。使用类似于噪声的载波扩频的核心原则是，顾名思义，带宽远远超过简单的点至点的通讯需要，在相同的数据速率广泛。 DS（直接序列）是更好的抗窄带干扰的连续时间，而跳频（跳频）是在抗脉冲干扰。 在 DS 系统，窄带干扰影响检测性能一 样多，如果干扰功率量在整个信号带

12、宽，传播时，往往会不会有太大的比背景噪声强。 相比之下，在信号带宽是低的窄带系统，接收信号的质量将受到严重的干扰功率降低，如果发生信号带宽集中。 抗窃听的传播代码（ DS 系统） 或的频率，跳频模式（ FH 系统）是经常未知任何对他们的信号是意想不到的，在这种情况下，“加密”信号，并降低对手的决策意识的机会它。此外，对于一个给定的噪声功率谱密度 （ PSD）扩频系统需要窄带系统，因此如果之前传播的比特率是相同的功率相同金额的蔓延之前，每比特的相同数量的能量，但由于信号传播的力量是在一个大的带宽，信号的 PSD 要低得多 - 往往比噪声PSD 明显降低 - 可能使对手无法确定是否存在于所有的信号。然而，对于关键任务应用，特别是那些采用市售无线电，扩频无线电没有本质提供足够的安全性。“ .只 用