跳頻擴頻通信系統

跳頻擴頻通信系統是頻率跳變擴展頻譜通信系統（Frequecy Hopping Spread Spectrum Communication Systems，FH-SS）的簡稱，或更簡單地稱為跳頻通信系統，確切地說應叫做“多頻、選碼和頻移鍵控通信系統”。它是用二進制偽隨機碼序列去離散地控制射頻載波振蕩器的輸出頻率，使發射信號的頻率隨偽隨機碼的變化而跳變。跳頻系統可供隨機選取的頻率數通常是幾千到 個離散頻率，在如此多的離散頻率中，每次輸出哪一個是由偽隨機碼決定的。頻率跳變擴展頻譜通信系統的簡化方框圖參見圖1-6。

圖1-6 頻率跳變擴頻通信系統簡化方框圖

（a） 發射系統；（b） 接收系統

頻率跳變擴頻通信系統與常規通信系統相比較，最大的差別在于發射機的載波發生器和接收機中的本地振蕩器。在常規通信系統中這二者輸出信號的頻率是固定不變的，然而在跳頻通信系統中這二者輸出信號的頻率是跳變的。在跳頻通信系統中發射機的載波發生器和接收機中的本地振蕩器主要由偽隨機碼發生器和頻率合成器兩部分組成。快速響應的頻率合成器是跳頻通信系統的關鍵部件。

跳頻通信系統發信機的發射頻率，在一個預定的頻率集內由偽隨機碼序列控制頻率合成器（偽）隨機的由一個跳到另一個。收信機中的頻率合成器也按照相同的順序跳變，產生一個和接收信號頻率只差一個中頻頻率的參考本振信號，經混頻后得到一個頻率固定的中頻信號，這一過程稱為對跳頻信號的解跳。解跳后的中頻信號經放大后送到解調器解調，恢復出傳輸的信息。

在跳頻通信系統中，控制頻率跳變的指令碼（偽隨機碼）的速率，沒有直接序列擴頻通信系統中的偽隨機碼速率高，一般為幾十b/s~幾kb/s。由于跳頻系統中輸出頻率的改變速率就是擴頻偽隨機碼的速率，所以擴頻偽隨機碼的速率也稱為跳頻速率。根據跳頻速率的不同，可以將跳頻系統分為頻率慢跳變系統和頻率快跳變系統兩種。

假設數據調制采用二進制頻移鍵控調制，Tb是一個信息碼元比特寬度，每 秒數據調制器輸出兩個頻率中的一個。每隔 秒系統輸出信號的射頻頻率跳變到一個新的頻率上。若 ＞ ，這樣的頻率跳變系統稱為頻率慢跳變系統。現舉例說明頻率慢跳變系統的工作過程，參見圖1-7。

圖1-8頻率快跳變系統頻率跳變示意圖

圖1-7中， ， ， 。數據調制器根據二進制數據信號選擇兩個頻率中的一個，即每隔 秒數據調制器從兩個頻率中選擇一個。頻率合成器有8個頻率{ ， ， ， ， ， ， ， }可供跳變，每傳送3個比特后跳變到一個新的頻率。該頻率跳變信號在收信機中同本地參考振蕩信號進行下變頻，參考本振頻率的集合為{ ， ， ， ， ， ， ， }，下變頻后的中頻信號集中在頻率為 、寬度為 的頻帶中。

在頻率慢跳變系統中，頻率的跳變速度比數據調制器輸出符號的變化速度慢。若在每個數據符號中，射頻輸出信號的頻率跳變多次，這樣的頻率跳變系統就叫做頻率快跳變系統。圖1-8給出了頻率快跳變系統輸出射頻信號的頻率。

在圖1-8中， ，頻率合成器有16個頻率{ ， ， ，， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， }， ， 。