《擴(kuò)頻通信技術(shù)及應(yīng)用》課件第4章

第4章跳頻通信系統(tǒng)

4.1跳頻系統(tǒng)簡介4.2跳頻系統(tǒng)的信號分析4.3跳頻系統(tǒng)的跳頻圖案4.4跳頻系統(tǒng)的發(fā)送端4.5跳頻系統(tǒng)的接收端4.6跳頻系統(tǒng)的抗干擾性能4.7跳頻系統(tǒng)的特點(diǎn)及其與直擴(kuò)系統(tǒng)的比較4.8跳時系統(tǒng)4.9混合擴(kuò)頻系統(tǒng)

4.1跳頻系統(tǒng)簡介

跳頻系統(tǒng)的組成如圖4-1所示。用信源產(chǎn)生的信息流a(t)調(diào)制頻率合成器產(chǎn)生的載頻，得到射頻信號。頻率合成器產(chǎn)生的載頻受偽隨機(jī)碼的控制，按一定規(guī)律跳變。跳頻系統(tǒng)的解調(diào)多采用非相干或者差分解調(diào)，因而調(diào)制方式多

采用模擬的FM和數(shù)字的MFSK等可進(jìn)行非相干解調(diào)的調(diào)制方式。圖4-1跳頻系統(tǒng)的組成框圖在接收端，接收到的信號與干擾信號經(jīng)高放濾波后送至混頻器。接收機(jī)的本振信號也是一頻率跳變信號，跳變

規(guī)律是相同的。兩個頻率合成器產(chǎn)生的頻率相對應(yīng)，但對應(yīng)的頻率有一頻差fI，正好為接收機(jī)的中頻。只要收發(fā)雙方的偽隨機(jī)碼同步，就可使收發(fā)雙方的跳頻源——頻率合成器產(chǎn)生的跳變頻率同步，經(jīng)混頻器后，就可得到一不變的中頻信號，然后對此中頻信號進(jìn)行解調(diào)，就可恢復(fù)出發(fā)送的信息。而對干擾信號而言，由于不知道跳頻頻率的變化規(guī)律，與本地的頻率合成器產(chǎn)生的頻率不相關(guān)，因此，不能進(jìn)入混頻器后面的中頻通道，不能對跳頻系統(tǒng)形成干擾，這樣就達(dá)到了抗干擾的目的。在這里，混頻器實(shí)際上擔(dān)當(dāng)

了解跳器的角色，只要收發(fā)雙方同步，就可將頻率跳變信號轉(zhuǎn)換成一固定頻率(中頻fI)的信號。

4.2跳頻系統(tǒng)的信號分析

設(shè)信源產(chǎn)生的信號a(t)為雙極性數(shù)字信號，則(4-1)式中：an為信息碼，取值為+1或－1。(4-2)Ta為信息碼元寬度。調(diào)制采用FSK調(diào)制。由頻率合成器產(chǎn)生的頻率為fi，則

fi∈{f1，

f2，f3，…，fN}

(4-3)

即fi在(i－1)Th≤t＜iTh內(nèi)的取值為頻率集{f1，f2，f3，…，fN}中的一個頻率，由偽隨機(jī)碼確定，Th為每一頻率(每一跳)的持續(xù)時間或駐留時間。這樣，用a(t)去調(diào)制頻率合成器產(chǎn)生的頻率fi，可得射頻信號為

s(t)=a(t)cosωit

(4-4)接收端收到的信號為

r(t)=s(t)+n(t)+J(t)+sJ(t)

(4-5)

式中：s(t)為信號分量；n(t)為噪聲分量(高斯白噪聲)；J(t)為干擾信號分量；sJ(t)為不同網(wǎng)的跳頻信號。

接收端頻率合成器產(chǎn)生的頻率受與發(fā)端相同的偽隨機(jī)碼產(chǎn)生器的控制，產(chǎn)生的頻率fj′為接收頻率合成器產(chǎn)生的頻率集中的一個，即有(4-6)在混頻器中，接收到的信號與本振相乘，得(4-7)下面分別討論式(4-7)中的四個分量。首先看信號分量s′(t)，即(4-８)現(xiàn)已知收發(fā)兩端的頻率合成器產(chǎn)生的頻率是一一對應(yīng)的，且受相同的偽隨機(jī)碼的控制，控制方式是相同的，只是兩個偽隨機(jī)碼的初始相位可能不同。若使兩偽隨機(jī)碼的初始相位相同，即同步，就可使收發(fā)雙方的頻率合成器產(chǎn)生的頻率同步，即有i=j。這樣，收端頻率合成器產(chǎn)生的頻率正好比發(fā)端的頻率高出一個中頻fI(也可低一個中頻)，經(jīng)混頻，取下邊帶，可得信號分量為(4-9)經(jīng)濾波后為(4-10)為一固定中頻信號，與非跳頻系統(tǒng)送入解調(diào)器的信號是相同的，經(jīng)解調(diào)后，可恢復(fù)出傳送的信息a(t)，從而完成信息的傳輸。對n′(t)分量，由于n(t)為高斯白噪聲，經(jīng)混頻后，噪聲分量與一般的非跳頻系統(tǒng)一樣，沒有變化，也就是說，跳頻系統(tǒng)對白噪聲無處理增益。

對干擾分量J′(t)，由于不知道跳頻頻率的變化規(guī)律，即不能得到跳頻系統(tǒng)的信息，經(jīng)混頻后，被搬移到中頻頻帶以外，不能進(jìn)入解調(diào)器，也就不能形成干擾，從而達(dá)到了抗干擾的目的。J(t)要有效地干擾跳頻信號s(t)，就必須與s(t)的頻率始終相同，否則是無能為力的。

sJ′

(t)分量是由其他網(wǎng)產(chǎn)生的跳頻信號，不同網(wǎng)有不同的跳頻圖案。在組網(wǎng)時，已考慮到了不同網(wǎng)之間的相互干擾問題，即應(yīng)使其頻率跳變是正交的，互不重疊。不同網(wǎng)的信號由于頻率跳變的規(guī)律不同，故不能形成干擾。從跳頻系統(tǒng)的信號分析來看，跳頻系統(tǒng)的抗干擾機(jī)理是這樣的：發(fā)送端的載頻受偽隨機(jī)碼的控制，不斷地、

隨機(jī)地改變，躲避干擾。在接收端，用與發(fā)端相同的偽隨機(jī)碼控制本地頻率合成器產(chǎn)生的頻率，使之與發(fā)端的載頻同步跳變，混頻后使之進(jìn)入中頻頻帶內(nèi)；對于干擾信號，由于不知道跳頻系統(tǒng)的載頻變化規(guī)律，經(jīng)接收機(jī)接收，不能進(jìn)入中頻頻帶內(nèi)，也就不能形成干擾。這樣，跳頻系統(tǒng)就達(dá)到了抗干擾的目的。由此可見，跳頻系統(tǒng)的抗干擾機(jī)理與直擴(kuò)系統(tǒng)是不同的。跳頻系統(tǒng)以躲避干擾的方式抗干擾，可以認(rèn)為是一種主動式抗干擾方式；而直擴(kuò)系統(tǒng)用把干擾功率分散的方法來降低干擾功率，提高解調(diào)器的輸入信干比，以此來達(dá)到抗干擾的目的，故可以認(rèn)為是一種被動式的抗干擾方式。如果各個瞬時頻帶相鄰或者互相重疊，則按照處理增益為射頻帶寬與信息帶寬之比可得

由此可見，跳頻系統(tǒng)的抗干擾性能即處理增益是與跳頻系統(tǒng)的可用頻道數(shù)N成正比的，N越大，射頻帶寬B射頻越寬，抗干擾能力越強(qiáng)?！躈

4.3跳頻系統(tǒng)的跳頻圖案

4.3.1跳頻圖案的概念和設(shè)計(jì)要求

用來控制載頻跳變的多值序列通常稱為跳頻序列。載波頻率跳變的規(guī)律稱為跳頻圖案或跳頻圖樣。一種是時頻矩陣表示法，如圖4-2所示，橫軸是時隙，縱軸是頻隙。另一種是序列表示法，用符號或數(shù)字表示。圖4-2對應(yīng)的序列表示為{2，4，1，5，3，6}。圖4-2跳頻系統(tǒng)的時頻矩陣圖在跳頻序列控制下，載頻以某種既隨機(jī)又確定的方式跳變，載頻跳到某一頻率時，已調(diào)信號占據(jù)了中心頻率在跳頻點(diǎn)附近的一個狹窄的頻帶，也稱頻隙，在下一個跳頻時刻又跳到另一個頻隙。發(fā)射機(jī)和接收機(jī)以同樣的規(guī)律控制頻率在較寬的范圍內(nèi)變化，雖然瞬時信號帶寬較窄，但宏觀信號帶寬很寬，這就實(shí)現(xiàn)了頻譜的擴(kuò)展。根據(jù)跳頻系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用和出于對跳頻序列應(yīng)具有的性質(zhì)的考慮，在設(shè)計(jì)跳頻序列時，通常要考慮以下幾個方面：

(1)每一個跳頻圖案都可以使用頻隙集合中的所有頻隙，以實(shí)現(xiàn)最大的處理增益。

(2)跳頻序列集合中的任意跳頻序列，在允許的時延情況下，各種跳頻圖案間可能重疊的頻隙數(shù)最小。

(3)為了實(shí)現(xiàn)多址通信要求，提高跳頻系統(tǒng)的保密性能，給定一個允許的重疊準(zhǔn)則，其構(gòu)成的跳頻圖案的數(shù)目應(yīng)是最大的。

(4)在某些工程應(yīng)用中，要求跳頻序列能控制實(shí)現(xiàn)寬間隔跳頻，即要求在相鄰的時隙內(nèi)發(fā)射的兩個載頻間隔大于某個規(guī)定的值。

(5)為了使跳頻系統(tǒng)具有良好的抗干擾性能，應(yīng)使各頻率在一個序列周期中出現(xiàn)的次數(shù)基本相同，即要求跳頻序列具有均勻性。

(6)跳頻序列應(yīng)具有較好的隨機(jī)性和較大的線性復(fù)雜度，以保證系統(tǒng)的安全性。

(7)跳頻序列產(chǎn)生的電路比較簡單。目前，作為跳頻序列用得較多的偽隨機(jī)碼是m序列、M序列和R-S碼。m序列是跳頻圖案常用的控制碼，它容易產(chǎn)生，但從保密的觀點(diǎn)看，這種跳頻圖案用在通信系統(tǒng)中是有不足之處的，因?yàn)槿绻捎糜?jì)算機(jī)模擬，人們就能夠較為容易地找到其規(guī)律性，而且m序列的密鑰量也不夠大，故這種跳頻圖案用在高保密跳頻通信系統(tǒng)中不是很理想，但在一般情況下還是可用的。

M序列條數(shù)比m序列多得多，是非線性移位寄存器序列，因而可產(chǎn)生的跳頻圖案也就多，保密性強(qiáng)。R-S碼是一種最佳的近似正交碼，用戶數(shù)多，實(shí)現(xiàn)容易，是一種理想的跳頻控制碼。

實(shí)際應(yīng)用中，跳頻圖案并不是簡單地由偽隨機(jī)碼直接產(chǎn)生，而是通過一種復(fù)雜的變換關(guān)系得到的。4.3.2m序列生成跳頻序列

利用m序列構(gòu)造跳頻序列最常用的方法是抽頭選取方法。1974年，A.Lempel和H.Greenberger提出了著名的L-G模型來構(gòu)造跳頻序列，即用基于有限域上的n級m序列發(fā)生器上的r個相鄰級與某個r重序列逐項(xiàng)模2相加后產(chǎn)生的跳頻序列去控制頻率合成器，如圖4-3所示。圖4-3Lempel-Greeenberger模型例如，有一個n=6級m序列發(fā)生器，其本原多項(xiàng)式為f(x)=x6+x+1，利用其寄存器的第1級、第2級和第3級3個連續(xù)的相鄰級和3重序列u0u1u2逐項(xiàng)模2相加后產(chǎn)生的跳頻序列去控制頻率合成器，跳頻序列生成規(guī)則為

su(j)=4［(aj+u0)mod2］+2［(aj+1+u1)mod2］

+［(aj+2+u2)mod2］(4-11)

這樣得到的跳頻序列族的8個（即23個）序列如下：

S0={7，7，7，7，6，5，2，5，2，5，3，6，

4，1，3，6，5，3，7，6，5，3，6，5，

2，4，1，2，4，1，3，7，6，4，0，1，

2，5，3，7，7，6，4，1，2，5，2，4，

0，1，3，6，4，0，0，1，2，4，0，0，

0，1，3}

S1={6，6，6，6，7，4，3，4，3，4，2，7，

5，0，2，7，4，2，6，7，4，2，7，4，

3，5，0，3，5，0，2，6，7，5，1，0，

3，4，2，6，6，7，5，0，3，4，3，5，

1，0，2，7，5，1，1，0，3，5，1，1，

1，0，2}

S7={0，0，0，0，1，2，5，2，5，2，4，1，

3，6，4，1，2，4，0，1，2，4，1，2，

5，3，6，5，3，6，4，0，1，3，7，6，

5，2，4，0，0，1，3，6，5，2，5，3，

7，6，4，1，3，7，7，6，5，3，7，7，

7，6，4}實(shí)際上依據(jù)m序列的特性，序列中會出現(xiàn)連續(xù)n位相同的碼元x，這樣輸入到頻率合成器的是連續(xù)n－r+1次跳變的相同的r位x，所以跳頻信號會在某個頻率上滯留相當(dāng)長的

時間。針對這個問題，人們又提出非連續(xù)抽頭模型，可以部分解決頻率滯留問題。

圖4-4給出了非連續(xù)抽頭模型。圖4-4非連續(xù)抽頭模型仍以本原多項(xiàng)式f(x)=x6+x+1產(chǎn)生的m序列為例，按照非連續(xù)抽頭模型選取3個非相鄰級作為抽頭，產(chǎn)生跳頻序列，跳頻序列生成規(guī)則為

su(j)=4［(aj+u0)mod2］+2［(aj+2+u1)mod2］

+［(aj+4+u2)mod2］(4-12)得到的跳頻序列族的8個序列如下：

S0={7，7，6，7，4，7，0，7，1，6，2，5，

5，2，3，5，7，2，7，5，6，3，4，6，

1，4，2，1，5，3，2，6，4，5，0，3，

1，7，3，6，6，5，4，3，0，6，0，5，

1，2，2，4，4，1，0，2，0，4，0，1，

1，3，3}

S1={6，6，7，6，5，6，1，6，0，7，3，4，

4，3，2，4，6，3，6，4，7，2，5，7，

0，5，3，0，4，2，3，7，5，4，1，2，

0，6，2，7，7，4，5，2，1，7，1，4，

0，3，3，5，5，0，1，3，1，5，1，0，

0，2，2}

S7={0，0，1，0，3，0，7，0，6，1，5，2，

2，5，4，2，0，5，0，2，1，4，3，1，

6，3，5，6，2，4，5，1，3，2，7，4，

6，0，4，1，1，2，3，4，7，1，7，2，

6，5，5，3，3，6，7，5，7，3，7，6，

6，4，4}另外，基于m序列構(gòu)造跳頻序列的方法還有時鐘采樣模型和一般模型，圖4-5和圖4-6分別給出了這兩種模型結(jié)構(gòu)。其中，時鐘采樣模型利用m序列發(fā)生器的r個相鄰級去控制頻率合成器，控制m序列的時鐘和驅(qū)動頻率合成器的時鐘不同(即對序列進(jìn)行采樣)；而一般模型利用m序列發(fā)生器的任意r級去控制頻率合成器，并且控制m序列的時鐘和驅(qū)動頻率合成器的時鐘可以不同。在構(gòu)造跳頻序列族時，要注意選取采樣時鐘R，使之滿足gcd(2n－1，R)=1，這樣才

能得到周期為P=2n－1的跳頻序列，否則序列周期降為P=(2n－1)/gcd(2n－1，R)。圖4-5時鐘采樣模型圖4-6一般模型4.3.3R-S碼生成跳頻序列

R-S碼可由產(chǎn)生m序列的n級線性移位寄存器狀態(tài)與編碼選取寄存器狀態(tài)作模2加來產(chǎn)生。利用生成的R-S碼控制頻率合成器可以產(chǎn)生跳頻序列，原理如圖4-7所示。各求和值與跳變頻率相一致，則本次頻率與前次頻率之間的間隔，是求和值之間的間隔。如4級移位寄存器，其頻率最大間隔為8，一周期中僅發(fā)生一次，其余頻率間隔為7、6、5、4、3、2、1，每周期各發(fā)生2次，如表4-1所示。圖4-7用m序列作跳頻頻率合成器又如利用R-S碼構(gòu)造可供8個用戶使用的跳頻序列族，每個用戶有8個跳頻點(diǎn)，且按規(guī)律跳變，如圖4-8和表4-2所示。每個用戶使用不同的編碼選取，構(gòu)造的跳頻序列都是正交的，即不會重疊。圖4-83階R-S碼發(fā)生器4.4跳頻系統(tǒng)的發(fā)送端

4.4.1信息的調(diào)制方式

在2FSK跳頻系統(tǒng)中，頻率合成器輸出信號的頻率不僅受跳頻序列的控制，同時還受信息信號的控制，即當(dāng)跳頻序列一定時，頻率合成器輸出信號的頻率取決于當(dāng)前信息信號是比特“0”還是比特“1”。信息比特“1”控制輸出傳號頻率，而信息比特“0”控制輸出空號頻率，傳號頻率和空號頻率可能相鄰也可能相隔很遠(yuǎn)，它們代表了相同的生成跳頻序列的偽碼狀態(tài)，但同時又分別表示不同的信息比特“1”或者“0”。在多進(jìn)制的MFSK跳頻系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)在每一跳的時間內(nèi)從對應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入的一組M個頻率信號中選擇一個發(fā)射信號，而不是只從兩個頻率信號中選擇一個。例如對于2比特信息，發(fā)射機(jī)某個瞬時從4個候選的頻率信號中選擇一個來發(fā)射，這時每一跳將能傳輸2比特信息。4個候選的頻率信號中每一個都對應(yīng)于4個可能的二進(jìn)制2比特數(shù)據(jù)組00，01，10，11中的一個。4.4.2常用的非相干跳頻系統(tǒng)

第一種是將跳速(Rh)與信息速率(Ra)相比較來劃分，若跳速Rh大于信息速率Ra，即Rh＞Ra，則為快速跳頻；反之，Rh＜Ra,則為慢速跳頻。另一種劃分方式是以跳速來劃分：

SFH：Rh的范圍是10～100h/s；

MFH：Rh的范圍是100～500h/s；

FFH：Rh大于500h/s。

1.非相干慢跳頻系統(tǒng)

許多跳頻系統(tǒng)采用非相干或差分相干數(shù)據(jù)調(diào)制方案。這時的調(diào)制解調(diào)器框圖仍如圖4-1所示。但在接收機(jī)

中，不需要再花費(fèi)精力去精確恢復(fù)數(shù)據(jù)調(diào)制載波的相位。在FH系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)調(diào)制采用M進(jìn)制移頻鍵控。例如，設(shè)數(shù)據(jù)調(diào)制器每LT秒輸出2L個單頻之一，其中T為信息比特的持續(xù)時間。通常這些單頻的間隔足夠大，足以使發(fā)射信號正交，即數(shù)據(jù)調(diào)制器的頻率間隔至少為1/(LT)且數(shù)據(jù)調(diào)制器輸出頻譜寬度近似等于2L/(LT)。每Tc秒數(shù)據(jù)調(diào)制器的輸出頻率被跳頻調(diào)制器轉(zhuǎn)移到另一個新的頻率。當(dāng)Tc≥LT時，F(xiàn)H系統(tǒng)叫做慢跳頻系統(tǒng)。圖4-9(a)所示為跳頻調(diào)制器輸出信號的頻譜—時間關(guān)系圖，即發(fā)射信號的圖形表示。其中L=2，k=3。每2T=Ts秒有2個數(shù)據(jù)比特，并且

由數(shù)據(jù)調(diào)制器產(chǎn)生4個頻率之一。該頻率再被跳頻調(diào)制器

變換為2k=8個跳頻頻段之一。在這個例子中，每發(fā)射一組(2個)符號或4個比特之后，就再選擇一個新的跳頻頻段。圖4-9M進(jìn)制FSK慢跳頻系統(tǒng)(a)發(fā)射信號的圖形表示;(b)接收機(jī)下變頻器輸出信號的圖形表示在接收機(jī)中，收到的發(fā)射信號與本地合成器輸出信號進(jìn)行下變頻，其輸出如圖4-9(b)所示。該信號利用一般非

相干MFSK檢測方法進(jìn)行解調(diào)。

為了粗略估計(jì)FH系統(tǒng)的抗干擾性能，假設(shè)在沒有跳

頻的情況下，干擾機(jī)將平均功率為J，帶寬為Wd的干擾

信號的中心頻率對準(zhǔn)某個載頻，使接收機(jī)工作信噪比為EbWd/J=Eb/（NJ）。

2．非相干快跳頻系統(tǒng)

快跳頻系統(tǒng)發(fā)射信號的頻譜—時間關(guān)系如圖4-10所示。MFSK調(diào)制器的輸出仍是2L個單頻之一，但是，現(xiàn)在這個單頻又被分成K個切普(chip)。每個切普之后MFSK調(diào)制器的輸出跳到另一個頻率。切普持續(xù)時間Tc小于數(shù)據(jù)調(diào)制器輸出符號持續(xù)時間Ts，為使相鄰頻率間隔盡量縮小來提高頻帶利用率，并盡可能地減少鄰近信道干擾，其最小頻率間隔應(yīng)選擇為1/Tc=K/(LT)。這時頻率fi的零值正好處于頻率fi+1的峰值處，構(gòu)成了頻率正交關(guān)系，如圖4-10(c)所示。圖4-10M進(jìn)制FSK快跳頻系統(tǒng)(a)發(fā)射信號的圖形表示;(b)接收機(jī)下變頻輸出信號的圖形表示;(c)頻率正交關(guān)系示意圖接收機(jī)的解跳工作過程仍和前面一樣。圖4-10(b)所示為下變頻輸出信號的時—頻關(guān)系圖。

在快跳頻系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)解調(diào)器可以用幾種不同的模式工作。一種模式是，當(dāng)收到每個跳頻切普時，在每個跳頻切普上進(jìn)行判決，并根據(jù)全部K個切普的判決值按照一定的準(zhǔn)則判定數(shù)據(jù)調(diào)制器的輸出，判定時可以采用簡單的多數(shù)判決準(zhǔn)則。4.4.3跳頻速率和跳頻數(shù)目

在跳頻系統(tǒng)中可用的最小頻率轉(zhuǎn)換速率由以下參量決定：（1）待傳輸信息的類型和速率。

（2）通信系統(tǒng)冗余度的大小（如果需要）。

（3）最近的潛在干擾器的距離。

若干擾是一個窄帶(或點(diǎn)頻)干擾，其功率大于或等于信號功率，則在一個數(shù)據(jù)比特僅用一個頻率傳輸?shù)那闆r下，由于沒有任何冗余度，這種簡單的跳頻系統(tǒng)誤碼率可近似為

(4-13)

式中mJ為功率大于或等于信號功率的干擾數(shù)目；N為系統(tǒng)使用的跳頻數(shù)目。為了改善誤碼率，可以增加多余度，即用多個頻率傳輸一個比特的信息。若按多數(shù)判決準(zhǔn)則,則誤碼率可近似為

(4-14)

式中:p=mJ/N，稱為獨(dú)立試驗(yàn)錯誤概率，即一個頻率傳輸?shù)腻e誤概率；q=1－p，為獨(dú)立試驗(yàn)無錯誤概率，即一個頻率傳輸?shù)臒o錯誤概率；k為發(fā)送一個數(shù)據(jù)比特用的頻率數(shù)目；r為使一比特數(shù)據(jù)錯判所必需的錯誤頻率數(shù)。若每一數(shù)據(jù)比特用三個頻率發(fā)送，并按三中取二的多數(shù)判決準(zhǔn)則進(jìn)行比特判決，在一個窄帶干擾(mJ=1)情況下，誤碼率應(yīng)為若以N=1000為例，則p=mJ/N=10－3，q=1－p=0.999，因此可得誤碼率Pe為

Pe=3×(10－3)2×0.999+(10－3)3≈3×10－6顯然，這一結(jié)果比每比特僅發(fā)送一個頻率的簡單跳頻系統(tǒng)所給出的誤碼率(1×10－3)小得多。

當(dāng)然這是用增加三倍跳頻速率為代價換來的。如果頻率合成器能達(dá)到上述要求，那么用速率增大至三倍換取誤

碼率降低三個數(shù)量級還是合算的。例4-1設(shè)數(shù)據(jù)速率為1kb/s，容許射頻傳輸帶寬為

10MHz，要求在干擾與信號功率比為100∶1時，最大誤碼

率為1×10－3。

解：在采用2FSK的情況下，1kb/s的數(shù)據(jù)速率要求跳頻速率至少等于1000次/秒，接收機(jī)混頻后已解跳信號的帶寬為2kHz。如果不容許頻道重疊,則可供跳頻系統(tǒng)選用的跳頻數(shù)目為個若每一數(shù)據(jù)比特用一個頻率發(fā)送，在5000個可用頻率中有100個頻率上存在干擾，且干擾功率大于信號功率，這將使誤碼率達(dá)到

高于系統(tǒng)要求的誤碼率。若一數(shù)據(jù)比特用三個頻率發(fā)送，則發(fā)送頻率每秒至少跳變3000次，接收信號帶寬變?yōu)?kHz。這樣，可以利用的頻率數(shù)目為個我們可以將mJ/N和Pe的關(guān)系畫成曲線，如圖4-11所示。由圖可見，為了達(dá)到1×10－3的誤碼率要求，需要降低mJ/N或增大冗余度。為了達(dá)到要求的1×10－3誤碼率，在采用三中取二判決時，由曲線查得mJ/N不能大于0.019，因此發(fā)送頻率最少應(yīng)為N=100/0.019≈5260個。這時每個數(shù)據(jù)比特用三個頻率發(fā)送，接收機(jī)解跳后信號帶寬為6kHz，所以射頻帶寬應(yīng)為

Bc=5260×6×103=31.56MHz雖然這時滿足了1×10－3誤碼率的要求，但射頻帶寬超出容許值(10MHz)。若再增加冗余度，每數(shù)據(jù)比特用5個頻率發(fā)送，按五中取三準(zhǔn)則判決。由圖4-11可知，為滿足1×10－3誤碼率要求，mJ/N=0.047，頻率數(shù)N=100/0.047=

2130個。由于現(xiàn)在接收機(jī)中頻信號帶寬變?yōu)?0kHz，所以射頻帶寬為

Bc=2130×10×103=21.3MHz

和采用三中取二判決準(zhǔn)則相比，射頻帶寬可節(jié)省約1/3。圖4-11采用多頻傳輸時，不同判決準(zhǔn)則下誤碼率Pe與被干擾頻道數(shù)(mJ/N)的關(guān)系在以上討論中，我們在安排發(fā)送頻率時是按照頻率間隔恰好等于信號帶寬的原則連續(xù)排列的，如圖4-12(a)所示。但是，在一些系統(tǒng)中并非必須如此，有時容許在各個跳頻頻譜之間有很大重疊，如圖4-12(b)所示。用這種辦法可使上述射頻帶寬由21.3MHz減至10.65MHz，基本上滿足了設(shè)計(jì)要求。圖4-12頻譜部分重疊節(jié)省頻帶(a)頻譜不重疊；(b)頻譜重疊圖4-13畫出了各種數(shù)據(jù)速率所要求的帶寬、干擾容限及mJ/N之間的關(guān)系。

綜上所述，在數(shù)據(jù)速率已給定和冗余度已選定之后，系統(tǒng)的跳頻速率也隨之而定了。不過，還有一個重要的因素影響著跳頻速率的選定，這就是與有用信號同頻不同相的無用信號的影響。這種無用信號可能來自多徑效應(yīng)，或者來自有敵意的轉(zhuǎn)發(fā)性干擾。為了對抗這種干擾，跳頻系統(tǒng)必須有足夠高的跳頻速率，以使它在干擾機(jī)對前一個頻率作出的響應(yīng)到達(dá)之前已跳到另一個頻率上。設(shè)跳頻系統(tǒng)中收發(fā)設(shè)備之間直接傳輸?shù)穆窂窖舆t為τd，從發(fā)射機(jī)到干擾機(jī)，再由干擾機(jī)到接收機(jī)的時延之和為τr=τi+τt，如圖4-14所示，則希望跳頻速率大于(τr－τd)－1。圖4-13所需頻道數(shù)與被干擾的頻道數(shù)mJ/N及干擾源數(shù)目的關(guān)系圖4-14轉(zhuǎn)發(fā)性干擾例4-2設(shè)收發(fā)設(shè)備之間距離為20km，干擾機(jī)距收發(fā)設(shè)備之距離都為15km，若不考慮干擾機(jī)響應(yīng)處理時間，則最小跳頻速率為

對于固定設(shè)備，可以利用上述方法算出所要求的最小跳頻速率。但對于移動設(shè)備，只能使系統(tǒng)的跳頻速率越快越好。次/秒

4.5跳頻系統(tǒng)的接收端

4.5.1跳頻系統(tǒng)的接收機(jī)結(jié)構(gòu)

圖4-15給出跳頻信號接收機(jī)的框圖。圖中的跳頻器產(chǎn)生的跳頻圖案應(yīng)當(dāng)比所要接收的頻率高出一個中頻，并且要求收、發(fā)跳頻完全同步。所以，接收機(jī)中的跳頻器還需受同步指令的控制，以確定其跳頻的起、止時刻。圖4-15跳頻接收機(jī)原理框圖4.5.2二進(jìn)制跳頻系統(tǒng)的相關(guān)解跳

在二進(jìn)制跳頻系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)中，數(shù)據(jù)的傳輸采用FSK時，是用發(fā)射一個頻率表示數(shù)據(jù)比特“1”，而用發(fā)射另一個頻率表示數(shù)據(jù)比特“0”，這兩個頻率分別稱為傳號頻率和空號頻率。出現(xiàn)哪個頻率的信號就判為對應(yīng)的信息比特。圖4-16給出了雙通道傳號/空號接收機(jī)的框圖和波形。圖4-16雙通道傳號/空號接收機(jī)的框圖和波形(a)框圖；(b)波形圖4-16中的跳頻信號分別和與發(fā)射端跳頻序列相同且同步的本地“傳號”或“空號”跳頻頻率合成器相乘，得到S1（傳號）和S2（空號）的中頻包絡(luò)，經(jīng)帶通濾波器和包絡(luò)檢測器檢波后，送入“0/1”判決器判決，即得到發(fā)射端送來的原始信息流。注意到傳號和空號的射頻脈沖包絡(luò)是互補(bǔ)的，這樣就可以不使用雙通道接收機(jī)，而僅用一個單通道接收機(jī)即可完成同一功能。例如，假定用沒有射頻脈沖表示空號，則可以使用圖4-16中傳號通道的接收機(jī)來完成跳頻信號的解跳，如圖4-17所示。圖4-17沒有冗余度的接收機(jī)(a)框圖；(b)波形如果將圖4-16中傳號、空號頻率合成器改為一個能夠比發(fā)射機(jī)的合成器快一倍的頻率合成器，則這種快一倍的跳頻頻率合成器就可先跳到傳號頻率，然后再跳到空號頻率，這樣接收機(jī)的取樣電路就能對兩者取樣。它的框圖和產(chǎn)生的波形如圖4-18所示。圖4-18傳號/空號取樣接收機(jī)框圖和波形(a)框圖；(b)波形4.5.3多進(jìn)制跳頻系統(tǒng)的相關(guān)解跳

從理論角度來看，這可以采用m部接收機(jī)同時工作，也可以采用單部接收機(jī)完成解跳，然后把解跳后的信號送入由m個帶通濾波器和m個包絡(luò)檢波器并聯(lián)組成的檢測器。m個帶通濾波器的帶寬相同，但中心頻率分別為fIF,1，fIF,2,

…，fIF，m。m個檢波器的輸出送入最大值檢測器作出判決。這種解調(diào)器的原理如圖4-19所示。圖4-19m進(jìn)制頻率跳變信號解調(diào)器原理圖

m進(jìn)制和二進(jìn)制傳輸相比較，一個明顯的優(yōu)點(diǎn)就是每一個切普可以傳輸更多比特的信息，但也存在系統(tǒng)干擾容限降低的問題，因?yàn)橹灰猰－1個非傳輸信息通道中有一個信道存在超過有用信號幅度的干擾，檢測器就會做出錯誤判決，而且這一誤差將代表多個比特信息。當(dāng)接收信號被解跳后，中頻信號就是普通的多電平（多進(jìn)制）調(diào)制信號了，采用多電平調(diào)制的解調(diào)方法即可完成信號的解調(diào)。圖4-19所示的m

進(jìn)制解調(diào)器因其包含太多的帶通濾波器和包絡(luò)檢波器，所以在工程實(shí)現(xiàn)上比較復(fù)雜。圖4-20給出了另外一種m進(jìn)制頻率跳變系統(tǒng)的接收機(jī)框圖。圖中鑒頻器將調(diào)制信號中代表信息的頻率信號轉(zhuǎn)換成電平信號，譯碼器將代表信息的電平信號還原為原信息信號。圖4-20采用鑒頻方案的m進(jìn)制跳頻接收機(jī)框圖4.5.4跳頻系統(tǒng)的非相干解調(diào)

圖4-21是一種典型的非相干跳頻解調(diào)器，這個解調(diào)器適用于每比特信息有多個頻率切普的接收機(jī)，其中切普判決是根據(jù)順序而來的每一對切普進(jìn)行的。這個解調(diào)器設(shè)計(jì)成適合于“1”和“0”頻道的順序取樣。也就是說，本地頻率合成器把發(fā)射“1”所對應(yīng)的頻率插到接收機(jī)的積分—清洗電路判決器中，而緊跟其后的是一個與發(fā)射“0”對應(yīng)的頻率。圖4-21非相干跳頻解調(diào)器在圖4-21的解調(diào)器中，輸入信號是一串脈沖，它通過包絡(luò)檢波器進(jìn)入積分—清洗濾波器，這個濾波器以切普速率進(jìn)行清洗。交替的切普被取樣，進(jìn)行比較，而每一對中的較大者被認(rèn)為是有用的信號。因此，如果信號是“1”，則前半個切普(比方說前半個)將包含射頻脈沖，而后半個則沒有。比較前半個切普與后半個切普的信號電平，就可以對該切普進(jìn)行1／0判決。在積分—清洗電路加兩個取樣保持電路和電平比較之后，就能很好地判斷哪個頻道含有最大的信號，而并非根

據(jù)是否有信號超過了閾值來判斷(后者可能把人為干擾誤判為信號)。采用圖4-21所示的框圖就可避免誤判，它提高了檢測輸出有用信號的可靠性，降低了錯誤概率。輸出到判決電路的信號由n個一組的切普數(shù)據(jù)組成，其中與信息比特有關(guān)的切普數(shù)目與每比特發(fā)送的切普數(shù)相同。對于“三中取二”的擇多判決系統(tǒng)，每一組切普數(shù)據(jù)由9個與信息比特有關(guān)的切普組成。判決電路根據(jù)這些比特決定發(fā)射機(jī)發(fā)送的是“1”碼還是“0”碼。當(dāng)干擾信號與有用信號一起進(jìn)入接收機(jī)時，會發(fā)生偶然擊中不需要的頻道的情況(即當(dāng)發(fā)“0”時，干擾出現(xiàn)在“1”對應(yīng)的頻道中，反之亦然)。當(dāng)發(fā)生這種情況時，錯誤概率正好等于被干擾的載波頻道數(shù)與可用跳頻頻道數(shù)之比。即被干擾的頻道數(shù)為Jc，可用跳頻數(shù)為N，則錯誤概率為

(4-15)此式與式(4-13)相同。發(fā)生這種情況時，切普比較器必須決定發(fā)射端發(fā)的是真實(shí)信號還是干擾信號，這個判決是由接收機(jī)取樣保持電路通過功率比較而得到的。也就是說，如果干擾信號在其頻道中的功率比所要的信號在其頻道內(nèi)的功率大，則將做出錯誤判決。如果干擾信號引起一個切普的差錯，比特判決輸入就變成在“1”的位置上輸入一個“0”，或在“0”的位置上輸入一個“1”，就發(fā)生了一次誤碼。所以從抗干擾的方面來看，在FH系統(tǒng)中不使用每信息比特用一個切普來傳送的方案，而是采用有冗余度的傳輸方案，如“三中取二”、“五中取三”、“七中取四”或“九中取五”擇多判決。當(dāng)比特判決是“三中取二”判決時（如圖

4-22所示)，發(fā)生一個1切普的差錯不會引起比特差錯，因?yàn)樵?信息比特內(nèi)要發(fā)生2切普的差錯，才能產(chǎn)生1信息比特的差錯。圖4-22中切普的時鐘六分頻輸入到“三中取二”判決電路，用來輸出數(shù)據(jù)。因?yàn)樵贔H中，接收機(jī)收到發(fā)射端送來的數(shù)據(jù)比特速率比接收機(jī)中的切普速率慢1／2，即接收機(jī)1切普速率是發(fā)射機(jī)的兩倍，故接收機(jī)要對“1”和“0”兩個頻道取樣，其變慢因子為2，這是由于切普取樣而引起的。另一個變慢因子為3，這是因?yàn)?比特有3切普，所以切

普時鐘要除以6加到復(fù)位電路和D觸發(fā)器。無論是1比特3切普還是更多的擇多判決，都不是作為最佳方案提出來的，僅僅為了降低在干擾條件下的誤碼率。圖4-22“三中取二”判決法的1／0切普到數(shù)據(jù)的判決(a)每比特3切普的“三中取二”擇多判決流程圖；(b)“三中取二”擇多判決框圖濾波器中的一種重要類型叫做“積分—清洗型”，它是跳頻解調(diào)器的一部分，它以切普速率與比特周期相匹配。圖4-23表示了這種濾波器的兩種實(shí)現(xiàn)方法：一個工作在射頻或中頻，另一個工作在基帶。從它們的功能看，兩者是等效的，但在這里，我們著重強(qiáng)調(diào)基帶濾波器的工作。圖4-23兩種積分—清洗濾波器原理圖在FH系統(tǒng)中使用的基帶積分—清洗濾波器的輸入信號，正好是非相干包絡(luò)檢測器的輸出信號。該脈沖串加到一個時間常數(shù)比脈沖周期長的RC積分器上(TRC信號=RC>>T信號)，也就是說，所進(jìn)行的積分限定在積分器充電特性的線性部分，這樣它的輸出Uo近似于輸入信號Ui除以RC，即(4-16)式中：Ipk為充電電流；t為充電時間(變量)。積分器在輸入脈沖期間充電，然后依次被取樣及清洗(放電)。如果輸入端出現(xiàn)的信號是方波，則積分器在Δt時間內(nèi)充電到UiΔt／RC。但是對于非方波信號(假定峰值電壓相同)，則在Δt時間的末尾，充電就比較低，判決閾值就可以根據(jù)在給定的信號間隔中出現(xiàn)的有用信號來決定。對于積分—清洗檢測器，釋放存儲信號的方法就是將積分器短路，并準(zhǔn)備開始下一個切普時間內(nèi)能量的積累。圖4-23表示了與積分器連接的短路及取樣開關(guān)(實(shí)際電路中使用電子開關(guān))。為了實(shí)現(xiàn)信號檢測的目的，圖中的開關(guān)根據(jù)下列情況閉合：①對積分信號取樣；②對積分器電荷清洗?？紤]到RC積分器，它的兩個開關(guān)是斷開的，其輸入端沖激量是使電容充電到電平Ipkdt／C，并保持到被清洗為止。這與所要求的平頂方波完全一樣。對于使用高Q調(diào)諧電路的積分器，輸入的沖激量使電路在其調(diào)諧頻率上振蕩起來，形成所要的輸入信號的復(fù)本。

4.6跳頻系統(tǒng)的抗干擾性能

1.單頻干擾和窄帶干擾

設(shè)跳頻系統(tǒng)可能跳變的頻率數(shù)為N，在每一個跳頻圖案中不使用重復(fù)頻率，干擾的頻率總數(shù)為J，各頻率均勻地

分布在跳頻系統(tǒng)的全部頻帶之內(nèi)。這樣，對于單信道調(diào)制而言，干擾落入發(fā)送信道的概率為J／N，誤碼率近似為Pe≈J／N。而對于非單信道調(diào)制(如FSK)的系統(tǒng)來說，情況較為復(fù)雜。因?yàn)楦蓴_可以落入發(fā)送信道，也可以落入互補(bǔ)信道，或者同時落入兩個信道。分析表明，落入互補(bǔ)信道所引起的誤碼率最大，為了簡單，可以用公式Pe≈J／N來估算FSK跳頻系統(tǒng)的誤碼率。例如N＝1000，J＝1，Pe≈1×10－3。顯然，這么大的誤碼率不能滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。增加冗余度，就是采用頻率編碼，最簡單的例子是采用重復(fù)碼，即一個信碼用幾個頻率傳輸，而在解碼時用多數(shù)判決準(zhǔn)則。重復(fù)碼通常用奇數(shù)個比特構(gòu)成，判決時可以三中取二，五中取三，……這時誤碼率為（4-17）式中：p＝J／N；r為每一信碼正確判決時所必需的最小頻率數(shù)；m為每一信碼包含的重復(fù)頻率數(shù)。通常m為奇數(shù)，r＝(m＋1)／2。當(dāng)N＝1000，

J＝1，m＝3時，r＝2，按式(4-17)計(jì)算得Pe＝1×10－6，可見誤碼性能已大大改善。

2.寬帶阻塞干擾

在直擴(kuò)系統(tǒng)中，要干擾直擴(kuò)信號，單頻或窄帶干擾比寬帶干擾更有效；而在跳頻系統(tǒng)中，要干擾跳頻信號，寬帶干擾比窄帶或單頻干擾更有效。因?yàn)閷拵Ц蓴_“擊中”跳頻信號的概率較大。但寬帶阻塞式干擾要在整個跳頻頻段內(nèi)阻塞跳頻信號的可能性是很小的，要求的功率和帶寬在技術(shù)上是很難實(shí)現(xiàn)的。例如VHF頻段，跳頻頻率為30～90MHz，則有2400個頻道。若跳頻電臺發(fā)射功率為3W，發(fā)射臺到接收臺的距離與接收臺到干擾機(jī)的距離相等，則要求發(fā)射機(jī)的功率至少為7200W，相對帶寬達(dá)100％(60MHz中心頻率)，這基本上是不可能的。即使有這樣的干擾機(jī)，也難免受到導(dǎo)彈的攻擊。有效的干擾是采用多部寬帶阻塞式干擾機(jī)或部分頻帶阻塞式干擾機(jī)。

3.跟蹤式干擾

這樣跟蹤式干擾機(jī)對有用信號的干擾就有一個時延問題，這個時延包括頻譜分析儀的處理時間、干擾發(fā)射機(jī)的調(diào)諧時間以及信號傳輸?shù)臅r延差等，這就大大降低了該干擾機(jī)的干擾能力，除非時延小于跳頻頻率的駐留時間，否則不會對有用信號形成干擾。要有效地干擾跳頻信號，需知道跳頻圖案，即知道頻率跳變的準(zhǔn)確頻率和時間，在此頻率上發(fā)噪聲調(diào)制信號，使有用信號在所有的頻率上被錯誤判決。而跳頻圖案是跳頻系統(tǒng)中最重要的部分，都具有很高的保密程度，很難破譯，因而實(shí)際中基本上是不可能的。

4.轉(zhuǎn)發(fā)式干擾

所謂轉(zhuǎn)發(fā)式干擾，往往是在敵對環(huán)境中敵方有意設(shè)置的人為干擾，如圖4-24所示。其中的干擾機(jī)把收到的信號經(jīng)處理(放大，加噪聲調(diào)制等)后，再以最小的時延轉(zhuǎn)發(fā)出去。由于這種干擾的功率大，可以和所需信號的功率相當(dāng)，因而造成的影響也比較大。圖4-24轉(zhuǎn)發(fā)式干擾示意圖轉(zhuǎn)發(fā)式干擾機(jī)要有效地干擾跳頻信號，必須在跳頻信號的一跳內(nèi)使轉(zhuǎn)發(fā)的干擾信號與有用信號同時到達(dá)接收機(jī)，或在一跳的駐留時間內(nèi)有時間上的重疊。以d1表示直線傳播距離，d2＋d3為經(jīng)干擾機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的傳播距離，Tp為干擾機(jī)的處理時間，則產(chǎn)生干擾的條件為（4-18）式中：v為電磁波傳播速度；η為一比值，且η<1。上式可寫成

d2+d3≤(ηTh－Tp)v+d1

（4-19）

把此式右邊看成常數(shù)，取等號，便形成一個以發(fā)射機(jī)和接收機(jī)為兩個焦點(diǎn)的橢圓。這說明，倘若干擾機(jī)設(shè)在橢圓之外，則干擾不會有效。反過來，為了避免轉(zhuǎn)發(fā)式干擾，跳頻速率應(yīng)滿足(4-20)≥式中的η與接收機(jī)的具體設(shè)計(jì)有關(guān)。顯然，η值越小，相應(yīng)的跳頻速率越低。減小η的辦法是使判決的取樣時刻盡可能靠近每個比特的前沿。但這樣做會使碼間干擾的影響加大，從而降低系統(tǒng)的檢測性能，而且對同步的要求也要提高。

5.“遠(yuǎn)—近”效應(yīng)

在直擴(kuò)系統(tǒng)中，信號與干擾處于同一頻帶，由于干擾機(jī)離接收機(jī)的距離遠(yuǎn)小于發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的距離，前者路徑衰減比后者的弱得多，雖然直擴(kuò)系統(tǒng)有處理增益，但干擾機(jī)到達(dá)接收機(jī)的電平仍然能超過直擴(kuò)系統(tǒng)的干擾容限，因此，“遠(yuǎn)—近”效應(yīng)對直擴(kuò)系統(tǒng)的影響很大。干擾機(jī)與發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率相同，直擴(kuò)系統(tǒng)的處理增益GP=30dB，干擾機(jī)離接收機(jī)的距離與發(fā)射機(jī)離接收機(jī)的距離差使干擾信號到達(dá)接收機(jī)的電平比發(fā)射機(jī)強(qiáng)40dB，解擴(kuò)后干擾仍比有用信號強(qiáng)10dB。跳頻系統(tǒng)采用躲避的方法，工作頻率是跳變的，雖然干擾機(jī)離接收機(jī)很近，但由于頻率不同，形成不了干擾。

6.多徑干擾

由前面章節(jié)分析可知，直擴(kuò)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗多徑干擾的能力，其抗多徑干擾能力的大小取決于偽隨機(jī)碼的碼元寬度Tc，Tc越小(碼速越高)，抗多徑干擾的能力越強(qiáng)。直擴(kuò)系統(tǒng)抗多徑的條件是τR≥1。跳頻系統(tǒng)也具有抗多徑能力，而且在信噪比相對較低的情況下，F(xiàn)H／FSK系統(tǒng)還可以利用多徑改善性能，但在一般情況下，若條件相同，則直擴(kuò)系統(tǒng)的抗多徑能力要比跳頻系統(tǒng)強(qiáng)。跳頻系統(tǒng)要抗多徑干擾，應(yīng)保證在一跳時間之內(nèi)與多徑信號沒有重疊部分，即要求Th≤τ，式中τ為多徑時延。若以Rh＝1／Th表示跳頻速率，則可改寫為τRh≥1。這與直擴(kuò)系統(tǒng)的抗多徑條件類似。多徑時延τ=1μs，路徑差為300m，對直擴(kuò)系統(tǒng)來說，只要Rc≥1Mc／s即可，而對于跳頻系統(tǒng)來說，則要求Rh≥1Mhop／s(兆跳/秒)，要達(dá)到如此高的跳速是相當(dāng)困難的。實(shí)際上，一味地提高跳頻速率也沒有必要，這是因?yàn)槎鄰綄μl系統(tǒng)的干擾是通過不同路徑的傳輸時延起作用的，它一方面與信號帶寬(跳速)有關(guān)，另一方面與信號的載頻差有關(guān)。在多徑信號強(qiáng)度不大于直接路徑信號強(qiáng)度的條件下，跳頻系統(tǒng)要抑制多徑干擾，就得同時滿足兩個條件，即τTh≥1和sσ≥1，其中，s為異頻信號之最大頻差，σ為

擴(kuò)展時延。而這兩個條件互相矛盾，為了同時滿足兩式，Rh與s相互制約。4.7跳頻系統(tǒng)的特點(diǎn)及其與直擴(kuò)系統(tǒng)的比

1.跳頻系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

跳頻系統(tǒng)的特點(diǎn)包括：

(1)具有較強(qiáng)的抗干擾能力。跳頻系統(tǒng)采用躲避干擾的方法來抗干擾，只有當(dāng)干擾信號頻率與跳頻信號頻率相同時，才能形成干擾，因而抗干擾能力較強(qiáng)。跳頻頻率數(shù)N越大，跳頻速率越高，抗干擾性能越強(qiáng)。

(2)易于組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)碼分多址，頻譜利用率高。不同的碼，可以得到不同的跳頻圖案，從而組成不同的網(wǎng)，頻譜利用率比直擴(kuò)系統(tǒng)略高。

(3)易兼容。目前所有的跳頻電臺兼容性都很強(qiáng)，可在多種模式下工作，如定頻和跳頻、數(shù)字和模擬、話音和數(shù)據(jù)等。

(4)解決了“遠(yuǎn)—近”問題?！斑h(yuǎn)-近”問題對直擴(kuò)系統(tǒng)的影響很大，對跳頻系統(tǒng)來說，這種影響就小得多，甚至可以完全克服。

(5)采用快跳頻和糾錯編碼系統(tǒng)用的偽隨機(jī)碼速率比直擴(kuò)系統(tǒng)的低得多，同步要求也比直擴(kuò)系統(tǒng)的低，因而時間短、入網(wǎng)快。

2.跳頻系統(tǒng)與直擴(kuò)系統(tǒng)的比較

(1)抗強(qiáng)的固頻干擾。雖然直擴(kuò)系統(tǒng)具有一定的處理增益，但對超過干擾容限的干擾就顯得無能為力了；而跳頻系統(tǒng)是采用躲避的方法抗干擾，因而在抗強(qiáng)的固頻干擾信號時，其性能優(yōu)于直擴(kuò)系統(tǒng)。

(2)抗衰落特別是抗選擇性衰落時直擴(kuò)系統(tǒng)優(yōu)于跳頻系統(tǒng)，這是由于直擴(kuò)系統(tǒng)的射頻帶寬很寬，小部分頻譜衰落不會使信號產(chǎn)生嚴(yán)重畸變，而跳頻系統(tǒng)將導(dǎo)致部分頻率受到影響。

(3)抗多徑。如多徑時延為1μs，則跳頻速率必須大于106hop/s才不受其影響，而直擴(kuò)系統(tǒng)只需使偽隨機(jī)碼的速