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7.2.3 跳频技术在GSM中的应用

GSM(全球移动通信系统)为了进一步提高编码和交织的抗衰落能力,实现准确、可靠、有效的数据通信,其无线接口采用慢速跳频技术,即每个移动台在每个TDMA(时分多址)帧的发送时隙改变一次频率,也就是说,移动台在当前的时隙上用一个固定的频率发送(或接收),在下帧相同时隙以前,移动台必须跳到另一个固定频率上,以便在相同时隙用新的固定频率发送(或接收)。跳频的频点数为1—64。跳频技术提供了传输链路上的分集,而且将干扰的影响均匀分配到所有链路上。

GSM是通过全速率业务信道TCH/F或半速率业务信道来承载数据信息的。一个载频包含8个TDMA时隙,即可提供8个全速率或16个半速率业务信道,并包括各自所带的随路控制信息。在全速率或半速率信道上,可通过不同的速率适配、信道编码和交织支撑直至9.6k bit/s的透明和非透明数据业务。

HSCSD(高速电路交换数据业务)是建立在现有GSM数据物理层上并对现有电路交换GSM数据业务的一个扩展,从而提供高于9.6k bit/s的用户速率。提高的用户速率通过使用多个TDMA时隙建立一次连接而实现,在保留频谱划分、调制解调、突发性结构的基础上,通过扩展到多时隙系统来打破数据业务中的无线接口瓶颈。在HSCSD中,多个时隙子信道可指定为一个高速业务信道,只被一个MS使用。在MS与IWF (MSC中的互连功能模块)之间,数据流被分成多个子信道并在接收端重新组合起来,其使用的连续时隙可通过指定第一个时隙和连接所用的总时隙来确定。

7.3 跳频技术在现实应用中存在的问题及发展前景

跳频技术本身存在着一些缺点和局限，如信号隐蔽性差，抗多频干扰以及跟踪式干扰能力有限，这在很大程度上限制了跳频技术在一些新科技领域的运用。现代社会，尤其是军事领域，随着信息化战争的需要，对军事通信设备的性能有了更高的要求，要想进一步增加通信信号的隐蔽性和抗干扰性，就必须提高跳频速率。

跳频通信是由电子对抗的需要而发展并首先应用于军事领域的，目前，跳频通信已成为对抗敌人电子干扰、测向定位、截获和窃听的主要通信手段。许多发达国家已将数字跳频技术用于军事领域。自适应控制技术已成为跳频通信技术

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作者: 王杰昌 ( 计算机与信息工程学院06级电子信息科学与技术专业) 指导老师: 杨国权

重要的组成部分，特别对于短波信道，受多径时延、幅度衰落、天气变化等因素的影响，信道条件变化莫测，自适应跳频技术使短波通信的靠性得到了技术上的保证。

随着跳频技术的成熟，跳频通信在民用领域中的应用也开始普及。利用其无明显远近效应、对高频信道的色散不敏感的特点，可以使得链路间的干扰完全消除或基本消除；利用其为瞬时窄带系统、不需要连续不断的带宽就能获得较高的处理增益的特点，可极大地提高系统容量。

实现更高跳速、更高数据速率的跳频电台正是跳频通信系统未来的发展方向，软件无线电的概念也已逐渐应用到新型的跳频电台中。跳频通信技术是短波通信抗干扰技术中应用最广泛、最有效的技术。近年来，随着频率合成器频率切换速度的提高和DSP处理技术的发展，出现了跳速在几千跳甚至上万跳的高速超短波跳频数据传输系统。高速短波跳频系统频率变化快，有非常强的抗干扰能力，同时由于跳频频率驻留时间短，只有零点几个毫秒，这样可以克服短波严重的多径和衰落的影响，而且数据的传输速率也得到了较大的提高。加强在光纤通信中应用跳频技术的研究，也是跳频技术的一个发展方向。

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第八章 总结

扩频通信是通信的一个重要分支和发展方向，是扩频技术与通信相结合的产物。其中跳频系统是扩频通信的一个重要分类，它广泛应用于军事、通信领域，并且在当今世界发挥着日益重要的作用。本文简述了扩频通信的基本情况，重点阐述了跳频系统的组成和工作原理、主要技术指标、关键技术如频率合成技术和跳频同步技术，罗列了跳频系统与其他扩频系统的性能比较，阐明了跳频组网方式及跳频系统在无线电数据通信中的运用，更是阐述了跳频系统存在的问题及在现实生活的运用、发展前景等。跳频系统的强抗干扰性、低截获性、良好的抗多路径干扰性和安全性等特点，使它的应用迅速从军用扩展到民用通信中，它的易于实现码分多址的特点，使它能与第三代移动通信系统完美结合，发展前景极为广阔。

本文在成文过程中，吸纳、整合了众多国内外关于跳频扩频领域的科研成果，并在此基础上形成了不少独有的观点，如跳频序列族的新的实现方式，解决跳频技术瓶颈问题的方法及跳频技术在新的领域的应用。跳频技术目前的应用水平还远远不够，新的时代背景和日益复杂的环境影响要求跳频技术必须有新的突破，必须更进一步提高跳频通信系统的抗干扰能力和传输的准确性，这是现代信息化战争的需要，也是大幅度提高民用通信质量和节省频率带宽资源的必然要求。而解决所有这些问题，最首要的便是提高跳频速率，并且是大幅度地提高，这就要求在理论研究和硬件设计上有所突破，这便为未来的跳频技术领域提出了一个新的紧迫的研究课题。

跳频通信自问世以来之所以如此迅猛发展，这主要得益于跳频通信本身所具备的突出优点。现在已经在军事通信中大显身手，较好地满足了现代信息战条件下电子对抗的要求，目前，西方一些国家的跳频技术装备正朝着宽频带、高速率、数字化、低功耗的方向快速发展，其信息战潜力巨大，相信各种新颖的跳频实现方法也将不断地提出。

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作者: 王杰昌 ( 计算机与信息工程学院06级电子信息科学与技术专业) 指导老师: 杨国权

致谢

在本文的撰写过程中，幸赖杨老师给予悉心的指点和教导，又多次耐心地给

予批改和指正，在此深表感谢，没有老师的指导，我的论文不可能如此顺利地完成。还有，本文中的诸多观点和新的研究成果均系借鉴国内外知名学者的学术成果，也参考了不少文献资料，在此对诸位作者一并表示感谢。本人在搜集资料和查询文献时深感学术之路的艰难，科研领域的任何成就都得来不易，也对诸多学术大师和科学巨匠更深感钦佩，在此，请允许我再次表达对我的恩师杨国权老师的深深的敬意，希望老师的事业能蒸蒸日上，在学术之路上取得累累硕果。

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贵

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