本人研二，最近在整理研一的科研内容。本篇文章主要讨论跳频通信的一些基本知识，欢迎大家探讨交流~

一、跳频通信相关原理

1、跳频通信

（1）定义

        通信过程中将传输信号带宽划分为多个子频率，接收发送端采用按照预先约定、进行频率不断跳变的通信方式。对于这个定义，我的另一种理解是，这种通信方式类似于FDMA（频分多址）的概念。

（2）信号侦察流程

        对于跳频信号的信号侦察，其流程大致可以分为三个部分，分别是“跳频信号的检测”、“参数估计”、“网台(电台)分选”。

        其中，“参数估计”和“网台(电台)分选”至关重要，也是充满挑战性的部分，其原因有两方面。一方面，由于载频的伪随机性，参数估计要比频率固定的信号困难得多；另一方面，如何将各个电台的信号在没有先验知识的情况下区分开来、以便后续解调信息或施加跟踪式干扰，也是一大难点。

（3）跳频通信的信号模型

        跳频信号可以看作多个不同的信号进行时移累加的结果。时频图可以表示为图1，其中纵坐标为频率，横坐标为观测时间。假设在观测时间内，有完整的跳出现，加上观测开始和结束的不完整信号，总共有跳，每跳的持续时间为，载频为。

（4）跳频信号的关键参数

①跳频周期

        跳频周期，是跳频信号在每一个频率点上的持续时间，具体表示为：

         其中和表示该跳信号幅度上升和下降时间， 表示每跳持续时间，表示信号两跳之间切换频率所用时。表示信道切换时间，那么有：，即：

②跳速     

        跳速，即1秒内的频率切换的次数，单位为“hop/s”。

        实际应用中，有“快跳频”与“慢跳频”之分。

        如果按照传输模式进行划分，则快跳频是“一跳的持续时间内传输多个调制符号”、慢跳频是“一跳或多跳时间内传输一个调制符号”。

        如果按照跳速的大小划分，则快跳频是“跳速高于1000hop/s”、慢跳频是“跳速低于1000hop/s”。

③跳时

        跳时，一般是指观测时间内每跳信号的起跳时间除以跳周期的余数，即：。如图2所示，黑色矩形为一个完整的跳频图案，红色框为观测时间，蓝色框的持续时间为跳时。

④跳频频点、跳频频率集、跳频图案

        跳频频点，即跳频信号在某一个跳上的载频频率。

        跳频频率集：跳频系统中所有频点共同构成了跳频频率集。

        跳频图案：电台收发方按照约定在不同时间采用不同频点进行通信，绘制的时间—频率图像，即“时频图”，它可以说明在哪些时间段下的信号有哪些频率成分，如图3所示。

⑤跳频带宽、跳频频隙、跳频系统增益

        跳频带宽：跳频通信系统最大载波频率与最小频率的差，即：

        跳频频隙：每一跳信号所占用的带宽。

        跳频系统增益：跳频带宽和跳频频隙相除，即：

        其物理含义为跳频通信系统的抗阻塞的能力，也是干扰方进行全频带阻塞干扰所需要付出的代价。因此在设计跳频系统时，应该保证跳频带宽尽量的大。

（5）组网方式

①组网方式的划分，如图4所示。

②频分组网

        定义：不同的网络采取不同的频段

        频分组网时，将整个工作频段按照电台个数划分为多个分频段，如图5所示，不同组网的电台在互相不发生碰撞的频段上进行通信。

③码分组网

        码分组网，分为“同步组网”和“异步组网”，而“同步组网”又可分为“同步正交组网”和“同步非正交组网”

        同步正交组网：整个跳频系统共用一个时钟，所有电台在同一个时钟下同步起跳，每个时刻下各个电台采用不同的频率。

        同步非正交组网：整个跳频系统共用一个时钟，所有电台在同一个时钟下同步起跳，一般每个时刻下各个电台采用不同的频率，但偶尔可能会出现同一时刻多个电台在同一个频率上跳变的情况。

        异步组网：各个系统不共用时钟，按照各自网内时钟进行跳变。这种组网方式可能导致网内频率碰撞(同一跳变之间发生频率碰撞)和网间频率碰撞(不同跳之间发生碰撞)。

        不同码分组网方式之间的对比，如图6所示。