跳频多址(FHMA)技术综合研究.docVIP

跳频多址（FHMA）技术综合研究 廖建国 摘要：FHMA技术是近年发展迅速的技术 图1 多路和多址网络结构 多路的终端可以是“哑”终端（功能简单的不灵活终端）或智能终端（能独立对发送的数据信息编址，可自行组成地区LAN的终端），但其工作均依赖于集中的公用硬件设备，如多路器或集线器等。而多址的终端是智能终端，对通信信道的实际位置不受限制，应用分布式软件程序完成。两者终端流程如图2所示。 图2 多路和多址终端流程图 1.1 频分多址（FDMA） 它指一定数量的用户同时按不同频率传输信息，即：按不同频率分配地址，所传输的信息可以是模拟信号或数字信号，通常是采取固定分配方案，而不是随机或动态分配。否则，就必须用频率合成器分隔频率，各用户之间可不实时协调或同步，但存在总频谱利用率不高，效率较低等问题，由图3(a)所示，每个话音信道为窄带（如20KHz）信道。如：北欧蜂窝移动无线系统NMT系统（450MHz）就是FDMA制。 1.2 时分多址（TDMA） 它指一定数量的用户使用同频在不同时间传输信息，即：按不同时间分配地址。按时间分配地址可借助于微机软件按顺序控制信息流程而实现，故时分多址可以说是按时间分配的串行流程，如图3(b)所示。与FDMA相比，频谱利用相对较高，用户还可以根据需要自行调整在频谱内的实用频段，但各用户必须保持协调，以免两个或多个信息冲突，语音信道使用宽带（如4MHz）以及具有低误码率等特性[2,3]。法德联合建立的第二代全数字化蜂窝网CD-900（System12中应用）就采用了TDMA的数字话和数据传输。 (a)FDMA (b)TDMA (c)CDMA 图3 频分、时分、码分三种多址示意图 1.3 码分多址（CDMA）[4,5] 它指同一时间利用同样频谱的大量用户，依靠独特码对每个信号逐个编码处理，互不干扰的并行传输信息，即：大量用户同时、同频、不同伪随机序列编码所实现的多址。由于它符合扩频系统的主要特征，因此，也称为扩频多址（SSMA）。但SSMA和CDMA并不是同一个概念。作为CDMA工作的SSMA，必须是各用户使用其独特的专用码序列与数字数据一起调制到载波上的多址方案，不具备这种共同调制性能的SSMA不能叫CDMA，并且，还要与卫星交换多址（SSMA）区分。 CDMA网络各用户之间不需要准确的时间同步或频率同步，这和FDMA要求各频段协调，TDMA要求各时间协调不同，并且，CDMA与FDMA、TDMA相比，易于增减而调整用户量。如果用户传输信息占时不长时，用户量更多，若采用信道编码技术，同时通信的用户量还可进一步增加。总之，系统的用户吞吐量更有保证。由于它是一种扩频多址，故能与其它传输同时共享同一频段而互不干扰，CDMA类似完全随机存取法（AloHa法），但不存在AloHa法在两个或多个节点同时传输时将可能发生“撞击”冲突而必须全部重发的危险，故CDMA比AloHa法更优越些。 2 跳频多址与CDMA、键控技术比较 跳频多址（FHMA）是利用公用信道（扩频带宽BH ）传输的，侧重在噪化环境下工作的扩频形式，也称多频选码移频键控（MFCSK）。需要区分的是：CDMA与FHMA都是同时，同信道，侧重在噪化环境下工作的扩频形式，它们之间有什么不同？FHMA与普通FSK又有什么不同?为此，我们先弄清这两个问题，以便于进一步讨论。 2.1 FHMA与CDMA比较 (1)FHMA的伪随机序列和比特序列是先分别调制再将两调制结果相混的，而CDMA的伪随机序列是直接在比特序列上工作，共同进行调制的，即：调制过程或扩频方式是不同的。 (2)FHMA工作的动态范围比CDMA范围宽，FHMA具有更好的抗拒能力[6]。 (3)FHMA在一定条件下会干扰其它传输[7]，所以，FHMA与其它传输共享信道的能力不如CDMA。 2.2 FHMA与FSK比较[8] (1)在任何时限内FSK仅在两个频率之间键控，而FHMA则发送N个不同的离散频率，即：是否扩频是它们之间的主要不同点。 (2)FSK按键f1，抬键f2，固定转换，而FHMA在调制中采用伪随机序列，即随机变换。 3 跳频多址技术研究 3.1 跳频速率的划分标准[1] 目前有两个标准，两者相差1倍，标准1以102 和103 作为分界线，划分为慢、中和快，而标准2以与作为分界线，也划分为慢、中和快，如表1所示： 表1 跳速划分标准 慢跳频(SFH) 中速跳频(MFH) 快跳频(FFH) 标准1 102次/秒 102～103 102 标准2 102 （102～103） 102 按当前的设备，除HF域总带宽有限，慢跳仍具有一定生命力（如单边带跳频台），VHF与UHF多以中速为主