跳频通信系统FCS技术研究【优秀3篇】
跳频通信系统FCS技术研究 篇一
随着无线通信技术的不断发展，跳频通信系统（Frequency Hopping Communication System，FCS）作为一种抗干扰能力强、保密性好的通信方式，受到了广泛的关注和研究。本篇文章将对跳频通信系统的FCS技术进行深入研究，探讨其原理、特点以及应用前景。
1. FCS技术的原理
跳频通信系统的FCS技术是一种通过在发送和接收过程中不断改变信号的频率来实现通信的技术。具体而言，发送端和接收端通过事先约定好的跳频序列，按照一定的规律在不同的频率上进行跳跃，以达到抗干扰和保密性的目的。跳频通信系统的FCS技术利用了频率选择性衰落和频谱扩展的原理，通过频率的跳跃来避开干扰源，保证了通信的可靠性和安全性。
2. FCS技术的特点
跳频通信系统的FCS技术具有以下几个特点：
（1）抗干扰能力强：FCS技术通过频率的跳跃来避开干扰源，有效抑制了窄带干扰和宽带干扰的影响，提高了通信系统的抗干扰能力。
（2）保密性好：跳频通信系统的FCS技术利用了事先约定的跳频序列，只有通信双方掌握该序列才能正常进行通信，从而保证了通信的安全性和保密性。
（3）频谱利用率高：FCS技术通过频率的跳跃，使得每个频率都能得到充分利用，提高了频谱的利用率，减少了频谱资源的浪费。
（4）灵活性强：FCS技术可以根据通信环境的变化，动态调整跳频序列和跳频间隔，以适应不同的通信需求，具有较强的灵活性。
3. FCS技术的应用前景
跳频通信系统的FCS技术在军事通信、无线局域网、蓝牙通信等领域具有广泛的应用前景。
（1）军事通信：跳频通信系统的FCS技术可以有效抵抗敌对干扰和窃听，提高军事通信的可靠性和保密性，因此在军事领域有着重要的应用价值。
（2）无线局域网：跳频通信系统的FCS技术可以提高无线局域网的抗干扰能力和安全性，减少信号的丢失和干扰，提高网络的稳定性和可靠性。
（3）蓝牙通信：跳频通信系统的FCS技术可以减少蓝牙通信中的干扰和冲突，提高通信的稳定性和可靠性，使得蓝牙设备之间的通信更加顺畅和高效。
总之，跳频通信系统的FCS技术具有抗干扰能力强、保密性好、频谱利用率高和灵活性强等特点，具有广泛的应用前景。在未来的发展中，我们可以进一步研究和改进FCS技术，提高其性能和可靠性，推动跳频通信系统在各个领域的应用。跳频通信系统FCS技术的研究对于提升通信系统的质量和效率，具有重要的意义和价值。
跳频通信系统FCS技术研究 篇二
第二篇内容待补充。
跳频通信系统FCS技术研究 篇三
跳频通信系统FCS技术研究
【摘要】在有中心组网的跳频通信系统中，为了对抗阻塞干扰，提出了系统FCS技术。利用专用信道进行实时信道质量检测，并选取最优信道进行通信。经工程实践分析，系统FCS技术可有效提高抗阻塞干扰能力，降低丢包率，提高通信质量。
【关键词】跳频通信 空闲信道 扫描 最优信道 抗阻塞干扰
一、引言
空闲信道扫描(FCS，Free Channel Scan)是无线通信终端抗干扰接入的关键技术。本文基于专用的宽频段、多信道、有中心组网的跳频通信系统，开展FCS及其关键技术研究。
首先，概述了基于TDMA的通信系统架构，具体如图1所示，图1中绿色区域与FCS技术相关。PHY层包括TDMA空中接口、逻辑信道、同步(位同步、频率同步、帧同步);MAC层包括信道编码(Turbo编码、循环冗余检验CRC校验)、信道质量检测;RRC层包括频率资源管理(工作频率表、基站接收信道的质量排序、通信最佳频率的映射表)、信道资源管理(信道连接状态指示、信道连接恢复)。
RRC层功能实体对每一段的信道号进行随机排列，减少基站各段的频率碰撞。系统每次开机时RRC层功能实体得到基站编号，并重新计算和更新频率表。基站和移动用户台利用通信过程中逻辑信道的信道质量检测结果对所有频率的接收质量进行排序，将排序结果保存在列表中，并实时进行更新维护。
基站和移动用户台根据信道质量排序结果列表，计算出下一次通信使用的最佳信道和备用信道。基站负责计算上行的最佳通信频率，移动用户台负责计算下行的最佳通信频率。由于系统是有中心组网的星型结构，基于基站与移动用户台间通信距离在覆盖范围内，基站计算的最佳上行通信频率所有移动用户台可以共用，移动用户台计算的最佳下行通信频率只能对应本移动用户台使用。
在通信过程中基站和移动用户台通过控制信道互相交换计算的最佳上下行通信信道，保存在列表中。
其次，概述FCS基本原理，对其中信道质量检测和信道优化技术作了重点研究。
最后，通过系统实测试验，给出不同阻塞干扰情况下的信道丢包率统计表、信道在阻塞干扰下的躲避响应时间表。
二、FCS基本原理
FCS是一种抗阻塞干扰接入技术，应用于有中心组网的系统，其基本工作原理如图2所示，信道扫描过程如下：
(1)基站和移动用户预置若干个频率点作为工作频率，基站和移动用户实时进行全频段信道扫描接收，记
(2)通信业务开始时，基站通过信令和广播的方式为移动用户分配最佳接收和发射频率。通信过程中，基站和移动用户可实时扫描信道状态，并更新己方最佳频率集合;如果当前频率受到干扰，可启用最佳频率集合中备份频率进行通信。信道扫描和频率更新时不影响通信业务过程。结束后，释放该信道，双方重新退回到信道扫描状态。
三、信道质量检测和信道优化技术
对于各个逻辑信道的信道质量检测，主要依靠对同步帧的误码统计及FEC解码结果的误码统计来进行检测。其中，对于同步逻辑信道(同步帧)，依据卡萨米序列相关器输出的错误比特数进行信道质量统计。对于控制逻辑信道和业务逻辑信道依靠解码器输出的误码统计结果进行信道质量统计。
信道质量检测和优化算法如图3所示：
图3信道质量检测和优化原理框图
从空口收到的频率信号经解调后，在基带同时进行同步逻辑信道处理、业务和信令逻辑信道处理。其中同步逻辑信道采用相关码卡萨米序列检测并输出信道质量统计值。业务和信令逻辑信道采用迭代译码和帧误码分析输出该信道质量统计值。统计出跳频信道质量等级，并据此进行信道频率优化处理，最终根据最优信道生成跳频频率，用于通信。
系统的信道质量检测结果除了用于选取最优信道，还可用于上行信道质量的统计，作为频率规划的评价。
四、测试参数和结论
TDMA空中接口结构由突发跳、时隙、帧、复帧和超帧组成。1个时隙时长为10ms，由1个同步突发跳和1个业务/接入控制突发跳组成;1个TDMA帧时长为40ms，由4个时隙组成;1个复帧时长为160ms，由8个TDMA帧组成;1个超帧时长为8×160=1280ms，由8个复帧组成。
基站与移动用户台中预置上行和下行两个频率表作为FCS的`频率表，每个频率表中包含32个频率，下行频率表按照合路器的规则分为4段，每段包含8个频率。
系统各逻辑信道的前向纠错编码(FEC)采用Turbo编码和CRC校验方式。系统采用的码率R为1/3，自由距离为6，E/N是信噪比。Turbo码的渐进性能为：
(1)
通过使用CRC码对传输数据块进行快速检错和差错控制，保证误检率在规定范围以内。本系统采用CRC-16 CRC校验方式，对编码后的数据块添加CRC。CRC生成多项式如式(2)所示：
G(X)=x16+x15+x2+1(2)
本系统将每个频率的信道干扰分为5个干扰等级，这5个等级包括了整个信号强度的检测范围。干扰等级范围决定了检测的精细程度。但是在不同的通信环境和用户需求下，信道质量的精细程度不同，可通过参数进行配置。
基站和移动用户台保存4～8对以上最佳通信频率对，其中下行最佳通信频率分布在4个频段内。当呼叫流程开始时，基站RRC实体根据业务逻辑信道对应的物理信道和时隙位置，选择分配其中的一对频率进行通信。
根据相关工程实践的试验结果，对本系统应用FCS技术前后的抗阻塞干扰性能进行对比。由表1可知，当系统采用FCS技术时，系统在80%以上的阻塞干扰下仍能正常通信，丢包率小于10%，话音质量为4分。
当系统采用FCS技术时，在通信过程中利用干扰车进行特定频段的阻塞干扰时，系统开始进行频率更新过程，如表2所示。由此可知，当某一频点被阻塞干扰时，由CCCH和业务信道统计的误码率测量结果较接近理想结果，干扰等级均为5，频点更新时间在2s以内，提高了通信质量，确保数据和话音传输的可靠性。
综合上述试验数据和分析，本文所述的FCS技术可以有效地提高抗阻塞干扰能力，降低丢包率，提高通信质量。
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