通過慢速跳頻減少無線通信中的干擾

擴(kuò)頻中的跳頻技術(shù)，通常用于無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和局域網(wǎng)應(yīng)用。

慢速跳頻屬于跳頻的一種，主要用于避免無線通信系統(tǒng)中的多路訪問干擾。

慢速跳頻擴(kuò)頻技術(shù)是無線局域網(wǎng)和無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)通信中常用的一種技術(shù)。

當(dāng)同一地點(diǎn)有多個(gè)電路使用同一頻率或頻段時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。來自不同設(shè)備的信號(hào)會(huì)相互干擾，導(dǎo)致控制失靈或干擾設(shè)備的正常運(yùn)行。電磁干擾是無線通信中的一個(gè)嚴(yán)重問題。為了確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，有必要盡量減少這種干擾。

擴(kuò)頻技術(shù)是用于緩解干擾問題的一種信號(hào)調(diào)制方法。有一種稱為跳頻（Frequency Hopping）的擴(kuò)頻（Spread Spectrum）技術(shù)，通常用于無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和局域網(wǎng)應(yīng)用。慢速跳頻（Slow Frequency Hopping）屬于跳頻的一個(gè)子類別，主要用于避免無線通信系統(tǒng)中的多路訪問干擾。

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跳頻擴(kuò)頻技術(shù)

跳頻擴(kuò)頻 (Frequency Hopping Spread Spectrum，即 FHSS) 技術(shù)指的是載波信號(hào)從一個(gè)頻率隨機(jī)跳轉(zhuǎn)到另一個(gè)頻率。注入信號(hào)的載波遵循只有發(fā)送端和接收端知道的特定跳頻模式。跳頻集的頻率從 f1 到 fL 不等，其中 L 是可用于跳頻的頻率信道數(shù)量。在一個(gè)給定的時(shí)間內(nèi)（稱為跳頻周期 th），傳輸?shù)男盘?hào)保持在帶寬為 B 的特定跳頻時(shí)段內(nèi)。在給定的跳頻時(shí)間內(nèi)，傳輸信號(hào)的頻率是恒定的。擴(kuò)頻帶寬用 W 表示，W 將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 B。

跳頻擴(kuò)頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1. 增加帶寬：通過跳頻過程，待傳輸信號(hào)的窄帶寬轉(zhuǎn)換為寬帶寬。

2. 克服信號(hào)衰減問題：衰減是指信號(hào)減弱的變化。但相隔幾個(gè)兆赫的信號(hào)頻率就不會(huì)同時(shí)衰減。因此，跳頻能夠通過分離信號(hào)來限制衰減和相關(guān)的通信故障。

3. 多徑信道通信：多徑信道通信經(jīng)常面臨信道干擾問題，使用跳頻可有效防止這些干擾。

4. 提高頻譜效率：在跳頻中，每個(gè)帶寬為 B 的信道都包含單載波頻率，作為其中心頻率。大部分信息都位于給定的信道頻譜區(qū)域內(nèi)，有助于提高頻譜效率。

5. 防止干擾：載波信號(hào)的頻率是跳變的，因此跳頻具有很強(qiáng)的抗干擾性能。

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慢速跳頻技術(shù)

跳頻擴(kuò)頻技術(shù)分為兩種：快速跳頻和慢速跳頻。在慢速跳頻中，載波頻率是定時(shí)變化的。發(fā)送端和接收端都知道創(chuàng)建的跳頻序列。發(fā)送一個(gè)信號(hào)頻率所需的時(shí)間比發(fā)送幾個(gè)比特的數(shù)字信息所需的時(shí)間要長。不過，慢速頻譜可以減少信號(hào)傳輸中的干擾和衰減。

在慢速跳頻中，載波時(shí)間周期 Tc 大于符號(hào)時(shí)間周期 Ts。每次跳頻都會(huì)傳輸多個(gè)符號(hào)。慢速跳頻的 Tc 和 Ts 之間的關(guān)系為 Tc = N Ts。每隔 Tc 秒，信號(hào)的中心頻率會(huì)根據(jù)跳頻模式發(fā)生變化。慢速跳頻擴(kuò)頻技術(shù)還采用了錯(cuò)誤控制編碼，以便恢復(fù)一次跳變過程中的比特?fù)p失。

慢速跳頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

除了具備跳頻技術(shù)的一般優(yōu)點(diǎn)，慢速跳頻還有其自身特殊優(yōu)勢(shì)——

即使某一個(gè)跳頻信號(hào)在接收端因窄帶干擾而衰減，其他信號(hào)也能正確接收。也就是說，哪怕在慢速跳頻中發(fā)生信號(hào)丟失，接收端也能重現(xiàn)原始信息。

總之，使用慢速跳頻技術(shù)來確保信號(hào)傳輸安全，不僅有利于解決衰減和干擾等問題，還有助于實(shí)現(xiàn)無信號(hào)干擾的多重接入通信。

此外，進(jìn)行電磁仿真可以幫助了解設(shè)計(jì)中的信號(hào)是否符合性能規(guī)格，并了解設(shè)計(jì)在電路/系統(tǒng)中是否存在意外的電磁耦合。

以下情況也應(yīng)該進(jìn)行電磁分析：

正在進(jìn)行設(shè)計(jì)（芯片、封裝、電路板、系統(tǒng)），并且希望了解當(dāng)前設(shè)計(jì)的電性性能，此時(shí)需要實(shí)現(xiàn)高性能和集成；

在簽核過程中，需要確定最終的設(shè)計(jì)結(jié)果是否和預(yù)想的一樣好，此時(shí)相比于性能，則更關(guān)心精準(zhǔn)度。

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