跳頻技術(shù)在GPS移動(dòng)車輛監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

　1 目前系統(tǒng)存在的問題及跳頻系統(tǒng)的組成
　　全球衛(wèi)星定位移動(dòng)車輛監(jiān)控系統(tǒng)（Global Positioning System-Automatic Vehicle Location，簡(jiǎn)稱GPS-AVL）是在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)GIS （Geography Information System）和移動(dòng)通信網(wǎng)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)目標(biāo)管理系統(tǒng)。GPS-AVL系統(tǒng)由指揮監(jiān)控基站和移動(dòng)車載單元兩部分組成。
　　目前，GPS-AVL系統(tǒng)存在的問題主要有：車載單元與監(jiān)控中心之間的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換速率低、GIS電子地圖的實(shí)時(shí)顯示和實(shí)時(shí)報(bào)警速度慢、容量和信道的使用效率不高。隨著現(xiàn)代反高科技作案和反電子對(duì)抗課題的提出，這些問題更加突出，并且增加了通信的隱蔽性、保密性和抗惡意干擾、抗多徑衰落的要求。
　　為此，可在原有普通電臺(tái)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，綜合跳頻（FH）通信、碼分多址（CDMA）、時(shí)分多址（TDMA）等多種技術(shù)，采用全新的小區(qū)制兩級(jí)蜂窩組網(wǎng)方式和通信協(xié)議組建GPS-AVL系統(tǒng)，系統(tǒng)組成原理如圖1所示。
　　
　　2 跳頻關(guān)鍵技術(shù)
　　2.1 跳頻圖案的構(gòu)造
　　跳頻圖案的選擇對(duì)跳頻通信系統(tǒng)性能的好壞有決定性的影響。由于各用戶的跳頻超始相位不同，傳輸延時(shí)差異等因素，要做到跳頻圖案無相互干擾極其困難。跳頻頻隙的“擊中”或者稱為“碰撞”，可用參數(shù)漢明相關(guān)來衡量。
　　2.1.1 跳頻圖案設(shè)計(jì)要求
　?。?）每個(gè)跳頻序列都可以使用頻隙集合中的所有頻隙，以實(shí)現(xiàn)處理增益最大;
　?。?）跳頻序列數(shù)目盡量多且實(shí)現(xiàn)電路盡量簡(jiǎn)單，以實(shí)現(xiàn)多址通信;
　?。?）跳頻序列集合中任意兩個(gè)跳頻序列在所有相對(duì)時(shí)延下，發(fā)生頻隙重合的次數(shù)應(yīng)盡可能少，同時(shí)跳頻序列集合中的任意跳頻序列與其跳頻平移序列的重合次數(shù)也應(yīng)盡可能少，即要求漢明互相關(guān)和漢明自相關(guān)越小越好;
　?。?）跳頻序列應(yīng)有良好的均勻性、隨機(jī)性和較大的線性復(fù)雜度，以使系統(tǒng)具有良好的抗干擾性能，且令敵方不能利用以前傳輸?shù)念l率信息預(yù)測(cè)當(dāng)前和以后的頻率;
　?。?）跳頻序列應(yīng)能實(shí)現(xiàn)寬頻隙跳頻，以對(duì)抗寬帶阻塞干擾、跟蹤干擾和抗多徑衰落。
　　2.1.2 跳頻圖案實(shí)現(xiàn)電路
　　理論分析表明：假設(shè)重合次數(shù)為k，頻隙數(shù)目q=pn（p為素?cái)?shù)），性能最優(yōu)的跳頻序列碼是長(zhǎng)度為L(zhǎng)=q-1，信息元b=k+1的（L，b）RS碼。它為非重復(fù)序列族，序列數(shù)目為q;序列漢明自相關(guān)旁瓣為0;兩序列在任意相對(duì)時(shí)延τ下，漢明互相關(guān)不大于1。在本系統(tǒng)中，設(shè)定k=1，p=2，n=5，q=pn=25=32，則L=q-1=31，b=k+1=2。為實(shí)現(xiàn)寬頻隙跳頻，采用對(duì)偶頻帶法構(gòu)造跳頻序列族，可滿足設(shè)計(jì)要求。假定跳頻頻隙不小于32Δf，選?。?1，2）RS碼，跳頻序列按如下步驟構(gòu)造：
　　（1）在頻隙集合F={0，1，…，63}上構(gòu)造兩個(gè)區(qū)間頻帶，分別為：F1={0，1，…，31}和F2={32，33，…，63};
　?。?）選擇n=5次本原多項(xiàng)式：f（x）=x5+x2+1;
　　（3）以f（x）為聯(lián)接多項(xiàng)式的m序列發(fā)生器產(chǎn)生非零狀態(tài)序列G={a1，a2，…，a31}；