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1、跳頻技術(shù)在GPS移動車輛監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
2、第1內(nèi)容加載中...摘要：分析了綜合跳頻（FH）通信、碼分多址（CDMA）、時分多址（TDMA）等多種技術(shù)，采用新型小區(qū)制兩級蜂窩組網(wǎng)方式和通信協(xié)議的GPS移動車輛監(jiān)控系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：GPS-AVL跳頻技術(shù)蜂窩組網(wǎng)1目前系統(tǒng)存在的問題及跳頻系統(tǒng)的組成全球衛(wèi)星定位移動車輛監(jiān)控系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem-AutomaticVehicleLocation，簡稱GPS-AVL）是在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS、地址信息系統(tǒng)GIS（GeographyInformationSystem）和移動通信網(wǎng)技術(shù)上實現(xiàn)的移動目標(biāo)管理系統(tǒng)。
3、GPS-AVL系統(tǒng)由指揮監(jiān)控基站和移動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)控中心之間的動態(tài)數(shù)據(jù)交換速率低、GIS電子地圖的實時顯示和實時報警速度慢、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，可在原有普通電臺系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加以改進，綜合跳頻（FH）通信、碼分多址（CDMA）、時分多址（TDMA）等多種技術(shù)，采用全新的小區(qū)制兩級蜂窩組網(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5
4、00)this.style.ouseg(this)">跳頻圖案的選擇對跳頻通信系統(tǒng)性能的好壞有決定性的影響。由于各用戶的跳頻超始相全不同，傳輸延時差異因素，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)計要求（1）每個跳頻序列都可以使用頻隙集合中的所有頻隙，以實現(xiàn)處理增益最大；（2）跳頻序列數(shù)目盡量多且實現(xiàn)電路盡量簡單，以實現(xiàn)多址通信；（3）跳頻序列集合中任意兩個跳頻序列在所有相對時延下，發(fā)生頻隙重合的次數(shù)應(yīng)盡可能少，同時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
5、明自相關(guān)越小越好；（4）跳頻序列應(yīng)有良好的均勻性、隨機性和較大的線性復(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)測當(dāng)前和以后的頻率；（5）跳頻序列應(yīng)能實現(xiàn)頻隙跳頻，以對抗寬帶阻塞干擾、跟蹤干擾和抗多徑衰落。2.1.2跳頻圖案實現(xiàn)電路500)this.style.ouseg(this)">理論分析表明：假設(shè)重合次數(shù)為k，頻隙數(shù)目q=pn(p為素數(shù))，性能最優(yōu)的跳頻序列碼是長度為L=q-1，信息元b=k+1r(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；兩序列在任意相對時延τ下，漢明互相關(guān)不大于1。在本系統(tǒng)中，設(shè)公平k=1
6、,p=2,n=5,q=pn=25=32，則L=q-1=31,b=k+1=2。為實現(xiàn)寬頻隙跳頻，采用對偶頻帶法構(gòu)造跳頻序列族，可滿足設(shè)計要求。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)造兩個區(qū)間頻帶，分別為：F1={0,1,…，31}和F2={32,33,…,63}；（2）選擇n=5次本原多項式：f(x)=x5+x2+1;（3）以f(x)為聯(lián)接多項式的m序列發(fā)生器產(chǎn)生非零狀態(tài)序列G={a1,a2,…,a31};（4）在G的各項加上一個該m序列的固定狀態(tài)av={v1,v2,…,V5}，即可生成區(qū)間F1和
7、F2上的兩族非重復(fù)跳頻序列：S1v(j)={S1v(j)=αj+αv,j=1,2,…,31}S2v(j)={S2v(j)=αj+αv,+32,j=1,2,…，31}式中，加法按逐位模2運算；（5）組合區(qū)間F1和F2上的兩族跳頻序列得到新的一族跳頻序列Sv(j)。由于跳頻頻隙不小于32Δf，所以實現(xiàn)上Sv(j)在區(qū)間F1和F2上跳頻頻隙相互交錯，即：500)this.style.ouseg(this)">跳頻序列Sv(j)的實現(xiàn)電路如圖2所示。2.2頻率合成技術(shù)系統(tǒng)跳頻鎖定時間主要由鎖相環(huán)跳頻鎖定時間決定，對于半雙工電臺還得解決發(fā)射接收功放電路的切換時延問題。本系統(tǒng)采用全雙工電
8、臺，頻率合成器采用日本富士通公司的MB1504，工作頻段為403～443MHz，參考頻率為fR=25kHz。為了既考慮鑒相波紋的抑制能力，又要兼顧環(huán)路的瞬態(tài)特性，選取§≈0.707,ωn≤ωR/5。根據(jù)§、ωn及環(huán)路增益可唯一確定環(huán)路濾波器RC常數(shù)?？紤]到增加PLL環(huán)路增益可以縮短環(huán)路鎖定時間，在環(huán)路濾波器之后，再增加一級集成運放。則鎖相環(huán)環(huán)路換頻鎖定時間ts可以按如下近似公式計算：ts=4/(§ωn)=4/(0.707×2π×5×103)=180μs但實際電路中由于串行送數(shù)的局限和電路中分布參數(shù)的影響
