近年来，智能家居网络备受瞩目。其凭借基于新型自适应无线跳频技能所构建的网络系统，成功打破了多项技能难题。
跳频技能的魅力还远不止于此。不论是民用还是军用，只要涉及当代信息通信领域，Wi-Fi、蓝牙、CDMA、雷达、电台……险些所有人们熟知的当代无线通信技能，都离不开“跳频”二字。历经80多年的发展，跳频技能给人类社会带来哪些主要影响？又将若何掀起万物互联的浪潮？
从钢琴到无线电——
有点神奇的“缘起”故事
在先容跳频技能之前，我们须要先理解一下无线通信。
无线通信是利用电磁波旗子暗记可以在自由空间中传播的特性，进行信息交流的一种通信办法。早期的无线通信单次只能在一个频道上传输，这就导致在日常利用无线通信的时候随意马虎涌现频带拥挤的征象。比如，自家车库门遥控器有时会向邻居家的车库门发出旗子暗记，或者是自己的手机投屏到了邻居家的电视上。在沙场上，单一频道的信息传输也使得敌方很随意马虎履行电磁噪声滋扰。由于无线通信有着各类不便之处，扩频通信以及其衍生的无线电跳频技能应运而生。
扩频通信，即扩展频谱通信技能。顾名思义，指的是传输信息所用旗子暗记的带宽远大于信息本身的带宽。跳频技能则是扩频通信的个中一种实现手段，使旗子暗记在收发过程中，收发两端旗子暗记频率必须不断发生同步跳变才能够保持通信。这项技能使得旗子暗记在通报过程中能够提高频谱利用率，较好地办理频带拥挤问题，同时实现抗滋扰、防窃听的目的。
跳频技能的发明者，是一位名叫海蒂·拉玛的美国女性。
海蒂·拉玛在大学时期主攻的是通信。在与她的军火商丈夫的婚姻生活中，海蒂·拉玛节制了大量无线电、扩频通信、鱼雷等干系技能知识，并由此萌生了研究基于无线电掌握的鱼雷抗滋扰问题的想法。这为她后来发明跳频技能奠定了根本。1940年，受到钢琴同步自动演奏的启示，海蒂·拉玛将这一事理创造性地运用到掌握鱼雷电旗子暗记频率上，最早的无线电跳频技能就此出身了。
海蒂·拉玛的这项技能由两个“姊妹系统”组成。一个别系上设置了88个随机频道，系统通过一定规律使得收发船舶和鱼雷之间的同步可变波长无线电在这88个频道上跳变，同时确保船舶上的发射机和鱼雷上的吸收机能够同步实现跳频，就像两台自动演奏的钢琴同时按下同一个键从而发出相同的声音一样。另一个别系则用于掌握跳变频率的最小广播时长装置，依赖无线电静默时段的短暂爆发来大幅缩短通报旗子暗记的时长，这使得基于这项技能操控的无线电旗子暗记难以被敌方截获或滋扰。
海蒂的跳频办法在当时已经能够很好地知足信息加密的需求。随着时期发展，人们又陆续设计出更加繁芜的跳频办法，如混沌跳频序列、自适应跳频乃至稠浊跳频等。基于跳频的思想，跳变的工具也从载波频率拓展到数据的传输时隙……这些改变与发展进一步增加了信息的安全性，从而更好地知足了信息保密需求。
从鱼雷到卫星——
信息通信不可或缺的“基石”
跳频技能最初并没能像发明人设想的那样，用到鱼雷上，而是一贯被用于制造防堵塞声呐浮标以及伴随飞机的跳频无线电系统。20世纪50年代末，跳频技能被广泛利用到军队打算机芯片中。后来，这项技能及其事理也启示着科学家们将其扩展到其他领域，如无线电话、互联网协议等。如今，从手机到卫星定位系统，这些信息通信技能的背后，都有跳频技能的影子。
跳频技能为什么能够成为大部分信息通信技能的基石呢？究其缘故原由，有以下几点。
变化多端，来去无影。跳频通信抗滋扰的机理类似于“打一枪换一个地方”的策略。一方面，载波频率在跳变时依循的是事先设定好的“伪随机序列”。这种序列周期长、随机性高，如果没有节制序列规律，就会显得凌乱无章，让人难以捉摸。另一方面，跳变的频率成千上万且切换速率快，即便在某一频率上或某几个频率上施放永劫光的滋扰也无法对旗子暗记产生有效影响。由于频率跳变速率高，调频系统从宏不雅观的层面上看就像是一段拓宽了的频谱带，也便是宽带。大带宽换取的是更好的信噪比。在扩展了频带之后，信息不仅可以在较低信噪比下正常进行通报，还能借此隐匿于噪声之中，就像披上了“隐身衣”一样，不露痕迹地保持可靠的通信。
一带千码，扩洼成洋。随着无线传输的遍及，频谱资源变得愈发宝贵。在无线通信遍及的初期，用户常常会碰着网络堵塞带来的问题。比如在10多年前，我国每到除夕夜就会因短信在短时内过量发送而导致信息拥堵。从实质上看，这正是由频带拥挤所引起的。为了防止这类情形发生，提高频谱利用率也就成了当代通信的基本哀求之一。跳频通信就像二维码一样，可以在载波频率和传输时隙上运用千变万化的跳频图案，从而在一定带宽内许可多个跳频通信系统同时运行，大大节省了频谱资源空间。
当然，跳频通信也并非“无解”，跟踪式滋扰乃是它的“头号天敌”。以其沙场运用为例，在作战过程中，一方可以通过利用某种侦察吸收机对另一方发出旗子暗记进行侦听，破解其所利用的跳频图案后，就能够迅速以相同的跳频图案进行跟踪式滋扰。现有的侦察吸收机对一定跳速下的跳频图案截获概率目前已非常高。为了应对这种情形，跳频旗子暗记的驻留韶光就应该尽可能缩短，不让侦察吸收机有“可乘之机”。
从军用到民用——
升级发展为千行百业赋能
自20世纪70年代末涌现第一台超短波跳频电台，到如今每秒几千跳的高速跳频系统，问世几十年来，跳频通信在军事领域大放光彩。跳频通信被视为制造军事通信设备和进行信息战、电子战的一项不可或缺的关键技能。
跳频技能在军事领域发挥的浸染，总的来说可以归为以下两个方面。
在军事通信方面，跳频技能担保了通信的机密性、稳定性。如果把军事通信系统比作沙场信息传输的纽带，那么跳频技能便是将纽带两端牢牢握紧的手。科索沃战役中，只管北约利用了最前辈的电子战手段、最前辈的隐形战机和巡航导弹，但南斯拉夫同盟的指挥中央仍旧和武装部队保持着密切联系，个中一个主要缘故原由，便是南斯拉夫同盟信息系统的跳频通信技能发挥了主要浸染。
纵不雅观军事通信领域的光纤网络、无线局域网、无线通信、卫星通信、水下通信等技能手段，无不以跳频技能为托底。当前美军所利用的数据链终端——“MIDS”多功能信息分发系统就运用了以快速跳频技能为主的电子战防护技能；而基于跳频等技能所研发的AN/PRC系列便携式通信设备，更是对传统电台的“降维打击”。
在电子对抗方面，跳频技能不仅可以用来抗滋扰，更能基于其抗滋扰的优秀特性为信息滋扰系统保驾护航。凭借跳频技能实现“隐身”的远程对空搜索雷达，能够对大范围内的空中目标进行跟踪与搜索；有了跳频技能为樊篱，电子战飞机在实行雷达滋扰、通信滋扰、摧毁敌防空、电子监视和旗子暗记情报侦察等任务时更加如鱼得水……在侦察和反侦察、滋扰与抗滋扰的角力之中，跳频技能不仅是“固盾之材”，更是“利矛之钢”。
跳频技能在军事领域中扮演着关键角色的同时，也在民用领域掀起了信息化巨浪。
20世纪八九十年代，“无线革命”兴起。数字蜂窝、移动通信、蓝牙系统、无线局域网等新兴通信办法为了扩大用户群、优化通信体验，亟须办理频带拥挤问题。于是，跳频技能顺理成章开始向民用通信领域进军。据理解，在移动通信领域采取了跳频及扩频码分多址技能后，其通信容量提高了20倍之多；在广播领域，原来一个调频电台只能传送一个单声道和一个立体声节目，在采取了跳频技能后，同时传送75个立体音调频节目变得轻而易举……
跳频技能对频谱资源的极大拓宽，使得万人乃至万物互联不再遥不可及。蓝牙、Wi-Fi等这些须要被大量利用的信息技能，都是在扩展了频谱资源、担保了通信不会频繁紊乱的条件下开拓利用的。可以预见的是，在未来，“无线办公室”“无线城市”等基于跳频技能的新兴事物也将变为现实。
虽然当前跳频技能的理论和运用都已经相称成熟，我们仍可窥见其巨大的进步空间和发展潜力。受到元器件、解编码技能等多重成分的制约，跳频在速率上和方法上仍旧存在着发展瓶颈。为此，跳频技能将瞄准高速化、领悟化、智能化等方向持续深入发展。在未来，跳频技能会随着信息技能的进一步打破而常用常新。（宋可旸 许凌馨 杨龙霄）
来源： 中国军网
