0 引言
　　
　　随着家居数字化、信息化的快速发展，无线通信在智能建筑中的应用越来越广泛。在建筑内的无线网络系统中，无线网络节点是家居内相关信息与外部信息传输的纽带。信息的强抗干扰性，抗快衰落及多径延时的性能是建筑中网络性能的重要保障。本文设计了一种用于无线跳频通信的网络节点，采用伪随机序列和余弦映射法控制收发频率的跳变，通过插入同步字头配合信号稳定的收发，解决建筑内无线信息传输的一系列问题。该网络节点受建筑结构自身特点的影响较小，性能稳定。
　　
　　1 系统主要技术分析
　　
　　1.1 跳频技术
　　
　　跳频是使收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信技术，是扩频通信的一种。该技术将通信系统的带宽分成若干个频率间隔(或称为频道)，发射机在不同的时刻选用不同载波频率发送信息，载波频率的选择是由伪随机序列控制的。该技术使得通信系统占用了比信息带宽更宽的频带，而每一瞬间系统只是在单一射频载波上通信，跳频系统占用带宽为BRN=N／T(N为跳频数)。从时域上看，跳频信号是一个多频率的频移键控信号，从频域上看，跳频信号的频谱是一个在很宽频带上以不等间隔随机跳变的。
　　
　　建筑内存在的对通信信号的干扰大体分为两部分，家电的辐射干扰及建筑结构对信号的干扰。家电一般具有固定的频率或者存在很窄的带宽，由于跳频信号的频率是在较宽的带宽内随机跳变的，只有极少数信号的频率落在干扰频率范围内，因此信号基本不受影响。分析和实践表明，即使有多达30%的通信频点被干扰，系统仍然能够在其他未被干扰的频点上进行正常通信。建筑内墙体的不规则分布导致发送的信号经过多次反射才会到达接收端，其到达的时间必将不同，因此后到达接收端的信号将影响其他信号的接收，即存在多径延时干扰。该部分干扰信号到达跳频系统接收端时，该系统的频率已经跳变，不会接收干扰信号，避免多径延时的影响，从根本上降低了不可恢复差错率,使跳频系统具有抗强干扰性能。
　　
　　1.2 同步技术
　　
　　同步指收发两端信号的载波跳变规律、频隙起始时刻和信号相位保持一致，根据同步信息收端可以知道当前系统驻留的频率和下一驻留时间对应的频率值，从而使收发端跳频器协调工作,正确传输信号。
　　
　　考虑到该网络节点应用在建筑环境，系统快衰落情况比较严重，因此采用同步字头法(前置同步法)实现同步。该方法是将带有同步信息的同步字头置于跳频信号的最前端，收方根据同步字头的特点，从接收到的跳频信号中识别出同步信息，并用于启动跳频码发生器，从而实现收发双方的跳频同步。
　　
　　采用同步字头法实现同步，不需专门的信道，而是利用通信信道来传送同步信号，但挤占了较少的通信信道频率资源和信号功率。为了使同步信号隐蔽，应采用尽量短的同步字头,同步字头太短又影响传送的同步信号量的多少，故应该折中考虑。采用同步字头法的跳频系统为了能保持系统的长时间同步及后入网电台的需要，需在通信过程中定时插入同步信号码字。
　　
　　2 工作原理
　　
　　本系统工作原理：网络节点将采集到的家居内相关信息（如三表、安防、照明等），经过主控芯片分析处理后，启动发射功能。在发信机中，首先向接收端发送同步信息，以此唤起接收端的应答。通过独立产生的跳频序列控制频率合成器，输出频率跳变的本振信号，并对调制信号进行变频，使变频后信号的频率伪随机地跳变，在数据传输的过程中定时插入同步字头，以降低信息传输的误码率。
　　
　　在收信机中，首先从发送来的跳频信号中提取跳频同步信号,本地跳频序列控制频率合成器，使输出的本振信号频率随发送方频率相应地跳变。跳变的本振信号与接收到的跳频信号混频，对频率进行解跳，再经解调后恢复出信息。该信息可以通过RS-232接口传送到物业管理部门，进行一系列处理。物业管理部门也可以通过该系统发送信息控制家居内相关控制器。信息同样可以通过RS-232接口传递到个人PC机上，便于用户查询。