跳频通信范文10篇

跳频通信范文篇1

关键词：DDSFPGA频率合成器跳频通信

在众多的通信技术中，扩频通信技术由于具有独特的抗干扰能力以及宽的使用频带而在军事通信领域倍受青睐。根据扩频通信调制方式的不同，它可以分为直接序列扩频方式（DS）、跳频方式（FH）、跳时方式（FT）及兼有以上方式中二种以上的混合方式。其中跳频通信具有保密性好、不易受远近干扰和多径干扰的影响等优点，是一种很有前景的通信方式。跳频系统的频率跳变，受到伪随机码的控制。不同的时间、不同的伪码相位，频率合成器产生的相应频率也不同。把跳频系统的频率跳变规律称为跳频图案。跳频图案是时间和频率的函数，故又称为时间－频率矩阵，简称时频矩阵。时频矩阵可直观描述出频率跳变规律，如图1所示。

跳频图案的设计是跳频通信系统的一个关键问题，直接影响到跳频系统的保密、抗干扰、多址等性能。一般要求跳频图案的周期要长，这就要求控制跳频图案的伪随机码周期要长，即移位寄存器的级数要大。

1基于FPGA和DDS技术的跳频信号源设计

跳频信号源即为载波频率按照一定跳频图案跳变的信号发生器。设计一个性能优异的跳频信号源，困难在于其优良的频谱性能。笔者提出了一种基于FPGA12和DDS技术的跳频图案的设计方案。指标如下：600跳／秒跳速；20个跳频点；3．4MHz跳频基带；68MHz跳频带宽；106．78MHz～172．14MHz跳频频率中20个频点。DDS采用AD公司的最新频率合成器件AD9852，写频率控制字采用ALTARA公司的可编程逻辑器件APEX20K系列中的EP20K100，其逻辑资源为10万门，两者通过40针总线接口相连3。其中，FPGA完成存储频率控制字、定时写入频率控制字的功能，AD9852则实现频率合成输出。频率合成器DDS是跳频信号源中的一个关键部件，其原理如图2所示。这种频率合成器工作频率高，可达GHz数量级；分辨率高，可达1Hz以下，稳定度高；体积小，重量轻，集成度高，这些都是其他频率合成器件难以比拟的。AD9852是近年推出的高速芯片，具有小型的80管脚表贴封装形式，其时钟频率为300MHz，并带有两个12位高速正交D／A转换器、两个48位可编程频率寄存器、两个14位可编程相位移位寄存器、12位幅度调制器和可编程的波形开关键功能，并有单路FSK和BPSK数据接口，易产生单路线性或非线性调频信号。当采用标准时钟源时，AD9852可产生高稳定的频率、相位、幅度可编程的正、余弦输出，可用作捷变频本地振荡器和各种波形产生器。AD9852提供了48位的频率分辨率，相位量化到14位，保证了极高频率分辨率和相位分辩率，极好的动态性能。其频率转换速度可达每秒100×106个频率点。在高速时钟产生器应用中，可采用外接300MHz时钟或外接低频时钟倍频两种方式，给电路板带来了极大的方便，同时也避免了采用高频时钟带来的问题。在AD9852芯片内部时钟输入端有4～20倍可编程参考时钟锁相倍频电路，外部只需输入一低频参考时钟60MHz，通过AD9852芯片内部的倍频即可获得300MHz内部时钟。300MHz的外部时钟也可以采用单端或差分输入方式直接作为时钟源。AD9852采用＋3．3V供电，降低了器件的功耗。工作温度范围在－40°C～＋85°C。

本文采用AD9852所设计的频率合成器结构如图3所示。DDS模块分成二路输出：（1）第一路输出

100MHz～150MHz信号；（2）第二路输出150MHz～200MHz信号。其中DDS输出12．5MHz～25MHz的信号，经SWCON开关分成两路输出，一路输出12．5MHz～18．75MHz信号，经放大倍频、滤波，输出100MHz～150MHz信号；另一路输出18．75MHz～25MHz的信号经放大倍频、滤波输出150MHz～200MHz信号。

2FPGA与DDS接口设计

FPGA主要完成从外部向DDS写入频率控制字功能，其中频率控制字存储在FPGA内部RAM单元中。双方通过40针总线连接，其中信号线为：8位数据线、6位地址线、复位信号、updateclk（频率跳变信号）、swcon（开关：高频段和低频段转换信号，当swcon为低时输出高频段，当swcon为高时，输出低频段）、wr（写信号）。

AD9852用于频率合成时工作在单频模式（singletonemode）其工作时序关系如图4所示。

跳频通信范文篇2

关键词：DDSFPGA频率合成器跳频通信

在众多的通信技术中，扩频通信技术由于具有独特的抗干扰能力以及宽的使用频带而在军事通信领域倍受青睐。根据扩频通信调制方式的不同，它可以分为直接序列扩频方式（DS）、跳频方式（FH）、跳时方式（FT）及兼有以上方式中二种以上的混合方式。其中跳频通信具有保密性好、不易受远近干扰和多径干扰的影响等优点，是一种很有前景的通信方式。跳频系统的频率跳变，受到伪随机码的控制。不同的时间、不同的伪码相位，频率合成器产生的相应频率也不同。把跳频系统的频率跳变规律称为跳频图案。跳频图案是时间和频率的函数，故又称为时间－频率矩阵，简称时频矩阵。时频矩阵可直观描述出频率跳变规律，如图1所示。

跳频图案的设计是跳频通信系统的一个关键问题，直接影响到跳频系统的保密、抗干扰、多址等性能。一般要求跳频图案的周期要长，这就要求控制跳频图案的伪随机码周期要长，即移位寄存器的级数要大。

1基于FPGA和DDS技术的跳频信号源设计

跳频信号源即为载波频率按照一定跳频图案跳变的信号发生器。设计一个性能优异的跳频信号源，困难在于其优良的频谱性能。笔者提出了一种基于FPGA12和DDS技术的跳频图案的设计方案。指标如下：600跳／秒跳速；20个跳频点；3．4MHz跳频基带；68MHz跳频带宽；106．78MHz～172．14MHz跳频频率中20个频点。DDS采用AD公司的最新频率合成器件AD9852，写频率控制字采用ALTARA公司的可编程逻辑器件APEX20K系列中的EP20K100，其逻辑资源为10万门，两者通过40针总线接口相连3。其中，FPGA完成存储频率控制字、定时写入频率控制字的功能，AD9852则实现频率合成输出。频率合成器DDS是跳频信号源中的一个关键部件，其原理如图2所示。这种频率合成器工作频率高，可达GHz数量级；分辨率高，可达1Hz以下，稳定度高；体积小，重量轻，集成度高，这些都是其他频率合成器件难以比拟的。AD9852是近年推出的高速芯片，具有小型的80管脚表贴封装形式，其时钟频率为300MHz，并带有两个12位高速正交D／A转换器、两个48位可编程频率寄存器、两个14位可编程相位移位寄存器、12位幅度调制器和可编程的波形开关键功能，并有单路FSK和BPSK数据接口，易产生单路线性或非线性调频信号。当采用标准时钟源时，AD9852可产生高稳定的频率、相位、幅度可编程的正、余弦输出，可用作捷变频本地振荡器和各种波形产生器。AD9852提供了48位的频率分辨率，相位量化到14位，保证了极高频率分辨率和相位分辩率，极好的动态性能。其频率转换速度可达每秒100×106个频率点。在高速时钟产生器应用中，可采用外接300MHz时钟或外接低频时钟倍频两种方式，给电路板带来了极大的方便，同时也避免了采用高频时钟带来的问题。在AD9852芯片内部时钟输入端有4～20倍可编程参考时钟锁相倍频电路，外部只需输入一低频参考时钟60MHz，通过AD9852芯片内部的倍频即可获得300MHz内部时钟。300MHz的外部时钟也可以采用单端或差分输入方式直接作为时钟源。AD9852采用＋3．3V供电，降低了器件的功耗。工作温度范围在－40°C～＋85°C。

本文采用AD9852所设计的频率合成器结构如图3所示。DDS模块分成二路输出：（1）第一路输出

100MHz～150MHz信号；（2）第二路输出150MHz～200MHz信号。其中DDS输出12．5MHz～25MHz的信号，经SWCON开关分成两路输出，一路输出12．5MHz～18．75MHz信号，经放大倍频、滤波，输出100MHz～150MHz信号；另一路输出18．75MHz～25MHz的信号经放大倍频、滤波输出150MHz～200MHz信号。

2FPGA与DDS接口设计

FPGA主要完成从外部向DDS写入频率控制字功能，其中频率控制字存储在FPGA内部RAM单元中。双方通过40针总线连接，其中信号线为：8位数据线、6位地址线、复位信号、updateclk（频率跳变信号）、swcon（开关：高频段和低频段转换信号，当swcon为低时输出高频段，当swcon为高时，输出低频段）、wr（写信号）。

AD9852用于频率合成时工作在单频模式（singletonemode）其工作时序关系如图4所示。

由图4可以看出，首先必须对AD9852复位。复位信号为高有效，然后写入频率控制字，当updateclk有效时，即有频率F1输出。其中AD9852写入频率控制字分为并行写入和串行写入两种模式，本文采用FPGA并行写入方式。AD9852并行写入频率控制字时序关系如图5所示。基于以上AD9852的

跳频通信范文篇3

跳频信号源即为载波频率按照一定跳频图案跳变的信号发生器。设计一个性能优异的跳频信号源，困难在于其优良的频谱性能。笔者提出了一种基于FPGA12和DDS技术的跳频图案的设计方案。指标如下：600跳／秒跳速；20个跳频点；3．4MHz跳频基带；68MHz跳频带宽；106．78MHz～172．14MHz跳频频率中20个频点。DDS采用AD公司的最新频率合成器件AD9852，写频率控制字采用ALTARA公司的可编程逻辑器件APEX20K系列中的EP20K100，其逻辑资源为10万门，两者通过40针总线接口相连3。其中，FPGA完成存储频率控制字、定时写入频率控制字的功能，AD9852则实现频率合成输出。频率合成器DDS是跳频信号源中的一个关键部件，其原理如图2所示。这种频率合成器工作频率高，可达GHz数量级；分辨率高，可达1Hz以下，稳定度高；体积小，重量轻，集成度高，这些都是其他频率合成器件难以比拟的。AD9852是近年推出的高速芯片，具有小型的80管脚表贴封装形式，其时钟频率为300MHz，并带有两个12位高速正交D／A转换器、两个48位可编程频率寄存器、两个14位可编程相位移位寄存器、12位幅度调制器和可编程的波形开关键功能，并有单路FSK和BPSK数据接口，易产生单路线性或非线性调频信号。当采用标准时钟源时，AD9852可产生高稳定的频率、相位、幅度可编程的正、余弦输出，可用作捷变频本地振荡器和各种波形产生器。AD9852提供了48位的频率分辨率，相位量化到14位，保证了极高频率分辨率和相位分辩率，极好的动态性能。其频率转换速度可达每秒100×106个频率点。在高速时钟产生器应用中，可采用外接300MHz时钟或外接低频时钟倍频两种方式，给电路板带来了极大的方便，同时也避免了采用高频时钟带来的问题。在AD9852芯片内部时钟输入端有4～20倍可编程参考时钟锁相倍频电路，外部只需输入一低频参考时钟60MHz，通过AD9852芯片内部的倍频即可获得300MHz内部时钟。300MHz的外部时钟也可以采用单端或差分输入方式直接作为时钟源。AD9852采用＋3．3V供电，降低了器件的功耗。工作温度范围在－40°C～＋85°C。

本文采用AD9852所设计的频率合成器结构如图3所示。DDS模块分成二路输出：（1）第一路输出

100MHz～150MHz信号；（2）第二路输出150MHz～200MHz信号。其中DDS输出12．5MHz～25MHz的信号，经SWCON开关分成两路输出，一路输出12．5MHz～18．75MHz信号，经放大倍频、滤波，输出100MHz～150MHz信号；另一路输出18．75MHz～25MHz的信号经放大倍频、滤波输出150MHz～200MHz信号。

2FPGA与DDS接口设计

FPGA主要完成从外部向DDS写入频率控制字功能，其中频率控制字存储在FPGA内部RAM单元中。双方通过40针总线连接，其中信号线为：8位数据线、6位地址线、复位信号、updateclk（频率跳变信号）、swcon（开关：高频段和低频段转换信号，当swcon为低时输出高频段，当swcon为高时，输出低频段）、wr（写信号）。

AD9852用于频率合成时工作在单频模式（singletonemode）其工作时序关系如图4所示。

由图4可以看出，首先必须对AD9852复位。复位信号为高有效，然后写入频率控制字，当updateclk有效时，即有频率F1输出。其中AD9852写入频率控制字分为并行写入和串行写入两种模式，本文采用FPGA并行写入方式。AD9852并行写入频率控制字时序关系如图5所示。基于以上AD9852的

工作时序关系，设计的FPGA－DDS接口如图6所示。发射FPGA采用一块ALTERA公司的APEX20K100系列芯片，该芯片逻辑单元为4160个，最大RAM容量为53，248bit，完全能够满足生成跳频图案的要求。图6中update为AD9852频率字更新信号，根据指标要求按1／600s更新一次频率。图6中20进制计数器对update信号进行20进制计数。每计数一次，16进制计数器控制ROM的低位地址输出一组频率控制字，由AD9852合成一个频率；当计满20次时，则依次输出20个频点。20组频率控制字依次存放在FPGA内部RAM单元内，由外部地址信号驱动其按顺序输出。若要改变跳频图案，只需改变20组频率控制字存放顺序，或者改变外部地址信号驱动顺序即可。采用频谱仪观察结果如图7所示。由图7可以看出，频谱均匀分布在100MHz～170MHz之间，各项指标均达到预期要求。

本文讨论了一种基于FPGA及DDS技术设计的跳频信号源。从实验结果可以看出，各频点具有纯净的频谱结构、等间隔的跳频带宽。样机测试结果证明所设计的信号源完全满足指标要求。

跳频通信范文篇4

关键词：跳频保密；超短波；无线通信系统；应用研究

随着我国科技事业的持续快速发展，对超短波通信系统的性能要求也愈发的严苛。特别是在现代市场中“高技术战争”领域，“电子战”的竞争也越来越激烈。若要确保通信链路的安全性与可靠性，通信系统及设备就一定要具有很强的抗干扰能力与抗测向能力[1]。超短波通信即高频通信，以频段范围为30MHz至300MHz的电磁波作为通信的媒介实施通信，在系统的创设阶段应用跳频保密技术具有重要的现实意义。

1跳频保密技术在超短波无线通信系统的发展现状

跳频保密技术自诞生以来，之所以能够取得迅速的发展态势，关键在于跳频保密技术自身拥有的突出优势，而这些特征正是非常契合超短波无线通信环境下对于抗电子干扰的要求[2]。毫无疑问，跳频干扰和反干扰属于相互矛盾又相互制约的关系，同时，两者却也推动了彼此的发展。虽然跳频保密技术下的通信不用担心来自单频和多频的干扰，但仍需要规避跟踪式干扰。在有线通信的范围，权衡到一方面扩建需耗费巨额的投资，另一方面无线通信又能够当成有线通信网络的应急形式，故而跳频保密技术正是一条值得无线通信系统构建的考虑路径。当前，在某些对信息保密要求非常高的部门或政企单位，采用跳频保密技术作为其内部通信，能够取得不错的信息保密的效果，究其原因在于跳频保密技术的被截获几率非常低。无论是在军用通信亦或民用通信，跳频保密技术在无线通信中都有着非常广泛的发展前景，国内外对这一课题都相当重视[3]。从国内外近些年的发展态势来说，跳频保密技术的通信主要有几个层面的发展路径：一是其跳速越来越高；二是跳频序列日臻优化；三是朝着全数字化发展；四是向着自适应跳频保密通信技术的发展。

2跳频保密技术在超短波无线通信系统中的优势

2.1保密性强

由于跳频保密技术系统载波具有快速跳变的特点，使另一方无法截获通信信息。即使被截取了某一环节的载波频率，也会因为跳频频点具有很强的伪随机特征，使得截取方也不能预测到接下来会跳到哪个频点上。

2.2抗衰落

抗衰落的工作原理为，假使相邻跳变的频差非常大，而形成的频率衰落属于某一个窄带现象，频差大的频率在同一阶段出现的衰落情况是非常小的，频率跳变至别的频率时，那么则能够维续正常的通信。

2.3抗干扰

基于跳频保密情况下的无线通信系可以很好的实现抗频带阻塞式干扰。但是，此类抗干扰需要在条件具备下才能够得以限制。例如，在频点数目足够多，能够满足在跳频频域占一定宽度时方可实现抗频带阻塞式干扰。

2.4抗多径

跳频保密技术之所以可以完成抗多径，是因为它可以预先设计接收机的两条信号方向，即直射波和反射波，这两条路径会存在相对的时延差。某一个信号路径波到达接收机时，假使设备的频率已跳至其他的频率，那么此时接收机就能够避免后至信号路径波的干扰，满足一定程度上抗多径的需求。

3跳频保密技术在超短波无线通信系统中的关键技术

3.1跳频图案

跳频图案需要满足几个层面的要求：①任何跳频图案都能够应用频隙集合的全部频隙，以完成最大限度的处理增益；②任何两个跳频图案在一定时延之下出现频隙重合尽量少；③为了达到多址通信，则需要序列数量尽量多；④跳频图案所实现电路较为简单。

3.2同步技术

同步技术设计的优劣程度不仅直接影响到通信系统性能的好坏，还会直接影响到通信系统是否可以有序工作和是否可以体现跳频保密技术应有效果。因此，同步技术应当具备以下几个标准：首先，同步创设的过程必须要快；其次，同步技术的设计系统本身具备很好的抗干扰水平；再次，同步技术具备十分强的隐蔽程度与抗侦察程度，最后，同步技术能够达到通信系统的组网标准，以及“再同步”的性能要求。

3.3频率合成器

跳频保密技术中的频率合成器在通信系统中属决定性的部件，其总跳变频率及其速率都直接影响了通信系统的抗干扰水平。自工作原理的逻辑而言，跳频保密技术的合成器和常规的合成器并未有显著的差别，然而其主要有两层面的特性。一方面主要是受到序列的左右，数量的增加其频率也会进一步变宽，因而通信系统的处理增益程度也就更大；另一方面就是可以最大限度地快速切换频率，进而可以让通信系统能够非常快速地完成频率直接的转换，最终规避与外界环境的干扰。整体而言，跳频保密技术对频率合成器的要求非常严格，比常规的设备苛刻很多。由上可知，对频谱纯的输出有很大标准，能够选择的频率数（N）特别之大，跳变快、频率的直接锁定时间非常小、指令的切换速度非常快等。一般而言，基于跳频保密技术的频率合成器主要可分为直接式与间接式两种。

4仿真分析

在对跳频保密技术的码的择取上，本文采用混合混沌序列的形式予以加密。并通过Matlab对超短波无线通信系统实施仿真，首先创设每一个系统部分的模型框图，如图1所示。该混沌扩频序列所形成的伪随机序列的码元时间非常长、且具有很强的复杂度，运用在超短波无线通信系统中具备稳定、可靠的优点。

5结语

综上所述，无论是民用通信或军用通信中，超短波无线通信都在应急性通信技术都起着至关重要的共用。而跳频保密技术作为无线通信中纲领性的抗干扰技术，一直以来就在超短波通信电台中获得广泛应用。在跳频保密技术领域，频率合成器是其中受到广泛关注的研究议题，因而，在研究应用跳频通信中，非常有必要制造出低相位噪声、低杂散、小频率间隔以及能够极快改变时间频率合成器，这对跳频通信的发展有重要的现实意义。通过超短波无线通信系统实施混沌跳频序列的保密通信仿真分析可以得知，形成的混沌序列非常适用于所创设的跳频保密技术，该技术不仅更容易实现，且保密性能也较为优异，值得推广与普及。

作者:林振华 单位:广州海格通信集团股份有限公司

参考文献：

跳频通信范文篇5

1.1技术组成。跳频保密技术指的是通过基于超短波跳频通信系统的保密技术，频率合成器与伪随机码产生器属于跳频通信系统的主要构成。值得注意的是，跳频通信系统具备较强的抗外部干扰能，但高斯白噪声很容易对该系统造成较大的干扰和影响，这种干扰和影响理应得到相关业内人士的重视。1.2特点分析。跳频保密技术具备保密性强、抗干扰能力强、多址组网能力、抗多径能力、抗衰落能力等特点，如抗干扰能力强是由于跳频保密技术能够较好应对宽频带阻塞式干扰、跟踪式干扰，但这种应对需建立在跳频速率足够快、跳频范围足够宽、频点数目足够多等基础上；保密性强是由于跳频保密技术可实现载波的快速跳变，信息的截获难度因此大大提升，跳频图案的伪随机性也能够较好保证跳频保密技术的保密性[1]。1.3关键技术。跳频图案、频率合成器、同步技术属于组成跳频保密技术的关键技术，3种技术的特点如下。1）跳频图案。跳频图案指的是跳频序列控制下载波频率跳变的规律，跳频序列则指的是控制载波频率跳变的地址码序列。在跳频图案的设计中，一般需保证跳频图案的产生电路较为简单、具备较大的线性复杂度和较好的随机性、具备较为优秀的均匀性，而为了实现最大化处理效益，必须保证每一个跳频图案均可以使用频隙集合中的所有频隙；伪随机码也可以属于跳频图案的组成，其序列具有双值自相关函数，且拥有周期内0和1出现的次数近似相等特点，结合表1所示的跳频用伪随机码性能比较，即可更深入了解跳频保密技术。2）频率合成器。作为跳频保密技术的核心，可变频率合成器涉及的跳频速率、跳变频率总和直接影响跳频保密技术的抗干扰能力。相较于普通的频率合成器，跳频保密技术应用的频率合成器具备跳变频率足够快、受跳频序列控制特点，这使得频率合成器能够较好应对外部的转发性干扰，且跳频保密技术的处理效益能够随着跳频数增加得到显著提升。值得注意的是，跳频保密技术对频率合成器的要求较为苛刻，因此必须保证频率合成器可供选择的频率数N足够大，且频率锁定时间小、频率转换时间短、跳频图案转换速度快。3）同步技术。同步技术指的是应用跳频保密技术的收发两端的跳变频率需具备严格的对应关系，而为了真正实现该目标，同步技术必须保证发射机跳频图案与接收机跳频图案一致，通过提取接收信号的载波频率进行相关检测可较好实现该目标。同步技术存在多种实现方法，如独立信道法、同步字头法、参考时钟法、插入特殊码字同步法、步进串序搜索法、匹配滤波器法、自同步法，但这类方法的应用均需要保证同步建立速度较快、具备较强的抗干扰能力、满足跳频保密技术的组网要求，且同步信号需具备较强的抗侦察能力和较强的隐蔽性[2]。

2仿真试验

2.1基于组合混沌序列的超短波无线通信保密系统。2.1.1组合混沌序列。本文提出了一种组合映射产生混沌序列的方法，通过结合Logistic映射和Tent映射产生混沌序列，即可较好服务于超短波无线通信的保密技术应用。式（1）、式（2）分别为Logistic映射的定义和Tent映射的定义，式（1）中的xn为状态且0＜xn＜1，式（2）中的0＜a＜1且0≤[x]≤1。（1）（2）通过计算，可确定参数µ=4.0时，Logistic映射产生的混沌序列均值为0.5，其互相关函数为0，自相关为δ函数，且拥有与白噪声一致的概率统计特性，由此可确定具体的混沌跳频序列的产生步骤：1）确定混沌映射的参数值（a和µ），Logistic映射、迭代初始值x0与y0的迭代次数为M，Tent映射的迭代次数为N。2）经过M-1次迭代运算后，Logistic映射、Tent映射均可得到模拟实值序列，分别为、。3）采用相邻混合方式混合模拟实值序列，取M=N，可得到混合的模拟实值序列{}111100,,,,,,NN−−YxyxyxL。4）进行{}111100,,,,,,NN−−YxyxyxL中2N元素的由小到达培训，在队列理论的排序方法支持下，可获得1个有序序列，并确定有序序列中各元素的十进制位置，由此取代模拟实值序列各元素，即可最终求得十进制序列{}Naaa221,,,L，x0在有序序列中的位置使用a1表示。5）将{}Naaa221,,,L作为跳频码，可得到2N个跳变频率跳频图案{}Naaafff221,,,L。2.1.2系统具体构成。基于组合混沌序列的超短波无线通信保密系统信道的数学模型由输入、多径信道、噪声、人为干扰、输出组成，因此本文使用MATLAB建立了仿真系统，该系统可细分为四部分，分别为数字信号的产生、跳频系统和信道部分、频率合成器（伪随机序列控制）、信号的检测和观测，具体组成如下。1）数字信号的产生。信号频率设置为1s，模块用于产生信源信号，随后进行传输信道和跳频系统。2）频率合成器。可根据不同的输入值产生不同频率的载波，通过在混沌序列中取m个信号，即可合成为2m个离散频率，不同频率载波的生成可通过控制输入的值实现。3）跳频系统和信道部分。采用2FSK信号，主要由传输延迟模块、混沌模块、调解模块、2FSK的调制模块、低通滤波器模块组成，并采用高斯白噪声信道。其中的混频模块采用了点乘模块，滤波器的截至频率为325Hz。4）信号的检测和观测部分。由示波器模块、显示模块、误码率计算模块组成，示波器负责波形观测。2.2仿真分析。设置试验仿真时间为20s，可得出系统的仿真结果，对比序列的跳频、解跳后的序列、恢复的序列，可发现混沌序列的各项特性在实质混沌序列转化为数字序列的过程中得到了一定限制，但这种情况可通过选择适当的初值避免，而为了克服数字化带来的序列特性下降，可在实际应用中进行混沌序列的微扰，更长周期的序列也能够由此实现。更深入分析不难发现，基于组合混沌序列的超短波无线通信保密系统不仅能够较好完成通信，其能够实现较高水平的信号加密与解密工作，跳频保密技术在超短波无线通信系统中的应用价值也由此得到了较好证明，而结合误码率显示模块不难发现，一直为0的误码率直观证明了基于组合混沌序列的超短波无线通信保密系统具备的较高通信质量。

3结论

综上所述，超短波无线通信的保密技术具备较为广阔的发展潜力，在此基础上，本文涉及的基于组合混沌序列的超短波无线通信保密系统、仿真试验等研究内容，则提供了可行性较高的超短波无线通信保密技术应用路径，而为了更好发挥这类技术的优势，跳频及混沌跳频同步技术的研究、高技术含量的频率合成器研究均需要得到重点关注。

参考文献

[1]毛九平，郑霖，刘争红.超短波无线认知传感器网络节点的设计与实现[J].计算机工程，2017，43（7）：80-85.

跳频通信范文篇6

关键词：跳频技术扩频通信无线局域网ML2724DSP

2．4GHz是无线产品开发使用最为广泛的公用频段。目前很热门的技术话题——无线局域网的802．11标准就是采用2．4GHz这段频段。针对无线局域网，最大的争论便是其安全性和稳定性，国内外诸多文献指出：除了在无线局域网中采用更佳的密钥机制，应该广泛使用扩频和跳频等技术，增加其在无线信道上的稳定性和安全性。比较无线局域网中采用直接序列扩频和跳频两种方式的性能，可以得出：在无线局域网中采用跳频方式更佳。目前，对于跳频系统的设计通常采用CPLD+FPGA+DSP协同频率合成器实现，这样既增大了系统的体积，更导致系统的成本很高。本文介绍了基于高性能、低成本的ML2724和DSP的2．4GHz快速跳频系统设计。由于ML2724集成了可编程频率合成器、正交调制器和各种滤波器，并具有方便的控制接口，这样既可以减小体积，又可以降低成本；详细介绍了信道的分配和PN码的设计，以及跳频同步问题，并给出了部分软件实现的流程图。

图1

1ML2724简介

ML2724是MicroLinear公司的一款高性能的广泛应用于2．4GHz快速跳频通信系统的单片集成收发芯片，它集成了本振、抗镜像Ⅳ滤波器和基带低通滤波器、限幅器、数据判决器，并且自带了一个可编程控制的频率合成器，具有同步指示和与基带处理相接的各种端口。它具有以下主要特点：

(1)能够完成2．4GHz通信系统的收发功能的集成单芯片；

(2)信道间隔为2．048MHz，具有80个信道；

(3)完全集成了所有的Ⅲ滤波器和数据滤波器；

(4)灵敏度为-90dBm；

(5)内部集成了完整的1．6GHz的频率合成器；

(6)作为FHSS发射，能够达到1600跳／秒；

(7)可以利用一个3线的接口可编程控制PLL；

(8)具有模拟接收信号强度指示(RSSl)；

(9)在2．4GHz时，传输距离10m～1000m，传输速度可达1．5Mbps；

(10)可以应用于TDD和TDMA通信系统中。

其内部原理框图如图1所示。

图2

2系统的组成原理与设计

2．1系统的组成原理

笔者设计的2．4GHz快速跳频系统的组成原理如图2所示。系统主要由ML2724和DSP完成，该系统能达到1600跳／秒。如果跳频图案为正交排列，本系统的跳频点数最大可以为80个，非正交排列则为40个，在跳频带宽范围内，跳频间隔为1．024MHz，中心频率为2．4GHz，跳频处理增益分别为16dB(正交)、16dB(非正交)；DSP完成基带信号的编解码处理、跳频同．步控制、收发控制，以及跳频同步信息的提取和语音编解码器的控制。语音编码可以采用AMBE2000实现，也可以采用MC3518实现CVSD的语音编码。下面将探讨跳频信道的分配、跳频图案的设计，以及跳频同步问题。

2．2跳频信道的设置

如果按ML2724内部的分频点规则，邻近频率间隔不重叠(非正交排列)，系统的跳频点数最多只能有40个频点，由于跳频点数太少不能满足系统抗干扰指标，所以本系统中采用了相邻频点间正交排列方式，如图3所示。即允许发射频率的间隔重叠，间隔为1．024MHz，虽然正交排列与常规排列方式的系统带宽相同，但是跳频点数增加了一倍，跳频处理增益获得3dB的提高。

2．3跳频图案和序列的设计

由于受系统工作频点的限制，频点只能在80个(正交排列)的频点中伪随机地选取。从跳频系统性能上讲，系统对跳频图案的产生和性能有如下要求：

(1)跳频图案的周期性应足够长，线性复杂度应足够大，以达到高保密度的性能和强的抗破译性；

(2)同一网内各用户间的跳频图案的互相关性能要好，跳频图案的自相关性能也要良好，以减小因碰撞带来的信噪比损失；

(3)具有较好的随机性，使其不易被他方捕获和解密；

(4)各频点在频带内均匀分布，以增强抗干扰性能；

(5)跳频指令码的数量要多，可更换，以便多网使用，这样可进一步提高系统的抗截获性。

从国内外资料和研究来看，跳频图案的构造通常采用m序列、M序列、Gold码和钟控码等产生。这些码各有优缺点，其中钟控码性能最好且数量多；非线性码相关性能较好、编码复杂度高、难于破译，但结构复杂，挑选码比较困难；Gold码数量多，周期长，具有三值互相关性；RS码相关性好，但周期短；M序列也属于非线形码，其数量虽多，但相关性差；m序列相关性能好，实现简单，但数量少。综合各方面的因素，笔者采用了理论研究最完备、易于产生的m序列，并通过非线性变换的方法，增加序列的复杂度，并使其非线性化、具有优良的自相关和互相关性能。A．Lempl和H．Greenberger于1974年提出了具有最佳汉明相关性能的跳频序列簇的构造模型，它是基于有限域GF(P)上的n级m序列发生器。以发生器的众个相邻级(k≤n)与某个k项逐项模P相加后，去控制频率合成器，此模型称为L-G模型。L-G模型中存在严重的频点滞留问题：每当在移位寄存器中出现n重XX…X，XεGF(P)，X≠0，输入到频率合成器的是连续n-k+1跳变的k重XX…X。这样信号在某个频率上停留相当长的时间，很容易被非法接收机检测。

因此，在L-G模型上进行改进，采用了k个非相邻级缓解频点滞留问题，采用平滑替代算法[5]进行跳频图案的宽间隔处理。定义频带F：

F={f1|0≤i≤N-1}

只要满足|fi+1-fi|≥d就称为宽间隔跳频点，反之称为窄点。对于窄点有修正关系式：

PN（i+1）=[PN(i)+d]modN

其中，N为跳频频点数；d为跳频间隔；PN(i)为跳频码号。

这样对窄点通过修正处理后，在频域F上所确定的频率点就构成了所需要的宽间隔跳频图案集。这种方法不需要构造对偶频点或者对偶频带，保证了伪码序列的随机性，又等于进行了第二次非线性变换，使伪码(m序列)的非线性化程度和抗破译能力大大增强。从而得到既满足宽间隔要求，又克服L-G模型缺点的宽间隔跳频图案，构造模型如图4所示。这种跳频序列构造模型用FPGA或CPLD实现是不难的，但从系统成本出发，利用带ARM内核的DSP实现。而跳频频率合成器当然就利用ML2724内部所集成的频率合成器。

2．4系统的同步问题考虑

跳频系统的同步是成功通信的前提条件。如果没有同步，也就无法解调出信码，跳频系统的抗干扰也就无法发挥。由于收发时钟的不一致性、跳频序列的启动时差、电波传播时延等因素，接收端启动的跳频序列与接收到的发送跳频序列开始总是不同步的。因此，收端必须采用一定的技术措施迫使本地跳频序列与发端的跳频序列同步，这就是跳频码的捕获；在取得同步之后，噪声及一些外来因素的干扰还会迫使已取得的同步出现失锁现象，为此还应采取保持同步的技术，这就是同步跟踪。

跳频同步是系统初始同步、迟入网勤务同步和快速同步三者的有机结合。初始同步是网内用户通过搜索初始同步信息而快速达到同步进入正常通信，是通信双方沟通的主要手段；勤务同步是迟于初始同步信息发送之后而处于搜索状态的用户，通过搜索网内用户数据流中插入的同步信息来及时加入网内通信，同时勤务信息也是同步保持及快速同步的保证。同步的建立离不开同步信息。本系统设计的同步信息内容包括相关码、标记、位同步、网号、频率表示号、TOD及其他信息。通信开始时，接收机不断地搜索同步信息，当从四个循环频率中检测到两次同步信息，则认为抓到了同步，并根据相关码和标志，确定出通信的起始时刻；并后续地跳频点传送相同的位同步、网号、频率号信息。为了增加抗干扰能力，采用择多判决。最后，接收完TOD信息后，即可换算出对应的跳频图案，开始数据或数字话音信息的传输。

为了使电台有迟后入网和同步保持的功能，需在传输数据流中携带一定的同步信息(勤务同步)，以满足通信的要求。迟入网同步中，如在此帧检测失败，则下帧继续搜索，直到抓住正确的勤务同步信息为止。另外，利用每帧中的勤务同步信息可实现同步保持。在每帧同步信息出现时，接收机在出现相关码、标记的跳频区域加大搜索窗口，利用收到的相关信息，调整发生偏移的跳频时钟，达到同步保持的目的。

3系统的软件设计

系统同步的软件设计主要考虑接收部分的初始同步捕获和同步处理。接收同步处理由DSP协同ML2724共同完成，DSP(带ARM内核)从ML2724提取同步信息，经过相关运算，判断跳频是否达到同步。获得初同步以后，数据交由DSP完成主要的同步处理过程。系统接收同步过程的软件流程如图5所示。

跳频通信范文篇7

（1）同频干扰。同频干扰指的是因无线电磁波所传输环境较为复杂，有用信号同其他不同信号的载频可能相同，由此引发该同频信号对接收机运行产生影响。

（2）邻频干扰。邻频干扰指的是干扰信号载频类似于有用信号，造成其功率落入接收机接收有用信号的频谱频带内，对接收机产生影响。邻频干扰与同频干扰问题主要出现在频分复用蜂窝小区中。此种小区将总频带设定成多个子带，随后各小区各选用一个子带，各配置一个基站，多个小区再组合为一个区群，各区群完全使用整个频带。由此用多个小功率基站替换一个大基站，因有限频带资源在不同区群中进行多次利用，系统容量得到大幅度提高。同时，因隔一段距离频率会重复出现，所以会产生同频小区间的干扰；而在同一区群内，小区间距离较近，若其频率接近，便会产生邻频干扰。

（3）互调干扰。互调干扰指的是因两种以上不同频率有用信号在穿过同一非线性电路过程中，有用信号间会出现互相调制，由此产生新频率成分的现象。但并非新频率成分的产生就会造成干扰，只有当新频率成分落在接收机容许频带范围内时才会形成干扰。

2无线通信中的抗干扰技术措施

2.1多入多出无线传输技术与虚拟智能天线技术

多入多出无线传输技术的关键是在发射端使用两个以上的发射天线进行通信信号传输，在接收端使用两个以上的接收天线进行信号接收，在改进无线通信系统容量与特性的前提下，结合使用时空编码技术、正交频分复用技术，以实现通信系统频率、空间和时间的分级，由此改善通信系统在频域、空域和时域上的抗干扰性能。智能天线技术的关键在于运用同区域内工作的其他相关通信设备天线加的相互作用来完成与智能天线类似的功能。使用智能天线技术的无线通信天线可在同一时间内规避不同方向来源的干扰信号，本区域内各同类通信装置的物理天线可构成虚拟的智能天线网，可大幅度增强天线接收端的信干比，进而实现无线通信系统的抗干扰功能。与传统的无线通信系统相比，采用智能天线技术的无线通信系统的信号抗干扰能力可提高几十dB。

2.2扩频技术

将扩频技术应用在无线通信系统中，可将无线通信发出与接收的信号分散至噪声中，以防止电磁干扰。直接序列扩频技术是一种常用扩频技术，使用时为使无线通信信号隐藏在噪声中，其会对通信信号频带进行扩展，以确保信号功率谱密度降低。在无线通信系统中应用直接序列扩频技术不但能保证信号具有较好的隐蔽性，且能抑制多径干扰，实现码分多址，所以该技术广泛应用于数字蜂窝通信与卫星通信中。CDMA技术是第三代移动通信系统的关键技术，其同样应用了直接序列扩频技术，但因CDMA技术具有对多用户随机接入的功能，使得CDMA扩频技术易于遭受多址干扰。其原因是随机接入用户采用的扩频码无法确保严格正交，导致用户间难以严格同步，由此引发非零互相管系数难题，也就使CDMA用户间产生多址干扰。随着CDMA系统面临的多址干扰问题愈发严重，多用户检测技术将会逐步成为目前和未来移动通信的重点问题之一。

2.3跳频技术

跳频技术具有较强的抗干扰能力，是超短波通信设备中广泛应用的抗干扰技术。选用依照特定速度与规律进行来回跳变的无线电发信频率技术是跳频通信的关键。相比传统的稳定不变的无线电发信频率技术，跳频技术采用多频率频移键控对码序列进行选择，可保证载波频率持续跳变，进而实现频谱扩展。一般来说，跳速的大小可反映出无线通信调频系统的性能，跳速大则表明系统具有较高的抗干扰性能，相反则表明抗干扰性能差；另外增加跳频带宽也可改进无线通信系统的抗干扰能力，跳频带宽越宽则无线通信系统抗干扰性能越强。

跳频通信范文篇8

关键词：无线通信；抗干扰技术；技术性能

1引言

现阶段，在人们日常交流过程中最主要的沟通方式就是信息传递。但是，在复杂电磁环境的影响下，无线空间中的传播信号变得非常复杂，能够为人们提供的数据资源非常少，信号和信号之间存在互相干扰的问题，在一定程度上降低了无线通信的质量。对此，就要加大对无线通信抗干扰技术的研究力度，提高无线通信抗干扰技术性能，才能确保通信技术在未来不断发展。

2无线通信抗干扰技术发展现状

2.1频域处理抗干扰技术。2.1.1直接序列扩频抗干扰技术。目前，直接序列扩频抗干扰技术被广泛应用在各个领域，该技术是通过信号频率的调整，从而进行解码，保存信号，这样做能够减少外界的干扰因素，特别是电磁的干扰[1]。2.1.2跳频抗干扰技术。在无线通信抗干扰技术中，跳频抗干扰技术非常关键，其在超短波设备中使用较多[2]。在使用年限上，跳频抗干扰技术的使用时间非常长，符合民用通信的特性，并且因为使用频率高，在技术上是很成熟的。无线电信频技术是跳频抗干扰技术的核心，要遵循指定的规律应用，确保跳频抗干扰技术在应用过程中的跳变速度不会太快或太慢，不会带来较大的影响。2.2空间处理抗干扰技术。2.2.1自适应天线技术。自适应天线技术采用智能化控制算法实现天线的定向波束[3]，并且在此过程中其主瓣指向特定用户，而后瓣则指向非特定用户，从而在保证特定用户较好通信质量的同时，对非特定用户产生较低的干扰，而且还可以有效缓解电磁污染问题。2.2.2分集技术。在传输信息过程中，要减轻衰落的影响，通常会采用多种技术，其中一种是合并技术，另外一种是分离技术[4-5]。对于我国现阶段信息的处理方式而言，不论是合并还是分离，在传播过程中都能够提高信噪比、分离率，但是在通常情况下我国都是在通信过程中使用分集技术，然后通过与多发信息干扰进行对抗，来发挥无线通讯抗干扰的作用。2.3时域处理抗干扰技术。2.3.1跳时技术。跳时技术也就是在通信时，对信号发射的时间轴进行跳变，它的作用与跳频技术相似。跳时技术在开始时要划分时间轴，并且用扩频码控制发射信号[6]，并利用排序完整的跳时码移动按键。若联合其他抗干扰技术，则能够将抗干扰能力发挥到最大。2.3.2通信猝发技术。由于信号长期处于暴露状态，所以，不同的因素都可能干扰信号，从而促使信息出现突发性中断现象。为了保证信号在传播时更快、更稳定，技术人员研发通信技术，以达到在暴露期间降低通信干扰的目的。并且，猝发技术也是储存信息的技术，所以，在高速发送信息的过程中，它也能够减少脉冲的干扰，从而降低信息被截获的概率。2.4新技术发展现状。2.4.1多维联合抗干扰技术。多维联合抗干扰技术涵盖各处理域内和域间的切换技术，包括波束切换、信道切换、频率切换以及多域协同和多域自适应切换等[7]。具体出现的研究趋势包括频域-速度域联合、频域-功率域联合、非协同跳频和消息驱动的跳频等。2.4.2认知抗干扰认知抗干扰技术是认知通信思想在抗干扰通信领域的应用，即根据电磁干扰环境智能地产生最佳抗干扰方式，大大提高系统的抗干扰能力和频谱的利用率，实现高效可靠的抗干扰通信。认知抗干扰通信技术通过对复杂电磁干扰环境的认知，采用学习和智能决策方法，实现高效可靠的信息传输，是新一代抗干扰通信系统发展的重要方向[8]。具体出现的研究趋势包括：基于马可夫决策流程（MDP）法的认知抗干扰、MIMO-CR技术和基于分布式概率协议的干扰对消等。无线通信抗干扰技术发展现状如图1所示。

3无线通信抗干扰技术性能研究

由相关研究可知，直接序列扩频抗干扰技术由于采用相关技术，因此，具有抗多径效应的能力，但它不适合用于移动通信环境，特别是其处理增益常受限于码片速率和信源的比特率，导致其抗干扰和多址能力受限；跳频抗干扰技术，由于其载波频率的跳变起到了频率分集的作用，从而具有一定的抗多径效应的能力，但其在消除远近效应方面相对较弱且在慢速跳频时隐蔽性较差，易被敌方截获；而对于跳时技术而言，其无法适应快速时变的非平稳环境，也不能单独使用。因此，在实际工程中，多采用混合式扩频通信的方式，来削弱干扰对通信系统的影响，如直扩/跳频技术或者是直扩/跳频/跳时技术等[9]。设置通信系统参数为：码元速率1Mbps，QPSK调制解调方式，载频为2.4GHz，输出功率为0dBm，通信距离为10km。假设经过标准3G信道SCM，可以分别得到采用不同的无线抗干扰技术在不同的信噪比之下的系统误码率仿真图（如图2所示）。由图2可看出，单纯采用直扩技术的通信系统，其性能不如采用混合式扩频技术的通信系统，另一方面，如果采用跳频/跳时技术可以得到相对接近无干扰的理想状态，但是其计算量较大，功能实现较为复杂，所以综合以上考量，实际工程中通常采用性能和复杂度较为折中的直扩/跳频技术作为首选方案，尤其是在民用数字通信领域，还可采用时分多址、直扩、跳时加跳频的混合系统来实现多网、多用户、高质量的抗干扰通信[10]。多种扩频技术的混合使用，能够进一步提高通信系统的性能，因而其不仅在民用通信中占据一定地位，而且也为军事通信中电子对抗技术的发展开辟出了一个全新的应用领域。

4结语

综上所述，随着无线通信所处的电磁环境复杂程度越来越高，抗干扰技术也需要不断发展和提升。未来的技术发展趋势是在开发研究的基础上将多个技术整合，实现典型与核心技术相结合的多元化综合技术发展。在具体的抗干扰技术选择过程中，还需要综合考虑技术性能、复杂程度等因素，以获得最佳的抗干扰性能。

参考文献

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[5]刘晓阳.移动通信中多输入多输出技术的研究[D].济南:山东大学,2008.

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[9]杨振雷,张柏霖.无线通信中的抗干扰技术研究[J].中国新通信,2014(1).

跳频通信范文篇9

1无线网中存在的干扰类型

1.1杂散干扰类型。人类接收到的信号是通过信号发射机来传输的，在其发射的过程中其发射的信号一般都是功率较大的信号，大功率信号也存在弊端。大功率信号的弊端就是其在发射过程中会产生其他的杂散的信号，而这种信号是会被接收者接收的，一旦被某设备接收了那么设备的通信质量就会被降低。1.2互调干扰类型。互调干扰，顾名思义就是在接收信号的过程中会受到其他信号的干扰。互调干扰出现的情况是在两个或者多个干扰信号同时被接收到，这这几种干扰信号的作用下，接收的信号和内容质量会下降甚至很差。1.3阻塞干扰类型。无线通信中的信号是通过放大器来传输的，干扰的信号也是通过放大器来传输的。在实际工作中放大器的工作是靠放大倍数来指挥执行的，放大倍数的设定是根据放大微弱信号需要的整机增益来设置的，但是干扰信号在用放大器进行传输时，放大器的设定值是超过了范围的，从而放大器对实际的信号的传达放大倍数降低，降低甚至无法正常接收到信号。

2无线通信中典型的抗干扰技术分析

2.1跳频技术。跳频技术对无线通信抗干扰要重要的作用，在无线通信抗干扰的工作中跳频技术也是很常用的技术。一般来说，跳频技术一般用在民用的无线通信系统中具体有一些原因：一是无线通信技术的使用者大部分都是人民，其使用数量是庞大的，为了保证民用通信的使用质量就需要这样的强大的抗干扰技术。二是跳频技术应用灵活，跳频技术的含义是通过一定的规律和速度进行来回的跳动的无线通信技术干扰手段，其具有规律性和速度性，其能在利用多频率频移键控进行码序列选择的情况下，努力保持载波频率不断的发生跳变，最后实现频谱扩展。跳频技术具有以下特点：调速与无线通信跳频系统的性能成正比，调速越高其无线通信跳频系统的性能就越好，调速越低那么无线通信跳频系统的性能就越差；跳频宽度和无线通信系统的抗干扰性能也成正比，跳频带宽越宽就说明无线通信系统的抗干扰性能就越好，跳频带宽越窄那么无线通信系统的抗干扰性能就越差。2.2扩频技术。扩频技术在无线通信系统中是通过减少电磁的干扰来达到抗干扰的目的。无线通信中发射和接受的信号是不能轻易的改变的，其是真实存在的不能把它消灭。既然不能消灭那就通过一定的方式减轻干扰。在实际中，利用波状形的合成噪声的方法来减轻干扰。直接序列扩频技术在扩频技术中使用的较多，其工作原理是利用噪声环境对干扰信号进行传播，扩展无线通信信号频带，降低和保持功率谱密度。2.3高频自适应抗干扰技术。高频自适应抗干扰技术的核心在于自适应，自适应就是能够对不同的环境进行自身内在的调整，既对通信条件的变化作出正确的反应。高频自适应抗干扰技术包括自适应均衡、分集自适应以及自适应调零天线等，这些技术都是在不同的环境下采用的。高频自适应抗干扰技术在实际操作中要进行实时的观察，观察频率并根据实际情况来选择频率，使其一直在执行抗干扰工作。2.4虚拟天线抗干扰技术。虚拟天线抗干扰技术是在实践中产生的最先进的抗干扰技。虚拟天线抗干扰技术是利用虚拟的天线来代替实际需要的天线，使其他装备的通天线互相产生作用，在同一区域内实现虚拟天线的作用，减少干扰。

3无线通信中抗干扰技术的应用

3.1应用于在通信系统上。无线通信技术要最大的满足人们的需求，其抗干扰性就要进一步提升，只有提升了抗干扰性无线通信技术才能更好的为人类服务。因此，加强要加强对抗干扰技术的具体应用。一是在无线通信中差分跳频抗干扰技术的应用，差分跳频要解决的问题是如何实现扩频通信抗干扰。差分跳频的抗干扰能力是有目共睹的，其能在较短的时间内实现抗干扰。在差分跳频中要了解关于信号的信息，使用G函数可以对信息进行查阅，然后根据信息对数据进行调制调解。差分跳是一种异步跳频体制，在这种抗干扰技术下，接收机是无用的，因为其无法获得需要的频率信息，接收机要进行工作是需要环境条件的，其在宽带的加入，没有宽带其工作也无法进行。差分跳频抗干扰技术是很好的抗干扰技术，其性能具有独特的优势，要在实际中用好并发展好。二处理抗干扰技术。处理干扰技术是目前在做的重要工作。目前抗干扰技术的研究放在了不同的维度进行，根据实践表明在二维扩频领域里抗干扰技术研究情况最好。在二维扩频里可以找到单音干扰的解决办法。研究发现在无线通信抗干扰中还可以使用宽线处理解决抗干扰问题，宽线处理能精确的对数值进行估计和处理，提高无线通信技术的抗干扰能力。3.2综合应用抗干扰技术。在无线通信干扰中存在着不同种类的干扰，如果只针对特定的干扰来作出解决方案就会很复杂，而且也不一定能取得很好的效果。所以为了能更加快速和有效的解决复杂的干扰问题，需要尽快建立综合的抗干扰技术，不再是只针对某一种干扰技术进行的方法的应用，而是在分析和了解各种复杂的干扰下，探索出综合解决干扰的技术。综合技术就是对各种无线通信抗干扰技术进行分解和合并，能够在一起不排斥的留下集合，集中分析各种的干扰因素，综合应用多种不同的抗干扰技术提升无线通信系统的抗干扰能力。例如，综合应用跳频抗干扰技术、扩频抗干扰技术、虚拟天线抗干扰技术，实现最大效果的抗干扰性能。

4结语

在无线通信如此发达的时代，在无线通信中还是存在干扰问题。为了提高使用无线通信使用者的体验感，要找到科学的合适的解决无线通信中抗干扰的方法。本文主要介绍了无线网中存在的干扰类型、对无线通信中典型的抗干扰技术进行了深入的分析、了解了无线通信中抗干扰技术的应用。对无线通信中典型的抗干扰技术进行深入的分析是对干扰技术进行了解，希望能通过分析找到更加合适的抗干扰技术。了解了无线通信中抗干扰技术的应用，是想通过了解来进一步分析和找到提高抗干扰的应用方法。在现实生活中我们对无线通信的依赖越来越强烈，为了能尽量满足市场的需求，我们需要再进一步找到更好的抗干扰方法。

参考文献

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[2]王柔溪,宁宇,李鑫.军用无线通信干扰和抗干扰技术分析[J].通讯世界,2018(10):92-93.

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跳频通信范文篇10

关键词:复杂电磁环境；无线通信；信号干扰；防治技术

1复杂电磁环境分析

复杂电磁环境是时展背景下所衍生的概念,特别是在军事领域得到具体的强调,即主要指在一定的作战时空内,人为电磁发射和多种电磁现象的总合。从复杂电磁环境的生成方式看,主要包括敌我双方间的电子对抗,各类武器装备之间的无线交互、大范围的民用无线通信,甚至还包括自然界电磁波辐射等[1]。随着无线通信技术的升级,打赢信息化战争已成为我军发展重点,而无线通信技术保障是重要的前提条件,因此必须要针对复杂电磁环境进行技术锤炼,最终赢得在无线通信领域的优势。海湾战争的“沙漠风暴”行动,是现代战争的典型案例,其中核心便是大量的无线通信对抗,通过无线通信技术的压倒性优势,使伊拉克军队通信全面瓦解,丧失了基本的军队指挥权,从而为美军的胜利奠定了基础。由此可见,现代无线通信技术已经与信息化战争绑定,要想夺取信息权则必须夺取制电磁权,而应对好复杂电磁环境下的干扰问题,势必成为其中最基本的需求,必须加以重视和完善。

2无线通信电磁干扰原理

无线通信技术(WirelessCommunication)的原理,即利用无线收发设备实现信息与电磁信号之间的相互转换,并实现一定的距离、范围内的传输的过程。随着现代科技的进步与需求的增加,无线通信设备应用规模与日俱增,由于忽视了电磁信号干扰方面和因素,使各类设备在使用时受到不同程度干扰,造成信号传输质量的下降。因此在常见无线通信过程中,常常会产生串台或者串接的现象,导致无线通信的可靠性与安全性受到制约[2]。依据无线通信技术原理,电磁信号由无线发射机设备发射,经由天线进行辐射后进行空间层面的传播。无线通信接收天线在接收到特定的电磁信号后,会将该信号传输至接收机中进行信号放大和解调,从而完成与发射端相反的转化过程,最终完成信息的无线传输。由于电磁信号传播的广泛性及频率的局限性,在频率接近的电磁环境中,电磁信号则极易受到干扰,影响有效信号的传输。并且,电磁干扰一般覆盖信息传输的全过程,因此无线通信线路越长,其受干扰的风险也越高,影响程度越大。

3复杂电磁环境下干扰的类型与分级量化

3.1无线通信干扰类型

在复杂电磁环境下,干扰因素的生成方式多种多样,除自然因素所形成的干扰外,还包括了诸多人为因素,尤其是在军事领域内的敌对通信干扰,将成为无线通信技术面临的关键干扰因素。在复杂电磁环境下的无线通信中,敌方将试图通过信号干扰满足侦收、分析、识别与干扰需求,从而达到破坏我方无线通信体系的目的。常见的干扰类型包括窄带干扰、宽带干扰和跟踪式干扰等。其中,窄带干扰即专指在通信中产生的局部频段干扰,部分专用窄带干扰设备能够实现集中式的大功率干扰;宽带干扰主要是指对通信频段的大范围干扰,多频点的梳状干扰同属宽带干扰的一种,尤其是当宽带干扰达到全频段覆盖时,一旦干扰功率足够大,将形成阻塞式干扰,导致无线通信系统的崩溃;跟踪式干扰属于最具威胁的干扰方式,即干扰机在扫描分析信号后,在相同的中心频率上发射干扰信号,从而对跳频等通信方式形成干扰破坏。

3.2无线通信干扰分级量化

依据《战场电磁环境分类与分级国家军用标准》的权威评估标准,对于复杂电磁环境中的无线通信干扰进行了细致评估,尤其是针对战时条件下的复杂电磁环境,具有极强的指导价值和意义。其中,将其主要划分为四个等级,即重度、中度、轻度、简单。并且,由于战场条件下的复杂电磁环境具有较强的参考性,因此在分析中主要以战时标准进行分析。根据对复杂电磁环境干扰分级量化标准,对其部分变量进行如下假设:(1)时域假设,假设电磁干扰源与通信系统信号产生时间重合;(2)频域假设,假设电磁干扰源与无线通信设备频率处于接近状态,使各类干扰信号与通信频率产生碰撞;(3)能域假设,假设电磁信号干扰源满足无线信号最低干扰功率,形成对无线信号传输的有效干扰;(4)空域假设,假设在干扰源已经形成干扰的时机下,干扰机的位置配置仍具有较大选择空间,其干扰范畴最大概率取值为发信机至收信机的3.162倍。通过上述条件的确立,可建立通用电磁干扰环境等级划分标准,如表1所示。

4复杂电磁环境下无线通信抗干扰技术

4.1跳频技术

跳频技术的应用实现了无线通信抗干扰领域的实质性突破,由于其优异的抗干扰效果,受到了广泛的认可和欢迎,并被应用于微波、毫米波无线通信之中。从跳频技术的原理上讲,其主要是通过无线电频率之间依据特定规律进行跳变,使干扰信号难以进行干扰或者追踪,其抗干扰性远远优于固定频率无线信号,同时也实现了扩展频谱的目的。另外,跳频技术的抗干扰能力主要取决于跳频速度,即跳频速度与抗干扰能力之间成正比。在跳频过程中所获取的部分额外频谱,也将进一步提升抗干扰性,跳频频带宽则表示其抗干扰性越强。由此可见,跳频技术应用的关键在于提升跳频速度与跳频带宽,这将使跳频技术获得更佳的应用效果,特别是在复杂电磁环境下,跳频技术的升级和改善,势必为无线通信安全和可靠提供有力保证。

4.2扩频技术

所谓扩频技术即利用对无线电频谱的拓展,使有效信号被隐藏于频谱之中,从而增加了被跟踪或者截取的难度,无形之中提升了无线通信的安全性和抗干扰性,在扩频技术应用中的典型代表为CDMA通信。目前,直接序列方式属于扩频技术的常见方式,主要是指利用通信频谱的扩展,使传输信号功率谱密度有效降低,以此来提升无线通信的抗干扰性,并提升复杂电磁环境下的通信保密性。扩频技术同时还能够形成相应的组合,如跳频/直扩、跳时/直扩、跳频/跳时等。此类无线通信抗干扰技术被广泛应用于卫星通信及蜂窝通信中。

4.3智能天线技术

智能天线技术即利用现代智能化控制算法,以实现天线的定向波束传输,尤其是在传输过程中可以利用主瓣指向特定用户,而旁瓣或后瓣则指向非特定用户,在保证了自身信号传输质量的同时,还能够伺机对非特定用户进行一定干扰,极大改善了电磁污染问题。智能天线技术的出现,使无线通信抗干扰能力获得跨越式发展,其利用天线物理层面的控制,使天线的信噪比大幅增加,实现对不同方向干扰信号的抑制,从而获得了较好的抗干扰性。但智能天线技术仍然处于不断研究与发展阶段,其性能与需求仍有较大差距,如智能天线技术中的物理天线的设计要求天线波束能够尽可能变窄,而满足波束变窄的要求,则需要更多天线单元进行覆盖,从而增加了天线设计难度。随着智能天线技术的发展,更多先进技术被引入其中,如MIMO多天线技术能够利用OFDM以及空时编码技术,使系统的信道容量成倍增加,极大增强了无线通信抗干扰能力。

4.4混合技术

在复杂电磁环境下提升无线通信抗干扰能力,除了使用更多单一的抗干扰技术外,混合技术同样值得关注和应用。其具体的抗干扰思路即通过多种技术的混合应用,使无线通信能够应对不同场景下的干扰情况,以提升无线通信抗干扰的适应性,并且依托混合技术实现1+1＞2的效果。受制于单一抗干扰技术的缺陷,在不同的应用场景下将产生一定的局限性,而混合技术的适用性、灵活性与抗干扰性都更强,能够弥补单一技术层面的缺陷,使无线通信能够较好适应复杂电磁环境带来的影响。比如,在直接序列扩频与跳频技术的混合中,无线通信可实现信号处理增益,且能够获得更宽的频谱和跳频效果强化。

5无线通信在复杂电磁环境下的抗干扰保障措施

5.1加强宣传力度和群防意识

随着社会对无线通信技术的依赖性增强,无线通信干扰问题必须受到广泛关注,由此则需要增强民众的参与,扩大防治的覆盖面。比如,增强对无线通信安全的宣传,帮助普通民众深度了解无线电干扰的产生原理,以及其带来的安全隐患与危害,让更多的民众加入防范行为,避免无意识的无线通信干扰问题产生。

5.2严格治理无线电干扰源头

复杂电磁环境下,无线通信干扰问题尤为突出,尤其是对干扰源的控制与治理,将属于一项系统性、长期性工程,需要投入更大的精力与时间。对于主管机构而言,应当加强与相关职能、执法机关的配合,做好违法电台及干扰源的整治。此外,对信号干扰设备的生产端要进行规范,切实从源头上降低干扰风险[3]。

5.3注重无线电台站管理审批

相关通信职能部门在无线电台管理及审批环节,应注重综合因素层面的考虑,对地点颁布、覆盖范围、使用状况等进行筹划,确保无线电台与正常无线通信之间互不干扰,同时提升审批门槛,尽量避免新的干扰源产生,发挥净化电磁环境的作用。

6结语

伴随着社会科技的持续发展,无线通信技术将承担更重要的服务使命,尤其是无线通信规模的增加,通信环境日益复杂。在这种复杂电磁环境下,如何控制无线通信干扰问题必将成为重点,因此在实践中应从不同的技术层面综合研究,提出更多元化的抗干扰技术手段。特别是分析复杂电磁环境的特点、生成因素及控制方法,以此作为抗干扰技术发展的依据,使之不断适应全新的无线通信环境,提升无线通信的安全性、可靠性和抗干扰性。将无线通信抗干扰技术应用于军事领域,可以提升军队的信息化保障能力,推动强军目标的实现,彰显抗干扰技术的国防优势。

参考文献

[1]张兴,杜明星,魏克新.开关电源传导电磁干扰测试方法的研究[J].制造业自动化,2017,39(3):64-67+74.

[2]张桐,肖正庭,王成.无线通信设备的电磁干扰研究[J].通讯世界,2017(5):145.