跳頻通信系統(tǒng)抗干擾性能分析

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第29研究所 劉 濤

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跳頻通信系統(tǒng)抗干擾性能分析

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第29研究所 劉 濤

【摘要】在現(xiàn)代科技技術(shù)日益發(fā)展的情況下，已經(jīng)越來(lái)越重視戰(zhàn)爭(zhēng)中對(duì)于高科技技術(shù)的應(yīng)用，但是軍事環(huán)境的惡劣和情勢(shì)險(xiǎn)峻，使得軍事通信系統(tǒng)必須保證安全可靠，也就是說(shuō)通信系統(tǒng)必須具有極強(qiáng)的抗干擾能力，最常用的就是跳頻通信系統(tǒng)抗干擾技術(shù)。為了提高軍事通信的有效性、保密性和可靠性，世界各國(guó)的軍事通信技術(shù)都加強(qiáng)了研究和應(yīng)用。跳頻通信系統(tǒng)技術(shù)替代了原有的常規(guī)電臺(tái)，成為軍事通信技術(shù)的重點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】抗干擾；通信保密；跳頻通信系統(tǒng)

跳頻通信系統(tǒng)具有其他常規(guī)電臺(tái)所不具有的特點(diǎn)，如抗干擾性強(qiáng)、抗截獲能力強(qiáng)、抗衰落能力強(qiáng)、可以進(jìn)行多網(wǎng)址組網(wǎng)。因此，在各國(guó)的戰(zhàn)爭(zhēng)之中，為了保證在惡劣的戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境中，進(jìn)行可靠安全的通信活動(dòng)，跳頻通信系統(tǒng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用，并借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行程序仿真，獲得了準(zhǔn)確性高、靈活性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。本文將從以下幾個(gè)方面對(duì)跳頻通信系統(tǒng)的抗干擾性能進(jìn)行分析。

1　跳頻通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

1.1抗干擾能力強(qiáng)

跳頻通信系統(tǒng)實(shí)行抗干擾效果的原理是“打一槍，換一個(gè)地方”，也就是采取游擊轉(zhuǎn)移的策略，混淆敵方的視聽，使敵方搞不清楚我方的載頻規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)極強(qiáng)的抗干擾能力。這個(gè)工作的原理就是，載頻采用偽隨機(jī)碼生成，運(yùn)行的周期就可以長(zhǎng)達(dá)幾年或者更長(zhǎng)的時(shí)間，而另一方面，發(fā)生變動(dòng)的頻率數(shù)量可以達(dá)到成千上萬(wàn)個(gè)，也就是說(shuō)，即使敵方在某一頻率上實(shí)施干擾或者在多個(gè)頻率上實(shí)施長(zhǎng)時(shí)間的干擾，也不影響我方信息的傳輸。受偽隨機(jī)碼控制的載頻頻率隨跳頻速度的增加而降低，進(jìn)一步降低了通信對(duì)抗設(shè)備對(duì)我新號(hào)的截獲概率。

1.2頻譜的利用率高

跳頻通信系統(tǒng)可以利用不同地圖案或者時(shí)鐘，在一定的信道寬帶內(nèi)可以容納多個(gè)跳頻通信系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行工作，以實(shí)現(xiàn)資源共享，提高頻譜資源的利用率。

1.3可以實(shí)現(xiàn)多址通信

多址通信就是指許多的通信用戶共同組成一個(gè)通信網(wǎng)，在通信網(wǎng)內(nèi)的任意兩個(gè)用戶之間都可以建立一定的通信聯(lián)系，且與其他用戶建立聯(lián)系時(shí)可以不互相干擾。跳頻通信系統(tǒng)可以很容易就建立一個(gè)這樣的通信網(wǎng)，各不同的用戶都有一個(gè)不同的地址代碼，每個(gè)用戶只有收到其他用戶按照號(hào)碼地址發(fā)來(lái)的信息時(shí)，才能接收。

1.4具有極強(qiáng)的兼容性

所謂跳頻通信兼容的含義就是指一個(gè)跳頻通信系統(tǒng)與一個(gè)不跳頻的通信系統(tǒng)可以在某個(gè)定頻上建立通信聯(lián)系，也就是可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的電臺(tái)與常規(guī)電臺(tái)之間的定頻聯(lián)通。

2　跳頻通信系統(tǒng)抗干擾性能的分析

跳頻通信系統(tǒng)需對(duì)抗通信對(duì)抗設(shè)備的兩種主要干擾措施，一種是對(duì)抗跳頻通信瞄準(zhǔn)式干擾，一種是對(duì)抗跳頻寬頻段阻塞式干擾。

2.1跳頻通信抗瞄準(zhǔn)式干擾性能分析

在對(duì)跳頻通信系統(tǒng)進(jìn)行波形瞄準(zhǔn)式干擾時(shí)，通信對(duì)抗設(shè)備針對(duì)所掌握的跳頻通信系統(tǒng)的某跳頻的特定圖案，在進(jìn)行干擾的過(guò)程中，主動(dòng)調(diào)整干擾跳頻頻率和信號(hào)頻率的同步變化，以完成干擾。為了實(shí)現(xiàn)這種干擾通信干擾設(shè)備需要有特定的通信偵察能力、實(shí)時(shí)破譯裝置以及復(fù)雜的跳頻干擾設(shè)備；有效地反制措施就是增強(qiáng)反偵察能力，適當(dāng)提高跳頻的速率，增加跳頻組網(wǎng)數(shù)目和加大跳項(xiàng)式。

2.2跳頻體制抗寬頻段阻塞式干擾性能

寬頻段阻塞式干擾一般多用于跳頻通信網(wǎng)較多的情況下，當(dāng)對(duì)于通信方實(shí)際使用的頻段無(wú)法掌握時(shí)，經(jīng)常采用多套通信對(duì)抗設(shè)備對(duì)電臺(tái)實(shí)施干擾，這種方式對(duì)全部的跳頻頻段都產(chǎn)生了干擾，但是對(duì)于干擾方來(lái)說(shuō)，需要付出極大的能量損失代價(jià)。應(yīng)對(duì)寬頻段阻塞式干擾的方式一般主要是加大跳頻的寬帶，增加頻率次數(shù)，以減少受到干擾的次數(shù)；采用增加頻率的方法，降低傳輸碼的錯(cuò)誤率；采用實(shí)時(shí)自適應(yīng)跳頻，提高頻率中好信道的比例；適當(dāng)增加跳頻組網(wǎng)的數(shù)量。

3　短波跳頻電臺(tái)的干擾措施

3.1變頻跳頻

當(dāng)遇到快速跟蹤干擾時(shí)，一方面要采取強(qiáng)硬措施：提高跳頻速率，提高發(fā)射功率，跳頻速率多變，不斷干擾對(duì)方的偵查。另一方面要根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)電磁干擾的強(qiáng)度和性質(zhì)，自動(dòng)、連續(xù)的改變跳頻速率，進(jìn)一步提高抗干擾的性能。

3.2實(shí)時(shí)頻率自適應(yīng)跳頻

當(dāng)遇到瞄準(zhǔn)干擾或者阻塞干擾時(shí)，電臺(tái)使用人員和通信人員由于不知道被干擾的頻點(diǎn)，很容易形成盲跳現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的解決方案就是，采用頻率自適應(yīng)跳頻，采用頻譜分析和處理技術(shù)，并與跳頻信號(hào)技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)自適應(yīng)相關(guān)算法，在通信過(guò)程中，自動(dòng)調(diào)整跳頻頻點(diǎn)，從而有效的對(duì)付瞄準(zhǔn)干擾和阻塞干擾，保證通信安全，改善通信質(zhì)量。

3.3差分跳頻

根據(jù)跳頻頻率和實(shí)踐的關(guān)系將冗余度插入到跳頻序列中，不需要另外增加數(shù)據(jù)碼單元，但這是以大幅提高跳頻換頻速度為代價(jià)的，而CHESS電臺(tái)則克服了這個(gè)問題，具有高傳輸率和大錯(cuò)誤率的特點(diǎn)，具有很好的通信抗干擾性能。

3.4壞跳取代技術(shù)

當(dāng)戰(zhàn)時(shí)跳頻電臺(tái)在進(jìn)行工作時(shí)，由于會(huì)受到瞄準(zhǔn)式的干擾或者阻塞式干擾，可能會(huì)對(duì)語(yǔ)言的可懂度造成阻礙，這時(shí)就采取壞跳取代技術(shù)來(lái)解決這些問題。當(dāng)跳頻的跳速為100 Hops/s時(shí)，跳頻周期時(shí)間與語(yǔ)音音節(jié)時(shí)間基本接近，這時(shí)取代技術(shù)效果最好，當(dāng)跳頻的跳速小于 100 Hops/s時(shí)，跳頻周期時(shí)間比語(yǔ)音音節(jié)時(shí)間大，這時(shí)就不適宜采用這種取代技術(shù)，當(dāng)跳頻跳速大于 100 Hops/s時(shí)，跳頻周期時(shí)間比語(yǔ)音音節(jié)時(shí)間小，這時(shí)也是可以采取這種取代技術(shù)的。

3.5混沌跳頻技術(shù)

混沌跳頻動(dòng)態(tài)系統(tǒng)是一種確定性比較強(qiáng)的系統(tǒng)，而混沌作為這種確定性系統(tǒng)中的隨機(jī)行為，這種隨機(jī)性和確定性的結(jié)合就為新的跳頻序列的產(chǎn)生提供了可能和思路，這是具有天然優(yōu)勢(shì)的。混沌系統(tǒng)對(duì)于初始條件有著很強(qiáng)的依賴性，這種依賴型同時(shí)又是很靈活的，可以產(chǎn)生大量類似的但是不相關(guān)的，可以再生和確定的信號(hào)，如果不混沌系統(tǒng)的不同的初始值分別給不同的用戶，將會(huì)演化出大量具有明顯距離特性的跳頻序列，這些新產(chǎn)生的序列在跳頻特性發(fā)抗干擾中具有很大的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)跳頻序列發(fā)生器進(jìn)行模板化設(shè)計(jì)，也為混沌序列的形成提供了條件。

跳頻通信技術(shù)以其良好的抗干擾性和較強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)容量，已經(jīng)成為了軍事通信的一種重要手段，也是今后通信技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，加強(qiáng)跳頻通信技術(shù)的抗干擾性的評(píng)價(jià)和優(yōu)化是當(dāng)前通信系統(tǒng)亟待解決的重要課題。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)因其靈活性和高效性、準(zhǔn)確性被廣泛應(yīng)用到通信技術(shù)中，隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的不斷完善，充分利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行對(duì)抗干擾技術(shù)的研究，是具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義的。

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劉濤（1980—），男，河南商丘人，碩士，現(xiàn)供職于中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第29研究所，工程師，研究方向：電子對(duì)抗。

作者簡(jiǎn)介：