高速跳頻系統(tǒng)抗干擾性能分析及仿真

熊曼子

摘 要 本文針對(duì)軍事無(wú)線通信抗干擾的要求，給出了高速跳頻通信系統(tǒng)模型，并且深入分析了幾種主要干擾方式的特點(diǎn)及其功率譜密度，分別在寬帶噪聲干擾、部分頻帶干擾和多音干擾下，對(duì)高速跳頻通信系統(tǒng)性能進(jìn)行了仿真分析，結(jié)果表明高速跳頻通信系統(tǒng)對(duì)上述幾種干擾具有一定的抗干擾能力。

【關(guān)鍵詞】高速跳頻 無(wú)線通信 抗干擾通信

近年來(lái)，隨著用戶對(duì)通信質(zhì)量要求的不斷提升，通信抗干擾技術(shù)得到了廣泛的研究，其中跳頻通信技術(shù)是最具代表性的技術(shù)。例如美國(guó)的CHESS系統(tǒng)，達(dá)到5000跳/秒，數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到4800～19200bps。

跳頻通信面臨的主要的問(wèn)題是人為干擾。這些干擾嚴(yán)重限制了調(diào)頻通信系統(tǒng)的傳輸吞吐量、信噪比、功率預(yù)算等系統(tǒng)指標(biāo)。本文針對(duì)常見的幾種人為干擾，利用matlab進(jìn)行高速跳頻通信系統(tǒng)仿真，對(duì)其抗干擾性能的仿真結(jié)果進(jìn)行分析。

1 基本原理

跳頻通信是指在發(fā)射端，將發(fā)送信號(hào)經(jīng)過(guò)相應(yīng)調(diào)制，使得副載波頻率有相應(yīng)的固定信號(hào)。然后，主載波頻率信號(hào)再與副載波頻率信號(hào)通過(guò)頻率合成器進(jìn)行混頻，輸出的已調(diào)波信號(hào)，經(jīng)過(guò)高通濾波器后，通過(guò)天線發(fā)射到接收端。人為干擾，是指人為輻射電磁能量的辦法對(duì)敵方獲取信息的行動(dòng)進(jìn)行攪擾和壓制。

2 高速跳頻系統(tǒng)抗干擾性能仿真分析

2.1 恒定功率噪聲干擾

當(dāng)干擾方以確定功率J在整個(gè)帶寬上發(fā)射干擾信號(hào)，在一個(gè)固定Tb間隔內(nèi)，單邊噪聲譜密度為Nj=J/Wss。Wss為整個(gè)跳頻信號(hào)帶寬。

在整個(gè)跳頻帶寬上都有等效高斯白噪聲的作用，所以FH/BFSK系統(tǒng)的誤碼率為：

式中Eb/Nj=WssS/RbJ，S為信號(hào)能量，Rb為比特速率。

2.2 部分頻帶噪聲干擾

當(dāng)干擾頻帶為WJ的干擾噪聲加載在跳頻信號(hào)的一部分ρ上，則有：

不同ρ值的誤碼率如圖1所示。

仿真結(jié)果表明，受到部分頻帶噪聲干擾侵?jǐn)_的FH/BFSK系統(tǒng)的性能很差。而實(shí)際上，跳頻系統(tǒng)的誤碼率通常在10-6以上，這就大約需要60dB的信干比，難以滿足實(shí)際通信的需要。

2.3 多音干擾

每一個(gè)Tb秒持續(xù)時(shí)間的信號(hào)音，有N= WssTb個(gè)正交的音位。由此，一個(gè)比特的錯(cuò)誤概率為：

如圖2所示，跳頻系統(tǒng)多音干擾的誤碼率略大于部分頻帶噪聲干擾的誤碼率。

對(duì)高速跳頻通信系統(tǒng)而言，多音干擾對(duì)信號(hào)誤碼率的影響大于寬帶干擾。其中，多音干擾的干擾頻點(diǎn)越多，噪聲所占的帶寬就越大，對(duì)跳頻通信的干擾效果就越明顯。

3 結(jié)束語(yǔ)

采用高速跳頻技術(shù)極大地提高了軍事裝備的抗截獲和抗干擾能力。本文介紹了跳頻通信常見的通信干擾，對(duì)高速跳頻系統(tǒng)的抗干擾性能進(jìn)行仿真分析。從仿真結(jié)果分析可得，高速跳頻系統(tǒng)確實(shí)具有良好的抗干擾能力。

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作者單位

武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北省武漢市 430080