跳頻通信干擾策略研究與仿真

李澤年

（陸軍裝甲兵學(xué)院，安徽 蚌埠 233000）

0 引 言

通信技術(shù)快速發(fā)展的背景下，在通信領(lǐng)域內(nèi)無(wú)線電頻譜控制對(duì)于通信效率及質(zhì)量提升起到了至關(guān)重要的作用。對(duì)此，如何做好通信抗干擾，確保通信信息的有效傳播，是通信信息技術(shù)發(fā)展及運(yùn)用必須把握的重要內(nèi)容。聯(lián)系通信干擾問(wèn)題來(lái)看，主要包括了人為干擾和非人為干擾兩類。前者屬于一種故意干擾，后者則來(lái)自于自然界的干擾。針對(duì)于通信技術(shù)發(fā)展形勢(shì)及發(fā)展需要，如何應(yīng)對(duì)通信干擾問(wèn)題是通信技術(shù)發(fā)展中的重要問(wèn)題。通過(guò)有效應(yīng)用跳頻技術(shù)能夠應(yīng)對(duì)通信干擾問(wèn)題，確保通信效率及通信質(zhì)量。

1 跳頻通信技術(shù)概述

結(jié)合跳頻通信技術(shù)來(lái)看，其是擴(kuò)頻通信的一個(gè)分支，具有較強(qiáng)的抗干擾性。跳頻通信在20世紀(jì)70年代問(wèn)世，主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，到了20世紀(jì)80年代，跳頻通信技術(shù)得到了快速且迅猛地發(fā)展，到了90年代該技術(shù)日益成熟，并且逐漸由軍事領(lǐng)域拓展到了民用領(lǐng)域[1]。跳頻通信應(yīng)用于通信領(lǐng)域能夠有效預(yù)防無(wú)線電干擾，從而保證數(shù)據(jù)信息的有效傳輸。本文在分析調(diào)頻通信技術(shù)的過(guò)程中，主要從跳頻系統(tǒng)的組成和主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析，具體內(nèi)容如下。

1.1 跳頻系統(tǒng)組成

跳頻系統(tǒng)的組成如圖1所示，主要包括了跳頻序列發(fā)生器、同步電路、頻率合成器以及數(shù)據(jù)解調(diào)器等部分[2]。在獲取數(shù)據(jù)信息后，通過(guò)對(duì)信息進(jìn)行調(diào)制，之后隨著跳頻序列值改變而改變。此外，在對(duì)跳頻系統(tǒng)進(jìn)行解調(diào)過(guò)程中，主要利用非相干解調(diào)。

圖1 跳頻系統(tǒng)原理框架圖

1.2 關(guān)于跳頻主要技術(shù)指標(biāo)分析

結(jié)合跳頻系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)來(lái)看，包括了跳頻寬帶、頻率數(shù)目、跳頻速率、跳頻碼周期以及系統(tǒng)同步時(shí)間5個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。在對(duì)跳頻通信技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，要確保跳頻寬度及跳頻速率，保證跳頻碼具有較長(zhǎng)的周期，系統(tǒng)同步時(shí)間要短，從而有效應(yīng)對(duì)干擾，確保信息傳輸?shù)乃俾屎唾|(zhì)量[3]。在應(yīng)用跳頻技術(shù)的過(guò)程中，各種技術(shù)指標(biāo)需要聯(lián)系使用目的進(jìn)行設(shè)置，并結(jié)合性能價(jià)格比，做好設(shè)備的選擇及系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)，從而確保跳頻系統(tǒng)的功能及作用得到有效發(fā)揮。

2 跳頻通信干擾應(yīng)用策略分析

針對(duì)跳頻通信干擾應(yīng)用，要注重對(duì)跳頻性能做好針對(duì)性的分析，聯(lián)系通信實(shí)際需要，做好跳頻通信干擾運(yùn)用。這一過(guò)程中，對(duì)跳頻通信干擾的應(yīng)用要注重對(duì)MFSK跳頻性能進(jìn)行有效把握，并做好針對(duì)性的處理，以滿足數(shù)據(jù)通信傳輸需要。關(guān)于跳頻通信干擾應(yīng)用策略，具體可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行把握。

2.1 突出抗寬帶阻塞干擾性能

通信技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效傳輸，擴(kuò)頻信號(hào)的帶寬較寬，需要對(duì)寬帶噪聲問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性處理，從而做好抗干擾。一般來(lái)說(shuō)，寬帶噪聲問(wèn)題的產(chǎn)生主要是由于電磁環(huán)境，也有人為的干預(yù)。寬帶干擾主要集中在短波和超短波頻段上，信號(hào)電磁頻譜的分布較為密集，從而會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的寬帶干擾[4]。針對(duì)于這一情況，跳頻系統(tǒng)抗干擾工作的開展主要利用載頻跳變實(shí)現(xiàn)。

2.2 抗部分頻帶干擾性能分析

擴(kuò)頻信號(hào)屬于一種寬帶信號(hào)，并且在被干擾過(guò)程中，部分頻帶干擾可能會(huì)對(duì)實(shí)際分布情況產(chǎn)生較大的影響。針對(duì)于這一情況，要注重將整個(gè)頻段進(jìn)行有效地分割，通過(guò)將其分成幾個(gè)較小的頻段，并通過(guò)對(duì)噪聲干擾問(wèn)題進(jìn)行有效地控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸。一般來(lái)說(shuō)，在對(duì)部分頻帶干擾性能進(jìn)行把握時(shí)，注重把握誤碼率和信噪比，通過(guò)控制誤碼率和信噪比曲線提升抗干擾能力。因此，為了提升跳頻系統(tǒng)抗干擾能力，可以有效應(yīng)用自適應(yīng)跳頻技術(shù)，分析信道干擾的分布情況，提高跳頻系統(tǒng)的抗干擾能力，減少外部干擾對(duì)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)牟焕绊?，以滿足數(shù)據(jù)信息的傳輸需要[5]。

2.3 抗多頻連續(xù)波干擾性能分析

在研究跳頻通信干擾策略的過(guò)程中要注重做好對(duì)多頻連續(xù)波干擾問(wèn)題的有效把握，從而提升跳頻系統(tǒng)抗干擾性能。在抗干擾過(guò)程中，能夠獲取傳輸信號(hào)結(jié)構(gòu)，但是卻無(wú)法獲取跳頻序列，這就導(dǎo)致應(yīng)對(duì)干擾問(wèn)題時(shí)無(wú)法采取針對(duì)性的策略[6]。針對(duì)這一情況可以結(jié)合符號(hào)差錯(cuò)率和比特差錯(cuò)率的關(guān)系，把握最佳多頻連續(xù)波干擾作用下的比特差錯(cuò)率，有效調(diào)整參數(shù)數(shù)值，使跳頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力得到有效提高。

2.4 突出抗跟蹤干擾性能水平

結(jié)合跳頻系統(tǒng)干擾情況來(lái)看，跟蹤干擾方式會(huì)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸及接收產(chǎn)生不良的影響。針對(duì)這一情況，要注重對(duì)跟蹤干擾方式的特點(diǎn)做好有效地把握，并能夠針對(duì)性做好處置。跟蹤干擾方式主要對(duì)通信信號(hào)進(jìn)行攔截，并且通過(guò)數(shù)據(jù)分析，確定干擾信號(hào)。這種干擾方式對(duì)于慢速跳頻系統(tǒng)產(chǎn)生了較大的影響，在進(jìn)行干擾應(yīng)對(duì)過(guò)程中要確保跳頻信號(hào)的傳輸速率高于跟蹤信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)抗干擾的目的。對(duì)此，作為通信方在應(yīng)對(duì)干擾問(wèn)題時(shí)要注重采取一切可能措施，提升信號(hào)的傳播速率，從而減少跟蹤式干擾，確保數(shù)據(jù)信息的快速傳輸。

3 跳頻系統(tǒng)抗干擾性能仿真分析

在對(duì)跳頻系統(tǒng)抗干擾性能進(jìn)行仿真分析的過(guò)程中，要注重對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行綜合性和全面性的分析，注重利用理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐工作，從而保證系統(tǒng)性能得以實(shí)現(xiàn)，以應(yīng)對(duì)信號(hào)干擾問(wèn)題。

3.1 仿真分析的基本步驟

跳頻系統(tǒng)抗干擾性能仿真分析工作開展，要注重把握以下幾點(diǎn)內(nèi)容。一是注重對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，得到源系統(tǒng)之后對(duì)其工作過(guò)程做好分塊處理，形成相互關(guān)聯(lián)的工作單元，從而使整個(gè)系統(tǒng)形成流程，做好流程圖的有效繪制[7]。二是有效把握單元輸入和輸出變量，并有效獲取和處理數(shù)據(jù)信息，從而給定統(tǒng)計(jì)特性，聯(lián)系數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及實(shí)際情況，構(gòu)建數(shù)學(xué)仿真模型，以提升仿真效果及質(zhì)量。三是對(duì)確定的目標(biāo)系統(tǒng)元件進(jìn)行有效連接，并在規(guī)定的時(shí)間和范圍內(nèi)有效把握輸入和輸出數(shù)據(jù)，從而構(gòu)建目標(biāo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)仿真運(yùn)算。四是做好數(shù)據(jù)結(jié)果的分析工作，對(duì)比分析計(jì)算結(jié)果和預(yù)期結(jié)果，并有效調(diào)整仿真過(guò)程中的錯(cuò)誤及問(wèn)題，結(jié)合正確結(jié)果對(duì)系統(tǒng)性能做好分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的有效改進(jìn)。

3.2 關(guān)于系統(tǒng)仿真模型的構(gòu)建

在對(duì)跳頻系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析過(guò)程中需要結(jié)合跳頻通信系統(tǒng)仿真原理框圖，使仿真分析得到有效地開展。關(guān)于系統(tǒng)仿真模式的構(gòu)建，具體內(nèi)容如圖2所示。

結(jié)合圖2所示，在構(gòu)建跳頻通信系統(tǒng)仿真原理框架圖時(shí)注重對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入分析，利用參數(shù)信息分析和判斷系統(tǒng)性能，從而把握跳頻通信系統(tǒng)的抗干擾效果，并有效解決抗干擾工作開展過(guò)程中存在的問(wèn)題及不足[8]。

圖2 跳頻通信系統(tǒng)仿真原理框架圖

3.3 抗干擾性能仿真結(jié)果分析

在進(jìn)行抗干擾性能仿真過(guò)程中，注重把握仿真原理框圖，聯(lián)系誤碼率和信噪比對(duì)跳頻系統(tǒng)抗干擾能力的影響進(jìn)行分析。關(guān)于本次仿真分析結(jié)果，具體內(nèi)容如圖3所示。

圖3 跳頻仿真分析結(jié)果

結(jié)合FH/BFSK及BFSK的仿真曲線來(lái)看，通過(guò)有效把握跳頻通信干擾策略，提升了跳頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力，使系統(tǒng)性能水平得到了較大幅度的提升。聯(lián)系圖3仿真分析結(jié)果來(lái)看，信噪比在-5 dB以上的時(shí)候，跳頻系統(tǒng)抗干擾能力得到了有效地改善。當(dāng)信噪比在-10 dB的時(shí)候，誤碼率接近10-2量級(jí)，這對(duì)于一般通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是可以接受的，但信噪比在-15 dB以下的時(shí)候，誤碼率會(huì)出現(xiàn)大幅度上升的情況，從而導(dǎo)致跳頻系統(tǒng)性能惡化，給跳頻系統(tǒng)發(fā)展帶來(lái)了不良的影響。

4 結(jié) 論

針對(duì)跳頻通信干擾的策略要注重對(duì)跳頻通信技術(shù)的發(fā)展形勢(shì)和發(fā)展特點(diǎn)做好針對(duì)性的把握，從而科學(xué)有效地應(yīng)用抗干擾技術(shù)，以提升系統(tǒng)抗干擾性能水平。本文在研究跳頻通信抗干擾策略過(guò)程中注重結(jié)合典型干擾問(wèn)題，探討和分析了跳頻通信抗干擾策略，并結(jié)合干擾下的誤碼率，注重構(gòu)建仿真工程，利用仿真軟件構(gòu)建跳頻通信系統(tǒng)仿真模型，有效地分析了跳頻通信干擾情況，并科學(xué)合理地應(yīng)對(duì)干擾問(wèn)題，從而使跳頻通信干擾系統(tǒng)的性能水平得到有效提升，以更好地滿足系統(tǒng)發(fā)展需要。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)跳頻通信干擾策略的把握，并針對(duì)性的開展仿真分析工作，提升跳頻通信抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效傳輸，以更好地滿足通信技術(shù)的發(fā)展需要。