高速跳頻系統抗干擾性能分析及仿真

熊曼子

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

【關鍵詞】高速跳頻 無線通信 抗干擾通信

近年來，隨著用戶對通信質量要求的不斷提升，通信抗干擾技術得到了廣泛的研究，其中跳頻通信技術是最具代表性的技術。例如美國的CHESS系統，達到5000跳/秒，數據傳輸速率可達到4800～19200bps。

跳頻通信面臨的主要的問題是人為干擾。這些干擾嚴重限制了調頻通信系統的傳輸吞吐量、信噪比、功率預算等系統指標。本文針對常見的幾種人為干擾，利用matlab進行高速跳頻通信系統仿真，對其抗干擾性能的仿真結果進行分析。

1 基本原理

跳頻通信是指在發射端，將發送信號經過相應調制，使得副載波頻率有相應的固定信號。然后，主載波頻率信號再與副載波頻率信號通過頻率合成器進行混頻，輸出的已調波信號，經過高通濾波器后，通過天線發射到接收端。人為干擾，是指人為輻射電磁能量的辦法對敵方獲取信息的行動進行攪擾和壓制。

2 高速跳頻系統抗干擾性能仿真分析

2.1 恒定功率噪聲干擾

當干擾方以確定功率J在整個帶寬上發射干擾信號，在一個固定Tb間隔內，單邊噪聲譜密度為Nj=J/Wss。Wss為整個跳頻信號帶寬。

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

式中Eb/Nj=WssS/RbJ，S為信號能量，Rb為比特速率。

2.2 部分頻帶噪聲干擾

當干擾頻帶為WJ的干擾噪聲加載在跳頻信號的一部分ρ上，則有：

不同ρ值的誤碼率如圖1所示。

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

2.3 多音干擾

每一個Tb秒持續時間的信號音，有N= WssTb個正交的音位。由此，一個比特的錯誤概率為：

如圖2所示，跳頻系統多音干擾的誤碼率略大于部分頻帶噪聲干擾的誤碼率。

對高速跳頻通信系統而言，多音干擾對信號誤碼率的影響大于寬帶干擾。其中，多音干擾的干擾頻點越多，噪聲所占的帶寬就越大，對跳頻通信的干擾效果就越明顯。

3 結束語

采用高速跳頻技術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，對高速跳頻系統的抗干擾性能進行仿真分析。從仿真結果分析可得，高速跳頻系統確實具有良好的抗干擾能力。

參考文獻

[1]趙榮黎.跳頻通信抗干擾技術[J].北方交通大學學報，1994（02）：139-146.

[2]朱永松，張海勇，汲萬峰.跳頻通信抗干擾性能分析[J].現代防御技術，2005（05）：37-42.

[3]張邦寧，魏安全，郭道省.通信抗干擾技術[M].機械工業出版社，2006.

[4]J.Zander，G.Malmgren.Adaptive frequency hopping in HF communication.IEEE， Accepted for publication of IEEE[J].1995，142（02）：99-105.

[5]張曉宇.高速短波相關跳頻通信系統研究[J].武漢.華中科技大學，2005.

作者單位

武漢工程職業技術學院 湖北省武漢市 430080