基于差分跳频抗截获抗干扰通信技术研究

摘要

差分跳频（DFH）技术通过相邻频率的相关性传输数据信息。差分跳频技术能够高速地传输数据，跳速的提高，意味着每跳的驻留时间变短，大大提高了系统的抗跟踪干扰能力。本文首先对差分跳频系统的抗截获性能有重要影响的频率转移函数（FTF）进行研究，并提出其改进方法。然后提出差分跳频与直接序列扩频系统及差分跳频与M元扩频系统相结合的混合扩频系统，并对混合系统的误比特率（BER）性能进行仿真和分析。最后研究了差分跳频系统以及混合系统的抗干扰性和抗截获性。本论文的主要工作及取得的研究成果如下： 1.针对传统频率转移函数的二维连续性差，导致差分跳频系统抗截获性和安全性差的问题，本文提出了一种基于加扰算法的频率转移函数设计，在理论上证明了其产生的频率序列满足二维连续性检验要求。仿真结果表明，改进算法生成频率序列的二维连续性好，提高了差分跳频系统的抗截获性和安全性，而且没有降低接收端误比特率性能。该改进方法简单，有效且易于实现。 2.考虑到直接序列扩频（DSSS）和M元扩频有好的抗截获和抗干扰性能。本文提出了将其和差分跳频相结合的混合扩频系统，并仿真其性能。仿真结果表明，将差分跳频与直接序列扩频系统或M元扩频系统结合大大提高了系统的误比特率性能。针对混合系统复杂度高的问题，本文提出了利用卷积码的特殊结构降低系统复杂度的方法。仿真结果表明，降低复杂度基本没有影响系统的误比特率性能。又利用频谱图分析可知，差分跳频与直接序列扩频结合后的混合扩频系统的抗截获性能比差分跳频系统的抗截获性能好，仿真验证了分析的正确性。 3.对差分跳频和直接序列扩频或M元扩频结合的混合扩频系统的抗干扰性能进行分析。仿真对比了差分跳频与直接序列扩频系统结合及差分跳频与M元扩频系统结合的混合系统的抗干扰性能。本文提出利用盲检测方法对直接序列扩频系统和M元扩频系统的抗截获性能进行分析。仿真结果表明，M元扩频系统的抗截获性能比直接序列扩频系统的抗截获性能好。因此差分跳频与M元扩频系统结合的混合扩频系统的抗截获性能比差分跳频与直接序列扩频系统结合的混合扩频系统的抗截获性能好。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外发展动态和研究现状

1.3 本文组织结构及内容安排

第二章 差分跳频通信基本理论

2.1 CHESS系统简述

2.2 差分跳频通信基本原理

2.2.1 FFT检测模块

2.2.2 频率序列译码模块

2.3 差分跳频频率转移函数

2.3.1 频率转移函数算法原理

2.3.2 构造频率转移函数基本原则

2.3.3 频率转移函数抗截获性能检验方法

2.4 差分跳频信号检测

2.4.1 差分跳频信号检测原理

2.4.2 逐符号检测算法

2.4.3 序列检测算法

2.5 本章小结

第三章 改进G函数算法及抗截获性能分析

3.1 常规的G函数

3.1.1 基于同余理论的G函数

3.1.2 基于m序列的G函数

3.1.3 基于m序列、RS码和混沌序列的G函数

3.1.4 基于状态网格图的G函数

3.2 改进算法：基于加扰算法的G函数设计

3.2.1 改进G函数的基本原理

3.2.2 改进G函数的二维连续性

3.3 G函数性能仿真比较

3.3.1 G函数均匀性检验

3.3.2 G函数随机性检验

3.3.3 G函数单频特性比较与分析

3.3.4 接收端译码性能比较与分析

3.4 本章小结

第四章 差分跳频通信技术与扩频通信系统相结合设计

4.1 基于等效卷积编码的DFH技术

4.1.1 基于等效卷积码的DFH系统基本原理

4.1.2 DFH接收机性能仿真与分析

4.2 DFH通信技术与直接序列扩频系统相结合的混合扩频系统设计

4.2.1 直接序列扩频系统

4.2.2 DFH与直扩结合的混合扩频系统的模型设计

4.2.3 DFH与直接序列扩频相结合的混合扩频系统性能与分析

4.3 DFH通信技术与M元扩频系统相结合的混合扩频系统设计

4.3.1 M元扩频系统原理

4.3.2 DFH与M元扩频结合的混合系统模型设计

4.3.3 DFH与M元扩频相结合的混合系统性能与分析

4.4 本章小结

第五章 差分跳频通信与扩频系统相结合抗干扰抗截获性能

5.1 抗单音干扰性能与分析

5.2 抗多音干扰性能与分析

5.3 抗部分频带干扰性能与分析

5.4 抗截获性能分析

5.4.1 盲检测

5.4.2 本文所用检测方法的原理

5.4.3 仿真结果与分析

5.5 本章小结

第六章 总结和展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

作者简介

1. 基本情况

2. 教育背景

3. 攻读硕士学位期间的研究成果

3.1 申请专利