基于半实物仿真的跳频通信系统抗干扰技术研究

摘要

跳频通信技术有着优良的抗干扰和抗截获性能，因而广泛应用于军事通信领域，成为现代抗干扰军事通信的主要方式。随着干扰手段的增加，跳频通信技术也需要改进创新以不断提高系统的抗干扰能力。
　　跳频通信系统通过由伪随机序列控制的载波跳变以避开干扰，因而跳频序列的性能与系统的抗干扰能力有着直接联系，设计具有优良性能的跳频序列成为研究的热点。此外，对跳频系统的干扰主要影响跳频图案的同步以及解调时的积分判决，因而，如何抑制干扰成为提高系统抗干扰性能的关键。
　　本文主要研究非组网跳频通信系统在窄带干扰、多音干扰和宽带白噪声干扰作用下的性能和干扰抑制方法。首先分析了跳频通信系统各环节对抗干扰性能的影响，对跳频信号接收时的同步采用串行等待式搜索方法完成跳频序列的捕获和延迟锁定环进行跟踪。针对串行等待式搜索在跳频序列较长时平均搜索时间过长的不足，通过对一段采样数据进行FFT后进行差分处理给出当前跳频码片所在序列相位的估计值，以减少序列搜索时间。其次，在跳频序列的宽间隔处理时，传统对偶频带法不能有效利用所有频点，本文对此进行了改进，并证明了改进后得到的序列仍满足宽间隔要求，且具有与原序列一致的汉明相关特性和更大的线性复杂度。最后，利用MFSK调制时所具有的频率分集效应，提出一种比例限幅合并算法，通过仿真比较了该算法与线性合并、自归一化合并和比例统计合并算法的性能。
　　利用MATLAB软件设计的跳频通信系统接收机，在三种干扰下进行的仿真表明了利用FFT估计序列相位提高了正确捕获的概率，比例限幅合并算法在多音干扰下性能优于其余三种合并算法。利用通用测试仪器搭建的半实物跳频通信仿真系统验证了接收机设计的有效性。

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第一章 绪 论

1.1 跳频通信抗干扰技术的研究背景

1.2 跳频抗干扰技术的研究现状

1.3 跳频抗干扰技术的发展趋势

1.4 本文的主要内容安排

第二章 跳频通信系统原理及建模

2.1 跳频通信系统的原理

2.2 跳频通信系统的数学模型

2.3 跳频图案同步

2.4 本章小结

第三章 宽间隔跳频序列的设计

3.1 跳频序列设计的一般要求

3.2 跳频序列性能的度量

3.3 基于m序列的跳频序列设计

3.4 本章小结

第四章 跳频通信接收机的软件实现

4.1 宽间隔跳频序列的产生

4.2 跳频图案同步的实现

4.3 仿真结果

4.4 本章小结

第五章 跳频通信干扰抑制方法研究

5.1 跳频系统干扰信号

5.2 理论分析

5.3 分集合并算法

5.4 仿真结果

5.5 本章小结

第六章 半实物跳频通信仿真系统的实现

6.1 半实物跳频通信仿真系统测试平台

6.2 半实物跳频通信仿真系统测试结果

6.3 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果