短波差分跳频电台的抗干扰性能

为达到有效干扰 ,除满足一定的功率要求外 ,干 扰机的位置应满足如下条件 :
( d1 + d2 ) / v + Tp ≤ d0 / v +η( Th - Tq ) 。 ( 3) 式中 : d1 和 d2 为发 、收信机距干扰机的距离 ; Tp 为干 扰系统的处理时间 ; v为电磁波的传播速度 ; Th 为每 跳时间 ; Tq 为频率切换时间 ; η为抗干扰容限系数 , 其值介于 0和 1之间 。
要由于两方面原因 : 一是短波差分跳频实现了高跳
速 ,远远大于干扰机的跟踪跳速 ,使得干扰椭圆相当
小 ;二是由于完全随机的数据流控制跳频图案 ,且跳
频图案不重复 ,使得干扰方难以预测跳频路径 。
须具有可逆性 。其逆变换关系可表示成图 2的形式 。
图 2 G函数的逆变换 Fig. 2 The contrary transformation of G function
2 差分跳频的基本特点
由差分跳频的基本原理 ,可总结出差分跳频具有 的几个基本特点 ,这也是与常规跳频的主要区别 。
1) 差分跳频体制是一种相关跳频体制 差分跳频通过 G 函数变换 ,使相邻或多跳频率 之间具有了相关性 ,其相关性携带了待发送的数据信 息 ,收端也是根据其相关性还原数据信息 ,所以也将 这种跳频体制称之为相关跳频 。在常规跳频体制中 , 时间上相邻的频率与其传输的数据信息是无关的 。 2) 差分跳频体制是一种异步跳频体制 差分跳频的收端无法预先知道每个时刻的发端 频率 ,只能在工作带宽内进行宽带数字化接收 。也就 是说 ,不可能实现收发跳频图案同步 ,收端也没有频 率合成器 ,从这个意义上说 ,差分跳频又是异步跳频 。 在传统跳频体制中 ,需要实现收发跳频图案的同步 。 3) G函数具备了数据的调制解调功能 差分跳频不需要传统定频或跳频体制中的基带 和中频调制 ,发端经 G函数变换 ,实现数据与频率之 间的“数 -频 ”编码 ,收端先对接收到的直接携带信息 的射频频率进行有效检测 ,再经过 G 函数的逆变换 即可恢复出数据信息 ,实际上这也是一种调制解调过 程。 4) G函数具备了产生跳频图案的功能 差分跳频体制不需要设置专门的跳频图案产生 器 ,而在跳频控制和数传过程中经 G函数变换后 ,自 动产生了跳频图案 ,跳频图案直接受发端数据流和 G 函数的控制 。由于数据流是无法控制的 ,要提高差分 跳频图案的性能 ,需要对 G函数算法进行深入研究 。 5) 差分跳频具备了高速数据传输能力 在每跳携带的比特数一定的情况下 ,跳速越高 ,
将式 (1)整理可得 : d1 + d2 ≤ [η( Th - Tq ) - Tp ] / v + d0 。 ( 4)
把式 (4)右端看作常量 ,可知干扰机刚能起到干 扰作用时 ,其位置刚好在以收 、发信机为焦点的如图 3所示的椭圆上 。
图 3 收发信机位置示意图 Fig. 3 The sketch map of the transm itter and receiver
Abstract: On the basis of current research and the basic p rincip le about H igh Frequency (HF) D if2 ferential Frequency2Hopp ing (DFH ) , this paper analyses the characteristic of HF DFH , contrastively re2 searchs the anti2jamm ing capabilities of HF DFH radio, and also draw s HF DFH som e useful conclusions: absolute p redom inance of the anti2track jamm ing; accordingly advance anti2backup jamm ing ability depen2 ding on biggish hopp ing bandw idth. The paper has good reference value to building and grow ing of m y arm y HF FH radio.
令 T1 = ( d1 + d2 ) / v, T0 = d0 / v, 则每跳内被干扰 的时间 Tr 为 : Tr = Th - Tq - ( T1 + Tp - T0 ) ( Tr > 0) ; ( 5) 所以干扰比 ε为 : ε = Tr / (Th - Tq ) = 1 - (T1 + Tp - T0 ) / (Th - Tq ) 。 ( 6) 当干扰机位置在椭圆上时 ,其干扰比 ε = 1 - η。
第 2期
朱丽娟 :短波差分跳频电台的抗干扰性能
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在收端 ,通过数字化宽带接收 ,经 FFT分析跳频
带宽内的所有信号特征 ,确定 fn - 1和 fn , 由 G 函数的 逆变换即可恢复出发送端的数据信息 ,即
Xn = G- 1 ( fn 1 , fn ) 。
(2)
式中 : G - 1 ( ·)为 G函数的逆变换 , 即要求 G函数必
3 差分跳频电台面对的主要干扰
差分跳频电台需要面对的干扰主要包括电台本 身产生的干扰 、自然干扰 、人为干扰以及组网运用时 产生的干扰 4个方面 。跳频电台本身产生的干扰以 及自然干扰和组网运行时产生的干扰是客观存在的 , 只能通过技术上的措施加以削弱 ,不能消除 。而人为 干扰则可以消除或削弱 ,在通信中 ,要对抗的主要就 是这些故意的人为干扰 。 311 跟踪式干扰
跟踪干扰是在对信号进行截获 、分选 、分析的基 础上 ,确定干扰对象 ,引导干扰发射机发射瞄准式干 扰的一种干扰方式 。这种干扰方式对跳频通信的威 胁很大 ,这就要求通信方能以尽可能高的速率进行跳 频 ,以减少干扰方在每跳上的干扰时间百分比 。 312 宽带阻塞式干扰
由于跳频频带较宽 ,因此全频段干扰时要求很大 的干扰功率 ,在战术运用上一般把整个频带分为几十 频段 ,采用部分频带干扰 。
第 30卷
善了通信系统对抗无意干扰的能力 ,但敌方施放的人 为干扰对其仍构成很大的威胁 。目前 ,在实际作战运 用中 ,对跳频电台实施有效人为干扰主要有跟踪式干 扰和宽带阻塞式干扰 2种方式 。 411 抗跟踪式干扰性能分析
跟踪式干扰是指干扰方一旦侦收到跳频信号 ,经 过快速处理后转发出去 ,作为干扰信号去干扰正在接 收的通信信号 。只要干扰台转发时间足够短 ,干扰信 号足够强而且在驻留时间内存在 ,就能干扰跳频通信 。
分跳频电台的抗干扰性能 ,得出了短波差分跳频具有抗跟踪干扰的绝对优势和依靠较大跳频带宽相应提高抗阻塞干 扰能力结论 。对我军短波跳频电台的建设和发展具有参考价值 。
关键词 : 短波通信 ; 差分跳频 ; 跳频电台 ; 抗干扰性能 中图分类号 : TN914142 文献标识码 : A 文章编号 : 1672 - 7649 (2008) 02 - 0068 - 03 DO I: 1013404 / j1 issn11672 - 7649120081021011
Key words: HF communication; differential frequency2hopp ing; frequency2hopp ing radio; anti2jam2 m ing capabilities
0 引 言
1 差分跳频基本原理
短波通信由于其通信距离远 、成本低廉 、抗摧毁 能力强等特点 ,在军事通信中得到了广泛的应用 。但 是 ,由于短波信道传输可靠性较差 ,传统短波通信系 统的数传速率一直都低于 418 kb / s。目前大多数短 波跳频电台跳数比较低并且跳频带宽工作频段较窄 。 而差分跳频技术是近年来国外出现的一种全新的跳 频通信技术 ,与所有传统跳频技术不同 ,它集跳频图 案 、信息调制与解调于一体 ,在短波频段内实现了高 达 1912 kb / s的数传速率 ,解决了长久以来短波通信 数传速率低的问题 ,是新一代短波跳频通信体制的发 展方向之一 。
收稿日期 : 2007 - 05 - 16 作者简介 : 朱丽娟 (1972 - ) ,女 ,讲师 ,主要从事通信方向研究 。
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在发送端 ,当前时刻的频率值 fn 由上一跳的频
率值 fn - 1和当前时刻的数据符号 Xn 决定 ,可用一个
隐式差分方程表示为 :
fn = G ( fn - 1 , Xn ) 。
(1)
式中 : G (·) 为一种函数变换关系 , 简称 G函数 。其
频率 、数据正变换关系可表示成图 1的形式 。
图 1 G函数的正变换 Fig. 1 The p lus transformation of G function
The an ti2jamm ing capab ilities of HF d ifferen tia l frequency2hopp ing rad io
ZHU L i2juan (Department of Information & Communication Engineering, Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China)
第203008卷年第4
2期 月
舰 船 科 学 技 术 SH IP SC IENCE AND TECHNOLOGY
Vol. 30, No. 2 Ap r. , 2008
短波差分跳频电台的抗干扰性能
朱丽娟
(海军大连舰艇学院 信息与通信工程系 ,辽宁 大连 116018)
摘 要 : 基于当前短波差分跳频研究的现状及其基本原理 ,分析了差分跳频的基本特点 ,对比研究了短波差