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跳频通信在电子对抗中的应用

跳频通信在电子对抗中的应用
跳频通信在电子对抗中的应用

跳频通信在电子对抗中的应用

The Applications of the Frequency -Hop Communication System in Electronic Warfare

电子01-2班陈贝

摘要

随着通讯、雷达和火箭技术的发展,以及它们在军事上的广泛应用,无线电干扰和无线电技术侦察在现代军事技术中越来越占据重要的地位并且已经成为保存自己、消灭敌人的重要措施之一。

本文简要介绍了电子对抗技术的由来,现状及其发展。着重介绍了电子对抗中的通信对抗以及跳频通信系统在电子对抗中的应用。跳频技术抗干扰能力强,抗截获能力高,在军事通信领域应用广泛。随着高新科技的发展,越来越多先进的技术将应用到电子对抗中。

关键词:电子对抗,通信对抗,跳频系统,电子侦察,电磁场,干扰

Abstract

With the development of communication, radar and rocket technology, and their sweeping applications in military courses, the radar jam and technical scout have been more and more important in modern military technology. They have been among the most important measures which are used to protect oneself and destroy the enemy.

This paper simply introduced origin, status quo and development of the Electronic Countermeasures technology. The applications of communications countermeasures and Frequency-Hop Communications System in the Electronic Countermeasures have been emphasized. It has not only strong ability of

anti-jamming and anti-interception but also abroad applications in the field of martial communications for Frequency-Hop technology. With the development of high-new technology, more and more advanced technology will be applied to the Electronic Countermeasures.

Key Words:Electronic warfare, Communication countermeasure, Frequency hopping communication system,Electronic reconnaissance, Electromagnetic field, Interference

引言:昨日辉煌:电子对抗的历史由来与发展

随着战争形态和科学技术的不断发展变化,电子战也成为了一定历史阶段的产物。在其形成和发展的过程中,充满了波折和艰辛,因而电子战也被蒙上了一层神秘的面纱而具有近乎传奇的色彩。

早在1837年,美国科学家莫尔斯发明了有线电报。19世纪末,科学家们在研究无线电通信时,发现随着发射机数量的增多,出现了相互干扰的现象,当时科学家们并没有意识到这种现象对未来战争的影响,但这却为电子战的产生奠定了基础。

首次有意识地运用无线电干扰并不是出于军事目的,而是商业利益。1901年9月,美国举行国际游艇比赛,谁首先报道比赛结果谁就可以吸引更多的广告客户。美国无线电电报公司利用两部大功率发射机干扰阻塞其他两家公司的无线电接收机,并用另一部发射机通报比赛情况,从而取得了竞争胜利。最早的电子战是在20世纪初的日俄海战中偶然出现的。1905年5月,日本联合舰队与沙俄第二太平洋舰队在日本海域展开了一场大规模海战,日本利用无线电侦察设备截获了俄方舰队的无线电通信情报,掌握了俄

舰的作战动向,然后日军在俄军航路上预先设伏,突然出击,使俄舰队无法组织起有效的抵抗,俄军被各个击破,全军覆没,日军大获全胜。电子战的出现就象一个“幽灵”,很快在第一次世界大战中应用起来。但这一时期的电子战只限于通信干扰,通信欺骗等比较简单的手段,所以我们通常把它称为电子战发展的序幕阶段。第二次世界大战期间,雷达和无线电导航设备先后应用于战场,无线电通信也发展到了一个比较高的层次,这个时候的电子战在战争当中的各个领域广泛地应用起来,并逐步成为了战役,战斗的重要保障手段。1944年6月,德军依靠无线电导航引导轰炸机在夜间袭击伦敦,导致英德之间展开了一场激烈的无线电导航对抗,此后,雷达投入使用,成为防空探测和火炮控制的有力武器,雷达对抗便成为当时电子战的重点。电子战第一次大规模,多手段,全方位的运用,就是诺曼底登陆战役,英美盟军非常巧妙的应用假目标欺骗和压制干扰,取得了辉煌的胜利。1965年到1975年的越南战争和第三、第四次中东战争期间,雷达和光电制导的精确制导武器系统的对抗,掀起了电子战发展的第二次高潮。

1975年以后的中东战争,马岛战争,特别是1962年的贝卡谷地战斗中,以色列把电子战发挥到出神入化、淋漓尽致的地步。

1991年初的海湾战争,多国部队把电子战推向更加高级的阶段。海湾战争成了多国部队进行综合电子战的实验场,充分体现并实施了电子战信息综合利用、电子战资源综合控制和管理、对敌方作战指挥系统的关键性薄弱节点实施系统对抗、体系对抗的综合电子战作战思想,全面瘫痪了伊拉克的作战指挥系统和战略防空体系,使多国部队创造了战争史上伤亡率最低的神话,以最小的代价取得了最大的胜利。

放眼回眸,电子战从20世纪初诞生便倍受世界各国的青睐,成为战争的宠儿。从电子战面世出现于“日俄战争”,历经两次世界大战初试锋芒,到首次大规模运用电子战的诺曼底登陆战役,经过越南战争、中东战争和英

阿马岛战争,直至电子战大暴光的海湾战争和科索沃战争,电子战以其魔法般的神奇效应,让世界各国军事家们倾心。如今,电子战历经无数大大小小的战争,风风雨雨地走过近一个世纪。很显然,未来战争是一种打破时空、打破疆域,以信息战为核心的高技术战争,而电子战和网络战则是信息战的两种主要形式。

以下便简单介绍一下电子对抗的技术因素。

正文

第一章:电子对抗技术概述

一、电子对抗简介

电子对抗就是为削弱、破坏敌方电子设备的使用效能和保障己方电子设备正常发挥效能而采用的综合技术措施,其实质是斗争双方利用电磁波的作用来争夺对电磁频谱的有效使用权。无线电通信、雷达等电子系统是载有信息的电磁波辐射源,其接收设备需要检测出有用的信号才能发挥效能。当这些电子系统辐射电磁波时,敌方便可能侦测、识别其辐射信号,并判明辐射源性质,依据需要采取扰乱、欺骗等电子干扰技术措施来阻碍其对有用信号的检测,降低其效能。而这些电子系统为了抵抗干扰,则须采用多种电子防御技术,以对付敌方的侦测和扰乱。

电子对抗按其对象可分为通信对抗、导航对抗、雷达对抗、制导对抗、光电对抗、敌我识别对抗、无线电引信对抗、遥控遥测对抗和C3I(注1)对抗等。随着电子技术应用的扩展,新的对抗领域还会出现。

通信、导航、雷达和制导等电子系统的工作波段,从超长波延伸到毫米波、红外和光波波段,涉及整个电磁频谱。因此,电子对抗有时也称电磁对

抗。

电子对抗首先萌发于对通信的干扰。20世纪初,随着火花通信的应用就有了对军事通信的窃听和干扰。第一次世界大战期间,随着选频通信的出现,发展了相应的通信对抗。

第二次世界大战期间和战后的50年代,通信、导航和雷达技术已相继成熟。电子对抗技术也获得了相应的发展。在雷达对抗方面,广泛使用了箔条和角反射器等无源干扰,以及噪声有源压制性干扰。50年代后期,由于功率行波管的出现,实现了欺骗性干扰。在通信对抗方面,研究了对调频电话、移频电报和单边带通信进行干扰的最佳干扰样式,出现了专门用于通信对抗的设备。在此阶段已有几十种电子对抗设备,使用了专用的电子对抗飞机,建立了电子对抗部队。同时,又致力于研究有效的反干扰技术,以改进雷达、通信、导航和制导系统,因而形成了电子对抗概念。

60年代以来,通信、雷达和光电技术获得了飞跃的发展。火控系统、制导系统等大量应用并成为主要攻击手段,因而对角度、速度和距离跟踪系统的欺骗干扰技术也得到了相应发展。同时,出现了以噪声调频干扰为主的多种形式的压制性干扰。由于红外寻的导弹、光电控制武器的应用,电子对抗向光电领域扩展。在此时期,开始将计算机用于电子对抗设备,改进了专用的电子对抗飞机,制成了投掷式干扰、反辐射武器和侦察站等多种电子对抗设备。各种电子设备也都改进了反干扰措施,研制了快速跳频通信、频率捷变雷达等反干扰能力强的电子设备。70年代以来,进入发展电子对抗系统的阶段。现代战争的电磁环境日益复杂,威胁源的数量和样式增长很快,武器系统的攻击速度越来越快,允许的反应时间非常有限。因此,单一的电子对抗设备无法在任何情况下都能奏效,需要完备的电子对抗系统。随着数字技术、计算机科学、超大规模集成电路、宽带微波技术等的进步,电子对抗正向着数字化、自适应和多功能系统方向发展。自适应电子对抗系统将电

子侦察和多种电子干扰设备在计算机控制下综合成一体,以求达到实时优化的能力。它可对复杂信号环境中的每一威胁信号自动搜索和实时处理,实现识别、告警和定位,并按威胁等级实时控制干扰系统自动适应信号环境。使干扰种类和发射方向、频率、时间、功率和调制样式等参数与被干扰信号相匹配,以求干扰效果最佳。它能以一个干扰系统按威胁等级的顺序合理地分配干扰资源以压制多个威胁,对制导、火控、通信等系统同时实施干扰,并具有鉴定于扰效果的能力。

电子对抗是电子信息技术日益与军事斗争相结合的必然产物,是在信息空间展开的斗争。为取得作战的胜利,最初是直接杀伤战斗人员和摧毁工事,后演变为首先摧毁武器系统,发展到首先攻击作战用的信息系统。攻击信息系统除了采用摧毁式的硬杀伤外,还可依据电磁信息交换的特点在信息空间进行各种干扰,这种软杀伤是电子对抗区别于其他攻击手段的特点。而反辐射武器、精确定位与攻击系统则是电子侦察与硬杀伤系统的结合。

电子对抗技术针对性强,因此,其重复有效性很低。不被侦察、不被干扰的电子系统和特别有效的电子侦察、电子干扰技术都不会长期存在,一方的优势不久就为对方高出一筹的技术所压倒。这种交替领先的多变性促使各方力争拥有足够的电子对抗技术储备和快速反应能力。

电子对抗信号环境的研究是电子对抗的重要课题,包括信号环境的分析,模拟和数据库。电子对抗系统的信号环境是指在电子对抗系统的能力所达到的空间内工作着的辐射源数量、种类及其每秒发射的脉冲个数(或占据的波道个数)。高密度电子对抗环境中可有1000部以上的雷达和几千部通信电台工作,由于系统的灵敏度和所在的高度不同,信号密度从每秒几万、几十万个脉冲到每秒一百万个以上的脉冲。信号种类有脉冲的、连续波的、编码的和频率捷变的,还有红外和激光信号等,且信号呈现时间甚为短暂。因此,现代电子对抗技术所面临的已不是单一的威胁信号,而是要解决如何与

信号环境相匹配。因此必须系统地对信号环境特性作完整的分析,按信号的特征、威胁等级和种类进行编号,建立电子对抗信号环境数据库,以备在进行信号识别时作为先验知识加以调用。对信号环境进行模拟是设计、测试、鉴定电子对抗系统和对电子对抗部队进行训练的有效手段。

二、电子对抗主要包括电子侦察、电子干扰和电子防御。

(1)电子侦察:搜索、截获、识别、定位和分析空中辐射的电磁能量,以掌握对方辐射源的技术特性、威胁程度和兵力部署变动等情报的电子技术。电子侦察是电子对抗技术的组成部分。

作战系统的效能越来越依赖于先进的电子系统,而通信、雷达、无线电导航和制导等电子系统,都要向空中发射具有一定能量和信息的电磁波。同时,空间还存在着对方无意辐射的电磁信号,从而形成了一个电磁信号空间。电子侦察就是在远距离上直接通过对传播于空间的对方有意或无意辐射的电磁信号的截获和分析,收集有关对方辐射源的特性、能力和意图等信息,借以监视对方电磁频谱活动,查清对方的电子环境,从而获得有价值的情报进行作战支援。辐射源的特性通常可用其特征参数来表征。每种辐射源都有自己的特征参数。例如,雷达的特征参数主要有:射频及其变化特性、功率电平、脉冲重复间隔及其调制特性、脉冲宽度及其调制特性、脉内频率或相位调制特性、天线扫描类型、扫描周期、方向图和极化特性等。通信信号的特征参数主要有:工作频段、载波频率、调制样式、信号持续时间、功率电平、通信体制和发射机位置等。电子侦察根据所侦测到的信号特征参数即可识别辐射源,并推断其用途、能力和威胁程度。电磁信号空间环境存在着大量辐射源。它们分布在宽广的频域和空域内,而且工作体制繁多,波形复杂多变,各种电磁信号在频域上拥挤,在时域上密集交叠。因此,电子侦察从密集复杂的电磁信号环境中截获和识别辐射源实际上是相当复杂的。电子侦

察系统的输入端,通常是由多个辐射源交叠在一起所形成的信号流,它们的工作频率、到达方向、到达时间、调制样式、辐射时间、信号强度、极化形式和地理位置等都是未知的。为了查明辐射源的特性及其能力,电子侦察系统首先要正确地发现信号的存在。这就要求被侦察的辐射源正在向电子侦察系统方向产生足够时间的辐射,而电子侦察系统必须在方向上、频率上和极化上对准被侦察的辐射源,并且要有足够的灵敏度。其次,电子侦察系统在发现信号的同时,需要利用各辐射源的不同特征,将各辐射源从密集复杂的信号流中分离出来,把有用信号与其他信号分开,即进行信号分选或分类,并精确地测定和分析各辐射源的特征参数。然后,与数据库中已存入的辐射源参数表进行比较,对辐射源进行识别,推断其用途和能力,显示和记录辐射源的特征参数、类型、威胁程度和可信度等并确定辐射源的优先等级,供指挥员使用,或自动引导干扰系统进行工作。同时,根据不同位置测定的到达方向或到达时差,可以确定辐射源的地理位置。根据需要,对记录的数据还可进一步进行综合分析。因此,电子侦察系统实质上是一种对电磁信号环境进行采样、分析和处理的信息系统,一般都具有对电磁辐射信号进行探测、分选、分析、识别、定位和记录等功能。为了能在密集复杂的电磁信号环境中快速截获和识别辐射源,通常要求电子侦察系统具有频段宽和方位覆盖宽、截获概率高、截获时间少、灵敏度高、动态范围大、测频和测向精度高、响应速度快、频率和方向分辨力高、信号分选和分析能力强、虚警率低、识别可靠性高、干扰信号抑制好及定位精度高等特性。

根据任务和用途的不同,可分为电子情报侦察和电子支援侦察。

电子情报侦察:属于战略侦察,是通过有长远目的的预先侦察来截获对方电磁辐射信号,并精确测定其技术参数,全面地收集和记录数据,认真地进行综合分析和核对,以查明对方辐射源的技术特性、地理位置、用途、能力、威胁程度、薄弱环节,以及敌方武器系统的部署变动情况和战略战术

意图等,从而为战时进行电子支援侦察提供信息,为己方有针对性地使用和发展电子对抗技术,制定军事作战计划提供依据。为了不断监视和查清对方的电子环境,电子情报侦察通常需要对同一地区和频谱范围进行反复侦察,而且要求具有即时的与长期的分析和反应能力。但是,它主要着眼于新的不常见的信号,同时证实已掌握的信号,并了解其变化情况。由电子情报侦察所收集的情报力求完整准确,利用它可以建立包括辐射源特征参数、型号、用途和威胁程度等内容的数据库,并不断以新的数据对现行数据库进行修改和补充。通过电子情报侦察所获得的情报,可分为辐射情报和信号情报两类。辐射情报是从对方无意辐射中获得的情报;信号情报是从对方有意辐射的电磁信号中获得的情报。

电子支援侦察:属于战术侦察,是根据电子情报侦察所提供的情报在战区进行实时侦察,以迅速判明敌方辐射源的类型、工作状态、位置、威胁程度和使用状况,为及时实施威胁告警、规避、电子干扰、电子反干扰、引导和控制杀伤武器等提供所需的信息,并将获得的现时情报作为战术指挥员制定当前任务的基础,以支援军事作战行动。对电子支援侦察的主要要求是快速反应能力、高的截获概率,以及实时的分析和处理能力。

电子侦察不是直接从敌方辐射源的使用者或设计者获得情报,而是在离辐射源很远处,依靠直接对敌方辐射源的快速截获与分析来获取有价值的情报。电子侦察本身并不辐射电磁能量,因而具有作用距离远、侦察范围广、隐蔽性好、保密性强、反应迅速、获取信息多、提供情报及时和情报可靠性高等特点。但是,电子侦察也有其局限性,主要是完全依赖于对方的电磁辐射,而且在密集复杂的电磁环境中信息处理的难度较大。

(2)电子干扰:依据侦察到的信息采取一定的信号形式和技术,通过电磁波的作用来阻碍敌方有效地使用电磁频谱的电子技术。按干扰源的不同,电子干扰可分为有源干扰和无源干扰。前者是向工作着的敌方电子系统的接

收设备发射具有一定能量和一定频谱的噪声信号或各种假信号;后者是在敌电子系统的发射与接收设备之间的电磁波传播路径上设置能扰乱电磁波正常传播、改变目标对电磁波的正常反射或形成假目标信息的各种干扰物。若用干扰来降低敌方接收设备的信噪比,使之难于检测有用信号或增加测量控制误差,则称为压制性干扰;若用各种假信息来诱骗敌方作出错误判断,则称为欺骗性干扰。

(3)电子防御:为削弱敌方的电子侦察、电子干扰以保障已方对电磁频谱的有效使用而在通信、雷达等电子系统中采用的电子技术措施。它包含电子反侦察、电子反干扰两个方面。通常采取的技术措施是:①在频率域采用新频段、扩展信号频谱、频率捷变;②在空间域采用窄波束、波束零点自适应对向干扰源、极化捷变;③在时间域采用快速发射电磁信号和管制电磁辐射;④在功率上增大有效辐射功率,以提高接收机的信噪比;⑤采用编码技术使敌方虽收到信号但得不到有用信息;⑥采用新体制的电子系统、反干扰电路等。这些技术措施是表征电子系统性能的重要指标,不象电子侦察、电子干扰那样需要使用独立的设备。而是附加于各自的电子系统中。因此,有时不考虑电子防御,而仅把电子侦察和电子干扰称为狭义的电子对抗。通常提到的电子对抗系统或电子对抗设备,均是指这种狭义的电子对抗概念。

注1:C3I系统全称为指挥、控制、通信与情报系统(command,control,communication and intelligence)。它是由各种设施、器材、通信和人员构成的组织体,是高度自动化的计划、指挥和控制系统,在技术上依赖于先进的计算机和通信的结合。采用电子对抗与数据传输相结合而形成电子对抗网,对敌方C3I系统进行削弱、瓦解的技术叫C3I对抗。平时,主要是对己方电磁辐射进行管制、伪装,以欺骗敌方C3I系统的侦察和监视;战时,主要是干扰其通信联络,使其自动化指挥中断,对敌方C3I系统的数据传输网

大量输入虚假信号,以使计算机输出无用的结果或使之饱和而失去处理数据的时机。

第二章通信对抗概述

在电子对抗中,最重要的莫过于通信对抗。可以想象,如果战争中没有良好通信的通信设备和通信信道,在战争中势必处于劣势地位。无论是早期的海湾战争,还是最近的伊拉克战争,或者是以后的战争,通信始终处于至关重要的地位。从精确制导武器,到GPS定位系统,再到雷达设备,甚至于下达和执行每一个军事命令,无一不是通过通信设备和通信信道来完成。由此可见,电子对抗的关键在于通信对抗。

一、通信对抗包括通信侦察和通信干扰两部分。

(1)通信侦察:使用电子侦察测向设备,对敌无线电通信设备所发射的通信信号进行搜索截获、测量分析和测向定位,以获取信号频率、电平、通信方式、调制样式和电台位置等参数,对其截听判别,以确定信号的属性。通信侦察是通信干扰的支援措施,用以保障通信干扰的有效进行。一般包括信号搜索截获、信号测向定位、信号测量分析、信号侦听、信号识别判断等侦察过程。下面简要介绍一下测向定位。

信号测向定位:敌方各个通信信号进行测向定位。一般由三个测向站协同进行。各测向站装有测向设备,当测向设备调到某一通信信道时,接收敌方此信道的信号,通过测向设备的测量得出此信号的方向角。它是以测向站所在地点为原点,一般以正北方向为0度。方向角是信号与测向站的连线和正北线的夹角,按顺时针方向计算。如信号在测向站的正东方向,则方向角为90°。三个测向站同时对此信号测向,根据测得的三个方向角,通过

交叉定位计算即可确定电台的地理位置。对敌方通信信号进行逐个测向定位,可以掌握敌方电台的地理分布情况。原理图如下:

图1 对敌方电台的信号测向定位原理图

(2)通信干扰:根据通信侦察获得的敌方通信有关情况,运用电子干扰设备发射适当的干扰信号,破坏和扰乱敌方的无线电通信。实施通信干扰,都要发射干扰电磁波,因而通信干扰属于有源干扰。通信干扰可分为欺骗性干扰和破坏性干扰(原理类同压制性干扰)两类。按干扰的频谱宽度通信干扰可分为:①瞄准式干扰:压制敌方一个确定信道的通信干扰。干扰频谱宽度仅占一个信道频宽,准确地与信号频谱重合,而不干扰其他信道的通信。②阻塞式干扰:压制敌方在某一段频率范围内工作的全部信道的通信干扰。其单机干扰频谱宽,但干扰功率比较分散,因此,同样的干扰功率比瞄准式干扰的威力小。

第三章跳频通信原理及其在电子对抗中的应用

一、通信系统的组成

通信的目的是传输消息。根据传递消息的不同,目前通信业务分为电报、电话、传真、数据传输和可视电话等。从广义上讲,广播、电视、雷达、导航、遥测、遥控等均可列入通信的范畴。

实际的点对点通信,都是把发送端的消息通过某种信道传送到接收端。这种通信系统可以由下面的系统模型来描述。

图2 通信系统的简化模型

其中,信源的作用是把各种消息转化成原始电信号。为了使原始电信号适合在信道中传输,由发端设备对原始电信号进行某种变换,然后再送入信道。信道是信号传输的通道可以是有线信道,也可以是无线信道。在接收端,接收设备的功能与发送设备相反,能从接收信号中恢复原始电信号,而信宿则把原始电信号转换成相应的消息。

然而在军事应用中,例如广播、雷达、卫星、微波通信中,广泛采用无线通信方式。从而其具体模型如下:

图3无线通信系统简化模型

无线通信系统中,需要通过发射天线和接收天线发送和接收信号。

二、跳频通信系统

1.为什么需要跳频

通常我们所接触到的无线通信系统都是载波频率固定的通信系统,如无线对讲机,移动电话等,都是在指定的频率上进行通信,所以也称作定频通信。这种定频通信系统,一旦受到干扰就将使通信质量下降,严重时甚至使通信中断。而跳频通信就是把信息在不同时间段上载荷到不同的频率上,通过不同频率的信道传输信息,这种通信方式到隐蔽性好,抗干扰能力强。

在敌我双方的通信对抗中,敌方企图发现我方的通信频率,以便于截获所传送的信息内容,或者发现我方通信机所在的方位,以便于引导炮火摧毁。定频通信系统容易暴露目标且易于被截获,这时,采用跳频通信就比较隐蔽也难以被截获。因为跳频通信是“打一枪换一个地方”的游击通信策略、使敌方不易发现通信使用的频率,一旦被敌方发现,通信的频率也已经“转移”到另外一个频率上了。当敌方摸不清“转移规律”时,就很难截获我方的通信内容。

跳频通信具有抗干扰、抗截获的能力,并能作到频谱资源共享。所以在当前现代化的电子战中跳频通信已显示出巨大的优越性。另外,跳频通信也应用到民用通信中以抗衰落、抗多径、抗网间干扰和提高频谱利用率。

2.跳频图案

通常我们希望频率跳变的规律不被敌方所识破,所以需要随机地改变以至无规律可循才好。但是若真的无规律可循的话,通信的双方(或友军)也将

失去联系而不能建立通信。因此,常采用伪随机改变的跳频图案。只有通信的双方才知道此跳频图案,而对敌方则是绝对的机密。所谓“伪随机”,就是“假”的随机,其实是有规律性可循的,收发双方都知道其规律性,但当敌方不知跳频图案,很难猜出其跳频的规律来。

f(频率)

5F

4F

3F

2F

1F

T 2T 3T 4T 5T t(时间)

图4 跳频图案

图中横轴为时间,纵轴为频率。这个时间与频率的平面叫作时频域(注2)。也可将这个时频域看作一个棋盘,横轴上的时间段与纵轴上的频率段构成了棋盘格子。黑格子代表所布棋子的方案,就是跳频图案;它表明什么时间采用什么频率进行通信,时间不同频率也不同,不同时间的频率选择具有伪随机性。

在时频域这个“模盘”上的一种布子方案就是一个跳频图案。当通信收发双方的跳频图案完全一致时,就可以建立跳频通信了。

注2:时频域就是时间和频率构成的坐标平面,就像代数中的x和y组成的直角坐标系类似。

3.跳频通信系统抗干扰

通信收、发双方的跳频图案是事先约定好的,或者是由发方通知收方的。这个跳频图案是敌方所不知道的。敌方若想于扰跳频通信,有几种策略可供

选择:

干扰方式1,在某一个频率上施放长时间的大功率干扰,即单频干扰。

干扰方式2,在某几个频率上施放长时间大功率的干扰,即多频干扰。

干扰方式3;在连续的几个频带上施放长时间大功率的干扰,称作部分频带干扰。

干扰方式4,在不同时间内在不同的频率上施放大功率的干扰。

干扰方式5,依照跳频图案的规律跟踪施放大功率的干扰。

这些干扰方式和跳频通信的关系正像二人对奕时相互“出子”一样,当双方的“布子”落在时一频域棋盘内的同一小格时,则干扰有效。因此,跟踪跳频图案

图5-3 干扰方式3

图5-4 干扰方式4

其中,填充颜色的代表大功率干扰信号。标记“0”的表示未受干扰,而标记“1”的表示受到干扰。由图中可知,方式1干扰策略是在时间上连续的施放一个窄带干扰;方式4干扰策略是在第一个时间段用第一个频率段进行干扰,第二个时间段用第二个频率段进行干扰,依次下去,就形成了沿时频域模盘对角线上的于扰带。跳频图案中受到这两种干扰时就用棕色方块来表示。由图中可以看出,干扰方式1只干扰了一个跳频驻留时间的通信,而干扰方式4则干扰了两个跳频驻留时间的通信。

跳频图案的不同,其干扰的效果也不尽相同。当跳频图案的随机性越大时,跳频抗干扰的能力就越强;“棋盘”越大时,即频率和时间的乘积越大时,可容纳的随机图案也越多,跳频图案本身的随机性也越大,从而抗干扰能力也越强。所谓抗于扰能力强,实际上是指碰到干扰的概率小。

为了有效地干扰跳频系统,在通信频率跳到新的频率之前,干扰机必须完成从侦听到施放干扰的全过程。显然,为了对付跟踪式干扰,希望跳频信号的驻留时间越短越好,让干扰机来不及施放干扰。因此,希望跳频通信的跳速应当尽可能的快才好。这就是目前各国争先研究快速跳频通信装备的原因之一。

4.跳频技术指标与抗干扰的关系

考察一个系统的跳频技术性能,应注意下列各项指标:

跳频带宽

跳频频率的数目

跳频的速率

跳频码的长度(周期)

跳频系统的同步时间

一般说来,希望跳频带宽要宽,跳频的频率数目要多,跳频的速率要快,跳频码的周期要长,跳频系统的同步时间要短。

跳频带宽(总带宽)的大小,与抗部分频带的干扰能力有关。跳频带宽越宽,抗宽带干扰的能力越强。所以希望能全频段跳频。例如,在短波段,从1.5MHz到3MHz全频段跳频;在甚高频段,从30MHz到80MHz全频段跳频。

跳频频率的数目,与抗单频干扰及多频干扰的能力有关。跳变的频率数目越多,抗单频、多频以及梳状干扰的能力越强。在一般的跳频电台中,跳频的频率数目不超过100个。

跳频的速率,是指每秒钟频率跳变的次数,它与抗跟踪式干扰的能力有关。跳速越快,抗跟踪式干扰的能力就越强。一般在短波跳频电台中,其跳速目前不超过100跳/秒。在甚高频电台中,一般跳速在500跳/秒。对某些更高频段的跳频系统可工作在每秒几万跳的水平。

跳频码的长度,它将决定跳频图案延续时间的长度,这个指标与抗截获(破译)的能力有关。跳频图案延续时间越长,敌方破译越困难,抗截获的能力也越强。跳频码的周期可长达10年甚至更长的时间。

跳频系统的同步时间,是指系统使收发双方的跳频图案完全同步并建立通信所需要的时间。系统同步时间的长短将影响该系统的顽存程度。因为同

步过程一旦被敌方破环,不能实现收、发跳频图案的完全同步,则将使通信系统瘫痪。因此,希望同步建立的过程越短越好,越隐蔽越好。根据使用的环境不同,目前跳频电台的同步时间可在秒或几百毫秒的量级。

5.跳频通信系统的主要特点

跳频系统的特点,在很大程度上取决于它的扩展频谱机理。跳频扩展频谱在机理上与直接序列扩展频谱大不相同。从图5-1的跳频图案上可以看出,每一跳频驻留时间的瞬时所占的信道带宽是窄带频谱,依照跳频图案随时间的变化,这些瞬时窄带频谱在一个很宽的频带内跳变,形成一个跳频带宽。由于跳频速率

很快,从而在宏观上实现了频谱的扩展。

目前的通信系统不论是模拟调制的还是数字调制的,通常都是窄带的通信系统。如果给现有的窄带通信系统加装上能使其载波频率按照某种跳频图案跳变并能实现同步接收的装置,则可改造成为跳频通信系统。

所谓跳频抗干扰,是指跳频的跳频图案被敌方发现、识别的概率,以及跳频频率与敌方干扰频率相一致的概率。这种概率越小,抗干扰能力越强。

组网能力是现代通信的基本要求之一。跳频通信组网可分为正交跳频网和非正交跳频网。如果多个跳频通信所采用的跳频图案在时频域“棋盘”上相互不发生重叠,则称它们为正交跳频网;如果发生重叠,则称为非正交跳

频网。如图6所示。

图6 两个正交的跳频图案

根据跳频网的同步方式,可分为同步网和异步网。正交跳频网为了保证跳频图案的正交,要求全网严格的定时,采用同步网方式,所以它是正交跳频同步网。由于正交网的跳频图案不发生重叠,所以它不存在因跳频频率重合引起的网间干扰。而它可组网的数目最大等于跳频的频率数目。

非正交网为了简化网络管理常采用异步网方式。由于非正交网的跳频图案会发生重叠,存在跳频频率重合的机会,所以会产生网间干扰。为了减少网间干扰就需要精心选择跳频图案,尽量减少图案发生重叠的机会,就是所谓的要尽量使跳频图案达到准正交。准正交异步跳频网不需要全网的定时同步,因此可以降低对定时精度的要求,且便于技术上实现。

6.跳频信号的发送与接收

(1)发送:在传统的定频通信系统中,发射机中的主振荡器的振荡频率是固定设置的,因而它的载波频率是固定的。为了得到载波频率是跳变的跳频信号,要求主振荡器的频率应能遵照控制指令而改变。这种产生跳频信号的装置叫跳频器。通常,跳频器是由频率合成器和跳频指令发生器构成的。跳频系统的频率合成器输出什么频率的载波信号是受跳频指令控制的。在时钟的作用下,跳频指令发生器不断地发出控制指令,频率合成器不断地改变其输出载波的频率。因此,混频器输出的已调波的载波频率也将随着指令不断地跳变,从而经高通滤波器和天线发送出去的就是跳频信号。

跳频器输出的跳变的频率序列,就是跳频图案。因此,有什么样的跳频指令就会产生什么样的跳频图案。通常,是利用伪随机发生器来产生跳频指令的,或者由软件编程来产生跳频指令。所以,跳频系统的关键部件是跳频器,更具体地,是能产生频谱纯度好的快速切换的频率合成器和伪随机性好的跳频指令发生器。

跳频通信系统抗干扰性能分析

题目:跳频通信系统抗干扰性能分析 姓名: 学院:信息科学与技术学院 系:通信工程系 专业: 年级: 学号: 教师: 2012年7月10日

跳频通信系统抗干扰性能分析 摘要 扩频技术是一种信息传送技术,它利用伪随机码对被传输信号进行频谱扩展,使之占有远远超过被传送信息所需的最小带宽。而跳频技术以其良好的抗干扰性能和衰落性及较低的信号被截获概率,成为战术通信领域应用最广的一种抗干扰手段。本文在介绍跳频通信基础原理的基础上,并借助计算机仿真工具Matlab /Simulink 搭建仿真模型,得到了在多径信道下的误码率-信噪比曲线,从而分析跳频通信系统的抗干扰性能。 关键字:跳频、Simulink 仿真、多径、抗干扰 一.引言 跳频通信时现代通信中采用的最常用的扩频方式之一,其基本原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化。与定频通信相比,由于发送的信号调制在多个伪随机跳变的频率上,敌方不容易捕获到所发送的信息,有利于信号的隐藏,可以有效躲避干扰。因此,跳频技术在通信对抗尤其是卫星通信中处于特别有利的位置。扩频技术正在取代常规通信技术成为军事通信的一种主要抗干扰通信技术。因此,对扩频通信的研究,成为通信对抗中的重要部分。本文通过Matlab 软件仿真跳频通信系统的基本过程,在多径信道下分析其抗干扰能力。 二.跳频通信的基本原理 扩频通信系统是一种信息处理传输系统,这种系统是利用伪随机码对被传输信号进行频谱扩展,使之占有远远超过被传输信息所必需的最小带宽。在接收机中利用同一码对接收信号进行同步相关处理以解扩和恢复数据。现有的扩频系统可分为:直接序列扩频、跳频、跳时,以及上述几种方式的组合。其中跳频系统是如今使用最多的扩频技术。 跳频扩频的调制方式可以为二进制或M 进制的FSK(MFSK)。如果采用二进制FSK ,调制器选择两个频率中的一个,设为0f 或1f ,对应于待传输的信号0或1.得到的二进制FSK 信号是由PN 码生成器输出序列输出觉得的频率平移量,选择

通信技术年终总结报告

精心整理 通信技术年终总结报告范文 【篇一】 在学校期间,我便很重视通信专业的学习,未雨绸缪是必须的。XX 年10月我参加深圳讯方通信公司基于华为ma5100多业务接入设备、华为optix155/622光传输系统通信设备、华为c&c08数字程控交换系统通信设备三套设备的培训,并且取得相关的培训证。XX 年11月我便在东莞电信电信集团公司虎门分公司实习,再此期间我学到了关于电信的的运营操作,以及接入用户端业务开通方法,熟悉了公用电话,ip 电话,电话超市的运作流程及安装流程。 XX “ XX 肯定下,我被调入公司市场部。该部门是从宏观上协调和管理整个通信施工项目,在后面的实践工作中我加倍努力,已经很熟练的掌握了市场部门的工作技能。在实践过程中充分认识到工作的重要性,于是我更加细心工作,脚踏实地。我相信在今后的工作中一定会越来越好。 三、提升素质,展望未来 在整个个人工作中,我充分发现学习的重要性,没有学习就没有进步。坚持以理论为指导,以实践出真知,理论联系实际才能更好的作好每件工作。在不断的学习实践中努力提升自己的专业素质和个人综合素质,我相信我会在今后的工作中取得更好的成绩,为通信行业做出更多的贡献。

【篇二】 时光飞逝,岁月如梭,转眼间,2018年又走到了岁末,通过这一年的锻炼,自己经历了很多,也成熟了很多,但都平平淡淡的走过来了,下面我就将这一年来的工作、生活做一下总结: 一、思想方面 随着自己的兵龄增长,自己也日渐成熟,从刚入伍的懵懵懂懂的新兵,到老兵、士官,这段过程锻炼了我,遇到挫折、批评,不在自暴自弃、怨天尤人,而是学会了正确面对、虚心接受;遇到麻烦、问题时,不在是打电话向家人诉苦,而是自己想办法解决或上班组织,以积极向上的态度理智去处理,都说思想是行动的先导,行为的指南,只有 在 1. 心里能想到的,却做不到,做到了,标准又不高。 2.工作方面,转入士官以來,明显感觉到工作量减少了,自己的事情增多了,对待工作不够尽心了,感觉自己是士官了,班里还有新同志,不愿动一动,尤其是下半年以來,在班里参加工作的量数少了,人也变懒了,对待工作标准意识也上不去,有种得过且过的思想,觉得这就是在走形势,过了也就过了,缺乏一种干工作的主动性,上边推一推,自己才动一动,没了去年干工作的那种劲头,觉得士官也转了,xx也参加了,再干也没什么奔头,船到码头车到站了,在工作中找不到奋斗的目标,丧失了工作的动力。 3.作风方面 作为一名军人,言谈举止就是体现军人作风的最直接因素,而自己这方面做的不是很好,战友之间说起话来大大咧咧、口无遮拦,不能做到领导在与不在一个样,在哨音意识方面,遵守的也不是很好,部队强调,哨音就是命令,

跳频扩频通信技术资料整理

3.1.3 自适应跳频adaptive frequency hopping 在WIA-PA超帧簇通信阶段的每个时隙,根据实际的信道状况更换通信信道。 3.1.20 跳频frequency hopping 收发信道切换方法,目的为抗干扰和减少信号衰落。 3.1.40 时隙跳频timeslot hopping 为了避免干扰和衰减,按照一定规律,在每个时隙改变收发频率。 AFH Adaptive Frequency Hopping 自适应跳频 AFS Adaptive Frequency Switch 自适应频率切换 FH Frequency Hopping 跳频 TH Timeslot Hopping 时隙跳频 WIA-PA 数据链路层支持基于时隙的跳频机制、重传机制、时分多路访问(TDMA)和载波侦听多路访问CSMA)混合信道访问机制,保证传输的可靠性和实时性。 --------------------------------------- 8.4.3 时隙通信

8.4.5 信道跳频 WIA-PA 支持跳频通信方式,跳频序列由网络管理者指定。 WIA-PA 支持以下3 种跳频机制:——自适应频率切换(AFS):在WIA-PA 超帧中,信标Beacon、CAP 和CFP 段在同一个超帧周期使用相同的信道,在不同的超帧周期根据信道状况切换信道。信道质量差时,即丢包率高于“PLRThreshold”时设备改变通信信道。参数“PLRThreshold”的容详见6.9.1.2.1;——自适应跳频(AFH):在WIA-PA 超帧的每个时隙,根据信道状况更换通信信道。信道状况通过重传次数进行评价。信道质量差时,如果发送端统计的重传次数达到了“ChannelThreshold”,则从可用信道“IntraChanel[ ]”中按顺序选择下一信道,同时在下一重传时隙利用主信道通知所在簇的接收端(通知过程详见图43)。如果接收端没有接收到信道切换通知,继续统计接收端的重传次数,达到“ChannelThreshold”时从可用信道“IntraChanel[ ] ”中按顺序选择下一信道在第(ChannelThreshold+2)个重传时隙进行通信。如果接收端接收到信道切换通知,则更换通信信道,且返回确认信息ACK。如果发送端没有收到确认信息ACK,则不更换信道,仍然采用主信道重传数据。如果发送端达到重传上限值“macMaxFrameRetries”,则丢弃当前包,且利用主信道发送下一个包。如果接收端在切换信道后仍然没有接收到发送端的包,则认为切换信道失败,返回主信道进行通信。如果发送端在达到重传上限值“macMaxFrameRetries”前与接收端在备选信道上通信成功,则发送端选用备选信道发送下一个包。非活动期的簇通信段采用AFH 跳频机制。

通信技术调研报告

通信技术专业调研报告 1. 移动通信系统方面。 我们发现在移动通信网络的高速发展中,对基站建设技术人员的需求是十分庞大的,基站建设技术人员的理论知识要求不是很高,并且从事基站建设的人员的工资待遇比较优厚,而这方面的人才技术人员非常缺乏,潜力很大。必须要有从事基站建设和维护的实际动手能力和经验,深入了解基站建设和维护的具体实施过程和操作方法。通过我们前一年对基站建设的调研,使我们对基站建设有了一定的了解。但是,移动通信行业发展到现在这个阶段,移动公司、联通公司的第2代移动通信网络即将形成一定的规模,告别了大规模建设基站的时代,对基站建设方面的人才需求有所下降。但是随着我过第3代移动通信的开展对基站和业务方面的人才数量又会有大量的增加。所以,在这次的调研中我们同时了解了与基站和业务开发相关的方面。 当然,基站建设仍然是我们的重心所在。首先,基站建设和基站维护工作是具备共通性的。基站建设和基站维护都是围绕移动通信网络中的基站子系统的,它们的工作都是在基站展开的,都是对基站进行操作的,对从业人员的理论知识的要求是一致的。从事基站建设的人员是完全能够适应基站维护工作。第二代移动通信网络已形成一定规模,告别了大规模建站的时代,但是,随着第三代移动通信系统技术的成熟,已经不单单是语音通信更多的业务是向着多种数据传输的方面发展的所以其投入商业运营指日可待,我们又将进入另一个网络建设和多方向业务开发和使用的时代,对基站建设和业务开发的人才的需求的高峰又将到来。所以,基于基站建设、基站维护和业务开发的发展前景,我们更加坚定了3G通信技术所带来的各方面的供需关系的的信心和决心。 我们拥有一个世界上最大的移动通信网络,在移动通信系统中基站是数量最庞大,我们也就拥有了数量庞大的基站。如此众多的基站,其日常的管理和维护工作又是十分重要的,随着移动用户的增加和通信理念的改变就需要更多的新业务来满足从而就需要更多的人来从事新业务的开发,所以就同样需要一批数量庞大的基站维护人员和业务开发人员。需求是庞大的,但现在这两方面的人才是奇缺的。现在从事基站代维的基站维护人员,除了从基站建设岗位上来的,其余都是通过公司的短期培训后走上工作岗位的,而各个公司的培训力量是有限的,不能大量、长时间的培训相关人员。从事基站维护工作人员的理论知识要求不高。从我们与相关公司的人员的交流和我们在实际的工作中的体验,对

跳频通信技术的研究

跳频通信技术的研究 当今信息时代,如何有效的利用宝贵的频带资源,如何进行准确可靠的信息通信是通信领域中至关重要的问题。扩频通正是在这种背景下迅速发展起来的。从20世纪40年代起,人们就开始了对扩频技术的研究,其抗干扰、抗窃听、抗测向等方面的能力早已为人们所熟知。但由于扩频系统的设备复杂,对各方面的要求都很高,在当时的技术条件下,要制成适应军事和民用需要的扩频系统是不可能的,因而扩频技术发展缓慢。进入20世纪60年代后,随着科学技术的迅速发展,许多新型器件的出现,特别是大规模、超大规模集成电路、微处理器、数字信号处理(DSP)器件、扩频专用集成电路(ASIC)以及像声表面波(SAW)器件、电荷耦合器件(CCD)这样的新型器件的问世,使扩频技有了重大的突破和发展,许多新型系统相继问世,兵在实际的使用和实验中显示出了它们的优越性,使扩频通信成为未来通信的一种重要方式。并因此受到了人们极大的重视。扩展频谱系统主要包括以下几种扩频方式: (1)直接序列扩频(DS) (2)跳频(FH) (3)跳时(TH) (4)线性调频(Chirp) 本文中主要讲述对跳频通信的研究。本论文共分X章, 第一章扩频技术及其理论基础 1.1概论 扩展频谱系统具有很强的干扰性,其多址能力、保密、抗多径等功能也倍受人们的关注,被广泛地应用于军事通信和民用通信中。 扩展频谱系统是指发送的信息被展宽到一个很宽的频带上,这一频带比要发送的信息的带宽宽得多,在接收端通过相关接收,将信号恢复到信息带宽的一种系统,简称为扩频系统或SS(Spread Spectrum)系统。

1.2 扩频通信的理论基础 扩频通信技术是把要发送的信号扩展到一个很宽的频带上,然后再发送出去,系统的射频带宽比原始信号的带宽宽得多。这样做,系统的复杂度比常规系统的复杂度要高得多,付出的代价是昂贵的,能得到什么好处呢?可以从著名的香农定理来看。 香农定理指出:在高斯白噪声干扰条件下,通信系统的极限传播速率(或称信道容量)为 C=B lb(1+S/N)b/s (1-1)式中:B为信号带宽,S为信号平均功率,N为噪声功率。若白噪声的功率谱密度可为,噪声功率N= B,则信道容量C可表示为 (1-2) 由上式看出,B、、S确定后,信道容量C就确定了。由香农第二定理知,若信源的信息速率R小于或等于信道容量C,通过编码,信源的信息能以任意小的差错概率通过信道传输。为使信源产生的信息以尽可能高的信息速率通过信道,提高信道容量是人们所期望的。 由香农公式可以看出: (1)要增加系统的信息传输速率,则要求增加信道容量。增加信道容量的方法可以通过增加传输信号带宽B,或增加信噪比S/N来实现。由式(1-1)可知,B与C成正比,而C与S/N呈对数关系,因此,增加B比增加S/N 更有效。 (2)信道容量C为常数时,带宽B与信噪比S/N可以互换,即可以通过增加带宽B来降低系统对信噪比S/N的要求;也可以通过增加信号功率,降低信号的带宽,这就为那些要求小的信号带宽的系统或对信号功率要求严格的系统找到了一个减小带宽或降低功率的有效途径。 (3)当B增加到一定程度后,信道容量C不可能无限地增加。由式(1-1)可知,信道容量与信号带宽成正比,增加B,势必会增加C,但当B增加到一定程度后,C增加缓慢。由式(1-2)知,随着B的增加,由于噪声功率N= B,因而N也要增加,从而信噪比S/N要下降,影响到C的增加。1-2扩频系统的物理模型

跳频信号的侦察技术研究

跳频信号的侦察技术研究 跳频通信因其良好的抗干扰性、低截获概率及组网能力,在军事通信中得到了广泛的应用,也向通信侦察提出了严峻的挑战。开展对跳频信号侦察的研究,寻求截获、估计、分选跳频信号的方法,已成为当前通信侦察领域紧迫而艰巨的任务之一。论文研究了复杂电磁环境下跳频信号侦察的关键技术,主要包括跳频信号的检测、参数估计和信号分选三部分内容。首先,将各种时频表示应用于跳频信号的检测,仿真其性能,在时频聚焦性和抑制交叉项两项指标上定性和定量比较了各种时频表示的优劣,寻求综合性能较好的时频表示。建立了跳频信号的数学模型,给出了跳频信号各种参数的定义;重点研究了各种线性时频表示、二次时频分布、重排类时频分布、组合时频分布在跳频信号检测中的应用;利用信息熵,定量评价了各类时频分布的性能,并估算了几种典型时频分布的计算复杂度,给出了各类时频分布的综合评价。其次,针对单天线宽带数字接收系统,研究了复杂电磁环境下基于时频分析的跳频信号参数盲估计算法。针对跳频信号侦察,提出了“复合信息熵”的定量评估指标,该指标综合考虑电磁环境中的信号类型数、跳频信号数目、跳速和信道使用情况,由类型熵、密度熵和分布熵三部分组成;基于信道化门限和时频分析完成了去噪和信号预选;基于谱图对单个跳频信号的跳周期、跳时和载频进行了盲估计;基于组合时频分析(SP&SPWVD),对多个跳频信号的跳周期、跳时、载频和幅度参数进行了盲估计,并给出了各参数估计的仿真性能。再次,基于时频分析、空间谱估计,结合数字信道化、时频聚焦等技术对FH

信号、FH/DS信号进行空时频测向,实现了欠定条件下的高精度测向。根据传统的空时阵列模型,结合信号的时频分析,建立了空时频分布 的数学模型;分析了空时频测向能获得时频增益的原因,研究了增益 大小与哪些因素相关;利用空时频分析实现了多个跳频信号的DOA估计,提出了适合无“频率碰撞”情况下的线性空时频DOA估计算法; 虽然利用空时频技术能够实现欠定条件的多信号测向,但在N /M值较大情况因为信号之间的互扰较大使测向性能欠佳,故再结合数字信道 化技术,解决了N /M值较大情况信号之间互扰很大的问题,实现了多 个跳频信号的高精度测向;将空时频分析和宽带信号测向方法,实现 了欠定条件下多FH/DS信号的DOA高精度估计。最后对跳频信号分选技术进行了深入的研究,针对不同的应用场合提出了相应的分选算法。提出了一种适应于环境中仅存在异步组网电台的实时分选方法,该方 法计算量少,便于实时分选,适合应用于快速、高速跳频信号的侦察; 提出了一种类数目K值的估计和优选初始聚类中心的改进K-Means算法;初始聚类中心优选能使聚类迭代次数大为减少,并能避免聚类过 程中陷入局部最小,增强了聚类的鲁棒性;利用改进K-Means聚类算 法对HDW集合进行了聚类分选;针对高斯核参数σ的优选问题,提出 了粗搜索和精估计相结合的改进方法,在得到精确的σopt同时减少 了总搜索次数;利用密度分布图和领域半径、门限参数实现了KKM算 法中类数目K的估计和初始聚类中心的优选;利用基于高斯核函数的 K-Means对跳速和到达角均时变的跳频信号进行聚类分选,分选效果 良好。

通信工程专业与职业分析报告

专业与职业分析报告 ————————通信工程 一、专业介绍 通信工程(Communication Engineering)专业是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域,尤其是数字移动通信、光纤通信、Internet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景,也是人才严重短缺的专业之一。本专业学习通信技术、通信系统和通信网等方面的知识,能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备。毕业后可从事无线通信、电视、大规模集成电路、智能仪器及应用电子技术领域的研究,设计和通信工程的研究、设计、技术引进和技术开发工作。近年来的毕业生集中在通信系统、高科技开发公司、科研院所、设计单位、金融系统、民航、铁路及政府和大专院校等。本专业本着加强基础、拓宽专业、跟踪前沿、注重能力培养的指导思想,培养德、智、体全面发展,具有扎实的理论基础和开拓创新精神,能够在电子信息技术、通信与通信技术、通信与系统和通信网络等领域中,从事研究、设计、运营、开发的高级专门人才。 培养目标:本专业培养具备通信技术、通信系统和通信网等方面的知识,能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的高级工程技术人才。 培养要求:本专业学生主要学习通信系统和通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法,受到通信工程实践的基本训练,具备从事现代通信系统和网络的设计、开发、调测和工程应用的基本能力。

主干学科:信息与通信工程、计算机科学与技术。 主要课程:电路理论与应用的系列课程、计算机技术系列课程、信号与系统、电磁场理论、数字系统与逻辑设计、数字信号处理、通信原理等. 主要实践性教学环节:包括计算机上机训练、电子工艺实习、电路综合实验、生产实习、课程设计、毕业设计等。一般要求实践教学环节不少于30周。 二、可从事的职业类型 1、施工单位:比如中国通信服务有限公司、中国通信建设集团有限公司,做技术和项目管理,还有各省电信工程局; 2、还可以去各大通信的科研院所:比如中原信息产业部电信研究院; 3、通信咨询和设计单位:如中讯设计院(部级,在郑州)、京移设计院(部级、在北京)、广东电信设计院、浙江华信院(这两个院在省级里面是最出色的) 4、各大运营商(移动、电信、联通),比如工程管理、设备和线路维护、财务、市场、技术支持等; 5、各通信设备厂家(华为、中兴、烽火、大唐、爱立信、摩托、阿朗、诺西),工程管理、工程督导、设备销售、培训部、合同管理等等; 6、各通信测试仪表厂家,销售、技术支持等等; 7、通信业内的各大监理公司,比如广东公诚、北京煜金桥监理、郑州华夏监理等; 8、各审计公司,负责审计通信工程项目; 9、去各党政机关、企事业单位从事专网的建设与运行维护,比如公安、税务、高速公路、交警交通监控等等; 10、广电部门的技术支持;

跳频通信系统中的迟入网技术研究

科技情报开发与经济SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT&ECONOMY2007年第17卷第2期 随着跳频技术的出现,跳频通信得到了迅速发展,由于其独特的技术性能,跳频通信在军事领域得到了广泛的应用。跳频信号的载频具有伪随机跳变的特点,而侦察方无法预先获知其跳变规律,因此难以用伪码同步方法来实现对跳频信号的解跳侦收。本文讨论了跳频通信中的同步控制技术,并提出了一种实现迟入网同步的有效方法。 1系统结构及基本原理 以一种数字化的超短波跳频电台的简要框图为例(见图1),图中Ain,Aout分别表示模拟话音输入和输出。DSP是进行同步控制和信号处理的核心模块。发送时,DSP主要完成信号的组织、波形形成、驱动频率合成器跳频等任务;接收时,完成信号捕获、同步信息接受、驱动频率合成器跳频以实现解跳及对基带信号进行码元判决等。数字上、下变频器的作用是在DSP和高速A/D/A器件之间完成取样率的匹配,同时进行调制、解调;跳频码发生器根据DSP提供的时间信息TOD(TimeOfDelay),启动加密算法计算出伪随机的跳频码送给DSP;主控单片机用于对系统内的各模块功能进行集中控制和协调,并提供人机接口;外接计算机用于数据传输。 2时间信息(TOD)与3种跳频同步分类 2.1TOD设计格式 为了提高跳频电台的抗干扰能力,同步频率要随时间变化。我们设计了一种非线性的TOD表示方法(见图2),将TOD分为高段和低段,高段以1min为计时单位,低段以跳频间隔为计时单位,低段计够1min后要向高段进位;所以低段只需要16kb,高段为32kb。TODh与TODl一起代表了系统的实时状态。 2.23种跳频同步的关系 跳频同步又分为初始同步、迟入网同步和勤务同步。初始同步是指接收方通过接收同步字头实现与发送方同步的过程;迟入网同步是指未能通过接收初始同步入网的电台或者初始同步后又失去同步的电台,通过接收发送方在信息(话音数据或数传数据)跳中的迟入网同步信息实现跳频同步;勤务同步是指接受方在取得初始同步或者迟入网同步后,仍然需要通过接收方插入在信息(如话音数据)跳中的勤务同步信息来保持同步,以免因为收发双方频率源漂移等原因丢失跳频同步。 通常迟入网同步跳和勤务同步跳放在一起设计,只是用途不同而已,简称为迟入网同步。插入在信息跳中的迟入网同步信息和勤务同步信息称为迟入网勤务同步信息,简称为勤务同步;也就是说勤务信息的作用有两个:迟入网同步和同步跟踪保持。 同步跟踪保持在跳频同步中必不可少。不同电台之间由于系统频率源的差异,会造成彼此定时关系的差异。这种差异在同步之后会导致失步。这是因为,两电台获得初始同步以后,在接受机前端收发的跳沿(起跳时刻)是对齐的,现在假定收方的系统频率源略快于发方,那么收方的抽样定时也就略快于发方,从而收方的跳频间隔略快于发方,见图3。当然这里为了说明问题,对时钟差异做了夸大。 由图3可以看出,同步后随着时间增长,跳沿的逐渐错开会导致信号接收出错,直至完全失步。在设计中应避免这种失步,需要设置跳频勤务信息跳,实现跳频同步跟踪保持。勤务信息的接收应具有判断这种跳沿错开方向及大小的作用,所以说,勤务信息是同步保持及快速再同步的保证。 用于计算同步频率的算法称为同步频率算法。在设计同步频率算法时,不管在初始同步中,还是在迟入网勤务同步中,同步频率算法都采用一个不变的算法,但要求这一组同步频率应具有足够的随机性,以提高同步信息的防截获、抗干扰能力。因此在同步方案设计与实现中,对算法提出了很高的要求。 3迟入网同步方案 3.1勤务序列格式 本通信系统的设计方案为,每隔280跳发一组勤务信息序列,共20跳(传插有6跳数据),用于迟入网同步和跳频跟踪保 持。设计的跳频迟入网勤务同步序列组成格式见图4。 它由同步序列、网号、TOD构成,各自的跳数分配如下: 第一组f0 ̄f5发\Walsh0~\Walsh5(\表示负的);第二组f2 ̄ 文章编号:1005-6033(2007)02-0197-02收稿日期:2006-09-11跳频通信系统中的迟入网技术研究 李冬贵,帖翊,陈生潭 (西安电子科技大学,陕西西安,710071) 摘要:介绍了超短波跳频电台系统结构及基本原理,分析了时间信息(TOD)与3种 跳频同步分类,提出了一种迟入网同步方案。 关键词:跳频通信;跳频同步;迟入网同步 中图分类号:TU914.41文献标识码:A 图1系统结构图示 图2TOD表示方法注:图中带端点的箭头指示的是跳频起始时刻—— —跳沿;第几跳指初始同步完成后跳频跳数计数的跳序数。 图3收发跳沿错开的情况 197

跳频和扩频通信

跳频通信和扩频通信 跳频通信是扩频通信的一个分支,它的突出优点是抗干扰性强,因而很适用于军事领域。当70年代末第一部跳频电台问世以后,就预示着其发展势头锐不可挡。到了80年代,世界各国军队普遍装备跳频电台。这十年是跳频电台发展速度最快的十年。广泛使用跳频电台曾被誉为80年代VHF频段无线电通信发展的主要特征。90年代,跳频通信如虎添翼,在军用跳频通信领域已相当成熟的同时,跳频通信的应用又拓宽到民用领域。业内人士指出,跳频通信是对抗无线电干扰的有效手段,称其为无线电通信的“杀手锏”。跳频通信是如此的神奇,以致于自其问世至今的短短30年间,倍受世界各国,特别是几大军事强国的青睐。 2 跳频通信的基本概念 2.1 定义 我们在用收音机收听某电台,当电台在中波和短波两个波段上播放同一个节目时,有这样的体会:若中波波段信号不好,则随即换到短波波段收听;当短波波段信号不好,则又换回到中波波段收听。这种以更换波段的手段来改善收听效果的方法,就是跳频的通俗含义。只不过这种跳频仅在接收端发生,而且是由人工干预来实施跳频的。我们假设,当广播电台发送的频段也能“紧跟”收音机用户更换的话,那么,这种通信方式就是跳频通信。因此,跳频通信可这样描述:通信收发双方同步地改变频率的通信方式称为跳频通信。 2.2 同步条件(通信条件) 与定频通信相比,跳频通信的载波频率一直在跳变。工作中,发方以相当快的速率(跳速)改变频率,收方必须与发方同步地改变频率,双方才能保持通信。也就是说,跳频通信时,收发双方必须采用同一种跳频图案。跳频电台之间要成功地进行跳频通信,收发双方必须同时满足三个条件:跳频频率相同;跳频序列相同;跳频的时钟相同(允许存在一定的误差)。三个条件缺一不可,否则无法实现跳频通信。 3 跳频通信的主要特点 3.1 抗干扰性强 跳频通信抗干扰的机理是“打一枪换一个地方”的游击策略,敌方搞不清跳频规律,因而具有较强的抗干扰能力。一方面,我方的跳频指令是个伪随机码,其周期可长达十年甚至更长的时间。另一方面,跳变的频率可以达到成千上万个。因此,敌方若在某一频率上或某几个频率上施放长时间的干扰也无济于事。

跳频通信系统中同步技术研究

跳频通信系统中同步技术研究 作者:李娜 来源:《现代电子技术》2011年第01期 摘要:同步技术是跳频通信系统关键技术之一。针对跳频通信系统中同步的要求,采用同步字头与时间信息相结合的方法实现跳频同步。首先研究了跳频同步方法、同步信息格式和初始同步等问题,最后对同步性能进行了分析。结果表明,该跳频通信系统的同步时间短、捕获概率高、虚警概率低。 关键词:跳频通信;同步字头; 时间信息TOD; 同步方案;同步性能 中图分类号:TN914.41-34文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2011)01-0095-02 Technology of Synchronization in Frequency-hopping Communication System LI Na (Beijing HAIGE SHENZHOU Communications Technology Co. Ltd., Guangzhou HAIGE Communications Group,Beijng 100070, China) Abstract: Synchronization is one of the key technologies of FH communication. The synchronization of frequency hopping is achieved by adopting synchronization head and time of day to meet the requirement of practical development of FH communication system. The method of frequency-hopping synchronization, the format of synchronization information and the capture of synchronization are studied, and the performance of synchronization is analyzed. The results show that the FH communication system has characteristics of short synchronization time, high capture probability and low false probability. Keywords: frequency-hopping communication; synchronization head; TOD; synchronization scheme; synchronization performance 0 引言 跳频通信是现代通信领域中一种有效的抗干扰通信手段,其独特的抗干扰性能使其在军事和民用领域都得到了越来越广泛的应用。由于定时时钟相对误差、传输信道的多普勒频移等因素,跳频通信系统存在时间和频率的不确定性,为保证正常工作,建立和实现准确的跳频同步是关键[1]。 1 跳频同步方法的研究

通信工程行业分析报告

通信工程行业分析报告 一、行业概况 目前电信行业都在经历移动通信接替固定通信,流量业务接替话音业务的业务结构转型。全球电信行业收入近年来持续低增长,中国电信行业2014年来告别高增长时代,2014与2015年连续两年收入增幅放缓。根据工信部公布的《2016年通信运营业统计公报》显示,2016年我国电信业务收入完成11893亿元,同比增长5、6%。 参考工信部数据,国内电信业已经达到拐点要求,2015年移动收入占比达到32%。《2016年通信运营业统计公报》数据显示,2016年,我国电信移动通信业务实现收入8586亿元,同比增长5、2%,移动通信收入增速已经有所回升。 目前中国通信行业处于严重的国企垄断状态,中国移动、联通与电信三大运营商占据整个电信行业,资源无法有效配置,也无法调动产业积极性。最近3-5年三大运营商收入并未有大幅增长,且在2015年开始衰退。工信部《2016年通信运营业统计公报》数据显示,2016年全行业固定资产投资规模完成4350亿元,较2015年略有下降,相比2015年,预计铁塔贡献了较多资本支出。国内三大运营商资本支出十二五期间保持快速增长,2015年合计资本支出4386亿,2016年由于中国联通大幅削减开支以及铁塔公司的联合效应,三大运营商的计划资本支出为3582亿元,相较2015年实际资本支出下降约18%。 2014年以来,4G网络的完善促使移动流量爆发式增长;2015年以来, 中移动大力推进光接入,固网带宽消费需求释放。两者共同推动中国互联网流量每 2 年实现翻倍,骨干传输网光通信设备每 3 年升级一次,称为“光学摩尔定律”。

我国人均移动流量呈爆发式增长,根据 2017 年 10 月数据,我国人均移动月度流量已达 2、3G,而 2016 年同期数据为 931Mb,同比增幅达 147%。2020 年全球数据总量将达 40000EB,年复合增长率达 36%,而中国互联网数据流量增长速度更为突出,2020 年中国互联网数据流量将达 8806EB,占全球数据产量的 22%,年复合增长率达 49%。 目前电信行业在内部管理效能低下、外部互联网公司新进入加剧行业竞争前提下,正在加速改革,有一定的特殊性。我们认为未来2-3年将就是改革与拐点双重作用的关键年,有望恢复收入增长。中国信息通信研究院(工业与信息化部电信研究院)预计未来3-5年国内电信行业将处于2%-6%的收入增速区间。 在业务转型替代过程中,通信行业面临着通信基础设施升级、探索产品创新、寻找新增长点等重点目标,也就是未来2-3年国内通信行业的挑战与机会。我国通信行业起步相较发达国家落后,近年来加大投资力度进行网络建设,但整体通信网络质量不到,根据akamai的数据,到2016Q3,发达国家网速基本已经10Mbps,韩国达到26、3Mbps,而中国平均网速为5、7Mbps,仅对应发达国家5年前水平。 从产业链来瞧,通信设备商领域,华为、中兴已经成为全球第一、第四,并且近两年以20~30%的速度继续增长。 往上游光纤光缆、光器件以及再往上的制造设备、原材料等领域来瞧,国内厂商与国外厂商相比技术仍有差距,正在加大研发以实现国产替代,目前在光纤光缆、光器件、海缆等领域都有了成果。 在4G建设末期,5G技术研发积累的关键时期,国家也非常重视改变国内通信行业大而不强的格局。《信息通信行业发展规划(2016-2020年)》中关于5G 提出目标:突破5G关键技术与产品,成为5G标准与技术的全球引领者之一,具体

跳频通信技术及其应用与发展

跳频通信技术及其应用与发展 跳频通信是扩频通信的一个分支,它的突出优点是抗干扰性强,因而很适用于军事领域。当70 年代末第一部跳频电台问世以后,就预示着其发展势头锐不可挡。到了80年代,世界各国军队普遍装备跳频电台。这十年是跳频电台发展速度最快的十年。广泛使用跳频电台曾被誉为80年代VHF频段无线电通信发展的主要特征。90年代, 跳频通信如虎添翼,在军用跳频通信领域已相当成熟的同时,跳频通信的应用又拓宽到民用领域。业内人士指出,跳频通信是对抗无线电干扰的有效手段,称其为无线电通信的“杀手锏”。跳频通信是如此的神奇,以致于自其问世至今的短短30 年间,倍受世界各国,特别是几大军事强国的青睐。 2跳频通信的基本概念 2.1定义 我们在用收音机收听某电台,当电台在中波和短波两个波段上播放同一个节目时,有这样的体会:若中波波段信号不好,则随即换到短波波段收听;当短波波段信号不好,则又换回到中波波段收听。这种以更换波段的手段来改善收听效果的方法,就是跳频的通俗含义。只不过这种跳频仅在接收端发生,而且是由人工干预来实施跳频的。我们假设,当广播电台发送的频段也能“紧跟”收音机用户更换的话,那么,这种通信方式就是跳频通信。因此,跳频通信可这样描述:通信收发双方同步地改变频率的通信方式称为跳频通信。

2.2同步条件(通信条件) 与定频通信相比,跳频通信的载波频率一直在跳变。工作中,发方以相当快的速率(跳速)改变频率,收方必须与发方同步地改变频率,双方才能保持通信。也就是说,跳频通信时,收发双方必须采用同一种跳频图案。跳频电台之间要成功地进行跳频通信,收发双方必须同时满足三个条件:跳频频率相同;跳频序列相同;跳频的时钟相同(允许存在一定的误差)。三个条件缺一不可,否则无法实现跳频通信。 3跳频通信的主要特点 3.1抗干扰性强 跳频通信抗干扰的机理是“打一枪换一个地方”的游击策略,敌方搞不清跳频规律,因而具有较强的抗干扰能力。一方面,我方的跳频指令是个伪随机码,其周期可长达十年甚至更长的时间。另一方面,跳变的频率可以达到成千上万个。因此,敌方若在某一频率上或某几个频率上施放长时间的干扰也无济于事。 另外,跳频频率受伪随机码控制而不断跳变,在每一个频率 的驻留时间内,所占信道的带宽是很窄的。由于频率跳变的速率非常快,因而从宏观上看,跳频系统又是个宽带系统,即扩展了频谱。事实上,跳频的带宽就是频率的数目与每个频率所占信道带宽的乘积。由扩频通信理论可知,扩展频谱的好处可以换取更好的信噪比。也就是说,如果扩展了频带,

通信工程专业就业趋势分析报告

通信工程专业就业趋势分析报告 当前,全球通信产业已经进入新的大融合、大变革和大转型时期,将逐步实现新的跨越式发展。技术、业务、产业的融合和创新将成为这个时期通信产业的主要特征:一是通信业凭借其技术和市场优势,逐步向终端和内容产业延伸,通过提升客户体验,在内容上不断拓展新的媒体,围绕人们的娱乐、社交和商业活动提供业务应用;二是电信网络和IT网络设备的有效融合,网络架构逐步向云计算演进,提供宽带、绿色、安全、高效、智能、便捷、低成本的信息和网络服务;三是通信业将进一步满足行业市场的需求,大力发展物联网,不断拓展网络和用户的属性与边界。在融合发展的过程中,通信产业面临新的技术、商业模式和来自其他行业的挑战。 针对大学生目前关心的就业问题,我总结了一下几个就业发展方向: 一、通信技术研发人员 职业通路:研发员→研发工程师→高层市场或管理人员 人才行情:前几年通信行业处在春天,研发领域提供了很多高薪职位,即使是今天,像华为、中兴、UT斯达康等知名企业的研发岗位的待遇还是非常有竞争力的。但这样的公司和岗位相对我们每年不断增加的本专业毕业生来说,太少了。究其原因,除了通信产业规模和市场发展的停滞直接带来的人才需求减少外,还有大学对通信专业设置的态度:“有条件要上,没条件也要上。”——许多学校实际上不具备开设该专业的实力,关键在师资和实验设备上。但即使这样,我们同样不要灰心,毕竟就我们的专业而言,本科生在专业能力上很难做到一毕业就能符合企业的用人要求。因此,很多企业选新员工的标准是“专业基础扎实、思路开阔、英语良好、有点创意。” 分析建议:“大学四年能把毕业证、学位证、英语六级和计算机二级证拿到就可以了,其他的都靠混。”时下毕业生中流行这么一种观点。我个人认为并不是这样,最少是学通信的毕业生——绝大部分公司招聘都会进行一场专业考试,跟应付在学校的考试一样,你也可

军用跳频电台

军用跳频电台 军用跳频电台大多是短波或超短波电台。 跳频是最常用的扩频方式之一,其工作原理是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式,也就是说,通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。从通信技术的实现方式来说,“跳频”是一种用码序列进行多频频移键控的通信方式,也是一种码控载频跳变的通信系统。从时域上来看,跳频信号是一个多频率的频移键控信号;从频域上来看,跳频信号的频谱是一个在很宽频带上以不等间隔随机跳变的。其中:跳频控制器为核心部件,包括跳频图案产生、同步、自适应控制等功能;频合器在跳频控制器的控制下合成所需频率;数据终端包含对数据进行差错控制。 与定频通信相比,跳频通信比较隐蔽也难以被截获。只要对方不清楚载频跳变的规律,就很难截获我方的通信内容。同时,跳频通信也具有良好的抗干扰能力,即使有部分频点被干扰,仍能在其他未被干扰的频点上进行正常的通信。由于跳频通信系统是瞬时窄带系统,它易于与其他的窄带通信系统兼容,也就是说,跳频电台可以与常规的窄带电台互通,有利于设备的更新。 通信收发双方的跳频图案是事先约好的,同步地按照跳频图案进行跳变。这种跳频方式称为常规跳频( Normal FH)。随着现代战争中的电子对抗越演越烈,在常规跳频的基础上又提出了自适应跳频。它增加了频率自适应控制和功率自适应控制两方面。 在跳频通信中,跳频图案反映了通信双方的信号载波频率的规律,保证了通信方发送频率有规律可循,但又不易被对方所发现。常用的跳频码序列是基于m序列、M序列、RS码等设计的伪随机序列。这些伪随机码序列通过移位寄存器加反馈结构来实现,结构简单,性能稳定,能够较快实现同步。它们可以实现较长的周期,汉明相关特性也比较好,但是当存在人为的故意干扰(如预测码序列后进行的跟踪干扰)时,这些序列的抗干扰能力较差。 在90年代初,出现了基于模糊(Fuzzy)规则的跳频图案产生器。在这种系统中,由模糊规则、初始条件以及采样模式共同来决定系统的输出序列。只要窃听者不知道模糊规则、初始条件、采样模式三者的任何一个,就无法预测到系统的输出频率,由此就提高了系统的抗窃听能力和抗干扰能力。模糊跳频给出的跳频码序列与传统的跳频码序列相比更加均匀,也更难预测。 90年代末有人提出了混沌(chaotic)跳频序列。其基本思想是通过混沌系统的符号序列来生成跳频序列。在这个混沌系统中要确定一个非线性的映射关系、初始条件和混沌规则,三者唯一确定一个输出序列。由此确定的混沌跳频序列体现了良好的均匀性,低截获概率,良好的汉明相关特性以及具有理想的线性范围。 与一般的数字通信系统一样,跳频系统要求实现载波同步、位同步、帧同步。此外,由于跳频系统的载频按伪随机序列变化,为了实现电台间的正常通信,收发信机必须在同一时间跳变到同一频率,因此跳频系统还要求实现跳频图案同步。跳频系统对同步有两个基本要求:一是同步速度快,二是同步能力强。目前跳频电台的同步方法有精确时钟法、同步字头法、自同步法、FFT捕获法、自回归谱估计法等等。在实际应用中,同步方案常常综合使用多种同步方法。例如战术跳频系统中常用扫描驻留同步法,综合使用了精确时钟法、同步字头法、自同步法三种同步方法,分成扫描和驻留两个阶段进行。扫描阶段完成同步头频率的捕获,驻留阶段从同步头中提取同步信息,从而完成收发双方的同步。 在自适应跳频中,同步还包括收发双方频率集更新的同步,保证双方同步地实现坏频点替代,否则会使收发双方频率表不一致,导致通信失败。 频合器是跳频通信系统中的关键部分,目前大多数跳频电台中使用的频率合成器采用的是锁相环(PLL)频率合成技术,但是该技术的频率转换速度已经接近其极限,要进一步改善的技术难度越来越大,而且分辨率较低。为了能够进一步提高跳频速率,提出了直接式数字频合器(DDS)。它采用全数字技术,具有频率分辨率高,频率转换时间快,输出频率可以很高而且稳定性好,相位噪声低等优点,可满足快速跳频电台对频率合成器的要求。例如在美国的JTIDS中,跳速达到每秒35800跳,只有采用直接数字频合器才能实现。但是DDS的价格昂贵,复杂度大,直接用于战术跳频电台有一定的难度。如果采用DDS+PLL的方法,结合两者的长处,可以获得单一技术难以达到的效果。 在跳频系统中,即使在信道条件良好的情况下,仍有可能在少数跳中出现错误,因此有必要进行差错控制。差错控制的方法主要分为两类:一是自动请求重发纠错(ARQ)技术;二是采用前向纠错(FEC)技术。 ARQ技术可以很好的对付随机错误和突发错误,它要求有反馈电路,当信道条件不好时,需要频繁的重发,最终可能导致通信失败。 FEC技术不需要反馈电路,但是需要大量的信号冗余度以实现优良的纠错,从而会降低信道效率。由于纠错码对突发错误的纠错能力较差,而通过交织技术可以使信道中的错误随机化,因此,经常采用编码与交织技术相结合的办法来获得良好的纠错性能。 在跳频系统中常用的纠错编码技术有汉明码、BCH码、trellis码、RS码、Golay码、卷积码和硬判决译码、软判决译码等。1993年提出了TURBO码,其信噪比接近于Shannon极限,引起了人们的极大兴趣。与RS码等常用的跳频编码相比, TURBO码在跳频系统中显示了极大的应用潜能。此外,还可以把不同的编码方法结合在一起,取长补短,进行联合编码。在快跳频方式下,还可以运用重发大数判决来克服跳频频段内的快衰落。 跳频电台在实际应用中通常要组成跳频通信网,以实现网中的任何两个通信终端均能够做到点到点的正常通信。组网除了要避免近端对远端的干扰、码间干扰、电磁干扰等其它干扰以及由系统引起的热噪声等噪声干扰以外,还要注意避免由组网引起的同道干扰、邻道干扰、互调干扰、阻塞干扰等。采用跳频的多址通信网具有很多优点:抗干扰能力强,低截获概率,低检测概率,对频率选择性衰落有很好的抑制作用等等。但是,与常用的DS/CDMA系统相比,跳频网的最大用户数相对较小。 跳频通信网可以分为同步通信网和异步通信网。跳频通信网有多种组网方式,如分频段跳频组网方式、全频段正交跳频组网方式等。在分频段跳频组网方式中,系统把整个频段分成若干个子频段,不同的通信链路采用不同的子频段进行通信,从而有效地防止同一通信网间的干扰。全频段正交跳频组网方式仅用于同步跳频通信网中,也就是说整个通信网中只有一个基准时钟,通过设计在某一相同时刻t的N个相互正交的跳频频率序列来进行组网,这样尽管各个终端间的通信均使用相同频段,但是由于瞬时的跳频频率点不相同,因此可保证它们之间不会出现同频道干扰。自适应跳频通信系统中,由于在通信过程中会去除那些通信条件恶劣的信道,因此频率更新后可能会出现同频道干扰现象,故必须设计一种良好的频点更新算法,保证更新后的跳频序列之间依然是正交的,否则可能会使各通信节点之间频繁出现频率碰撞,导致无法正常通信。实际应用中也可以把以上两种组网方式结合进行。例如英国Recal-Tacticom公司的Jaguar系列电台在组网中就同时采用了这两种组网方式,可组网数目达到200—300个。 除了以上这些关键技术以外,调制解调方法在跳频系统中也很重要,可以采用FSK、QAM、QPSK、QASK、DPSK、QPR、数字chirp调制等多种调制方式。 自适应跳频系统是在常规跳频系统的基础上,实时地去除固定或半固定干扰,从而自适应地自动选择优良信道集,进行跳频通信,使通信系统保持良好的通信状态。也就是说,它除了要实现常规跳频系统的功能之外,还要实现实时的自适应频率控制和自适应功率控制功能,因此就需要一个反向信道以传输频率控制和功率控制信息。 通过可靠的信道质量评估算法,发现了干扰频点后,应当在收发双方的频率表中将其删除,并以好的频点对它们进行替换,以维持频率表的固定大小。这种检测和替换是实时进行的。为增加跳频信号的隐蔽性和抗破译能力,跳频图案除具有很好的伪随机性、长周期外,各频率出现次数在长时间内应具有很好的均匀性。在引入自适应频率替换算法对频率表进行实时更新后,为保障系统性能,仍然要求跳频图案具有很好的均匀性,所以应当依次用不同的质量较好的频点来分别替换被干扰的频点。 收端频率表的更新会导致收发频率表的不一致性。为了使收发频率表同步更新,必须通过反馈信道将收端的频率更新信息通知发方。这种信息的相互交换是一种闭环控制过程,需要制定相应的信息交换协议来保证频表可靠的同步更新。衡量协议有效性的另一个重要指标便是频点去除的速度。在检测出干扰频点后,干扰频点去除的速度越快,对通信的影响越小。 信道质量评估的另一个作用是进行自适应功率控制。功率控制就是要把有限的发送功率最好地分配给各个跳频信道,使得各个信道都能够以最小发射机功率实现正常通信,从而提高跳频信号的隐蔽性和抗截获能力。在自适应跳频系统中,系统检测每个信道的通信状况,并通过信道质量评估单元中的功率控制算法对每个跳频信道单独进行功率控制。 功率控制算法可以基于两种原则:一是比特误码率最小原则,算法为各个跳频信道选择适当的功率,

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