JTIDS系统抗干扰性能的Simulink仿真与分析

JTIDS系统中两种下变频方法的性能仿真布刚刚【摘要】JTIDS波形采用扩频机制进行系统同步,并采用多进制扩频和MSK调制方式传输信息.针对这种特点,JTIDS波形在接收端一般采用匹配相关取相关峰位置的方法来同步和解调.一种方式是将AD(模数转换采样)下变频滤波后的IQ数据直接进行匹配相关;另一种是对AD采样数据只取符号位后进行下变频滤波再进行匹配相关.本文对两种方法的性能进行了分析比较.【期刊名称】《现代导航》【年(卷),期】2017(008)001【总页数】5页(P23-27)【关键词】联合战术信息分发系统;下变频;匹配相关【作者】布刚刚【作者单位】中国电子科技集团公司第二十研究所,西安 710068【正文语种】中文【中图分类】TN914联合战术信息分发系统（Joint Tactical Information Distribution System, JTIDS）是美军为三军联合作战而研制的集通信、导航、识别等功能于一体的综合战术通信系统。

JTIDS采用时分多址的方式按时隙工作。

每一个时隙只能有一个成员发射信号并且其中包括20个同步脉冲和数量不等的数据段脉冲。

脉冲均采用长度为32的扩频码进行调制。

采用匹配相关的方法进行同步和解调。

工程上常采用两种方式对AD（模数转换采样，本文中的AD均指模数转换采样）后的数据进行处理。

一种是：AD采样后的数据保留幅值位下变频滤波后进相关器；另一种是AD采样后数据只取符号位下变频滤波后进相关器进行相关运算；保留幅值位可以获得更好的相关性能但是相关峰的幅度大小受到接收信号功率大小的直接影响，相关峰门限随信号功率大小变化。

只取符号位相关峰的幅度大小与接收信号功率大小无关，但相关性能稍有损失。

本文对两种相关算法性能进行了仿真对比可供系统设计参考。

JTIDS采用脉冲格式发送信息，每个脉冲宽度为6.4，脉冲周期为13。

同步段每个脉冲由32位伪随机码直接经过MSK调制产生；数据段每个脉冲携带的信息由32位伪随机码采用CCSK循环移位表示，数据段每个脉冲共表示5bit信息。

基于MATLAB/Simulink的扩频通信系统仿真及抗干扰研究邹宁徐松涛牛建兵（空军工程大学工程学院，陕西西安710038）摘要本文阐述了扩展频谱通信技术的理论基础和实现方法，并通过MA TLAB提供的Simulink仿真平台对直扩通信系统进行了仿真，详细讲述了各模块的设计。

在给定仿真条件下，运行了仿真程序，得到了预期的仿真结果。

同时，利用建立的仿真系统，研究了抑制正弦干扰性能与系统信噪比的关系，结果表明，提高信噪比，系统可以有效抑制正弦信号干扰。

关键词直扩通信；信噪比；误码率；抗干扰1 引言扩展频谱通信具有很强的抗干扰性能，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。

扩频通信系统利用了扩展频谱技术，将信号扩展到很宽的频带上，在接收端对扩频信号进行相关处理即带宽压缩，恢复成窄带信号。

对干扰信号而言，由于与扩频信号不相关，则被扩展到一个很宽的频带上，使之进入信号通频带内的干扰功率大大降低，相应增加了相关器输出端的信号/干扰比，对大多数人为干扰而言，扩频通信系统都具有很强的对抗能力。

本文利用MA TLAB/Simulink对扩频系统中的m序列的产生、频谱、相关函数，以及整个扩频系统工作原理及其抑制正弦干扰性能进行了仿真，为今后扩频通信系统在各个领域的应用和研究提供了依据。

2 扩展频谱技术2.1 理论基础Shannon定理指出：在高斯白噪声干扰条件下，通信系统的极限传输速率（或称信道容量）为（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为n0，噪声功率N=n0B ，则信道容量C可表示为（2）由上式可以看出，B 、n0、S确定后，信道容量C就确定了。

由Shannon第二定理知，若信源的信息速率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。

基于Simulink的数据链系统仿真及性能分析更新于2010-04-02 12:30:42 文章出处:电子工程世界Simulink 数据链系统仿真FPGA未来战场必是网络中心战格局下的系统一体化作战，用于制导的武器数据链是其中重要一环。

通常武器数据链用于传输目标信息，信息量小，但要求信息传输必须可靠，同时将来战场通信处于复杂的电磁环境中，要求武器数据链必须具备低截获、抗干扰性能。

基于此，目前的武器数据链通常选用扩频技术进行信息传送。

1扩频系统原理扩展频谱(Spread Spectrum)技术是将基带信号的频谱扩展至较宽的频带上，然后再进行传输的一种宽带信号传输方法，它将要发送的制导信息或导弹回传信息用伪随机序列扩展到一个合适的频带上，即将原始信息的能量在频带上进行扩展，从而降低了信号被发现的危险，增加了敌方干扰的难度(需要干扰的范围变大了)。

接收端使用与发送端相同的伪随机序列对接收到的扩频信号进行相关处理，恢复出原来的信息，干扰信号由于与伪随机序列不相关，在接收端被扩展，使落入信号频带内的干扰信号功率大大降低，从而提高了系统的输出信噪比，达到抗干扰目的，同时扩频信号在传输时的谱密度很低，可使信号淹没在噪声中，不易被敌人截获、侦测，因而具有较强的低截获特性。

数据链直扩系统原理见图1。

在发送端信源通过加密和编码后的输出信号a(t)是码元持续时间为Ts的信息流，伪随机码为c(t)，每一伪随机码码元宽度或切普(chip)宽度为Tc。

将信号a(t)与伪随机码c(t)进行模2加，产生一速率与伪随机码速率相同的扩频序列，然后再经过调制后通过天线发射。

经过调制后发送的信号可用式(1)表示：在接收端，经放大和混频后，用与发送端同步的伪随机序列对中频的扩频调制信号进行相关解扩，检测器接收到的扩频信号可用式(2)表示：对于干扰信号和噪声而言，由于与伪随机序列不相关，在相关解扩器的作用下，相当于进行了一次扩频。

干扰信号和噪声频谱被扩展后，其谱密度降低，这样就大大降低可进入信号通频带内的干扰功率，使解调器的输入信干比提高，从而提高了系统的抗干扰能力。

信实101专业10级《计算机仿真与MATLAB》课程报告题目：基于matlab仿真的火箭推进系统抗干扰能力最优化系统参数的研究班级：信实101姓名：学号：2012年12 月基于MATLAB/SIMULINK 的火箭最优化抗干扰系统的设计与分析摘要： 在火箭在发射过程中会受到干扰信号的作用而偏离轨道，故需设计出抗干扰系统来尽量减少飞行器飞行的过程中扰动因素的影响，提高系统性能，使火箭的角度通过控制系统来跟踪参考角度。

通过取不同的比例微分环节的K 值对系统进行无扰动信号的、扰动信号单独作用、扰动信号与正弦信号叠加时进行输出测试，得到与原信号拟合度最强的的K 值。

1.1 决定火箭推进系统抗干扰能力的系统参数——控制对象建模For personal use only in study and research; not for commercial use（1）被控对象的数学模型火箭推力及方向关系如图（1）所示，这里()t θ为火箭的方向与速度的夹角，()t ϕ表示火箭推进器的角度，()w t 表示加在火箭上的干扰风力。

控制器设计的目标是使火箭的角度跟踪参考角度()r t θ。

发动机可以直接控制推进器的角度并对推进器定位。

系统模型可用下面等式来表示：For personal use only in study and research; not for commercial use()()10.5()()()11s s W s s s s s Θ=Φ+--火箭推进器示意图（2）控制系统的数学模型0.5()c G s ()11s s -+-()W s ()s Φ()s Θ()r s Θ()(2)c G s K s =+控制系统的原理框图，其中()W s 为扰动信号，()1r t θ=为输入信号。

1.2 火箭最优化抗干扰推进系统原理分析 （负反馈的作用）？采用负反馈控制器，从火箭推进系统的数学模型可以看到，当有扰动信号()W s的作用时，系统通过负反馈环节1.3 火箭最优化抗干扰推进系统MATLAB仿真分析(1)MATLAB程序设计，或Simulink模型，或二者的结合(2)仿真参数的设置，思考仿真参数的影响等(3)系统特性分析，例如开环系统的时域/频域分析，加入控制器后系统的时域/频域分析等，应有仿真结果，如图、表、结果数据等。

JTIDS传输性能的仿真与分析
王塬琨;毛玉泉;丁笑亮;耿腊元
【期刊名称】《火力与指挥控制》
【年(卷),期】2011(036)003
【摘要】联合战术信息分发系统(JTIDS)作为Link-16的核心部分,具有良好的信息传输性能,可以容忍比较高的信息错误率.以Simulink软件为仿真平台,根据JTIDS 的基本原理,对JTIDS数据传输过程中的关键技术进行介绍,并对系统的误码性能进行仿真分析.通过系统的仿真与分析可以看出,JTIDS几种关键技术的运用,提高了系统的传输性能,具有很好的抗干扰效果.
【总页数】3页(P124-126)
【作者】王塬琨;毛玉泉;丁笑亮;耿腊元
【作者单位】空军工程大学电讯工程学院,西安,710077;空军工程大学电讯工程学院,西安,710077;空军工程大学电讯工程学院,西安,710077;空军工程大学电讯工程学院,西安,710077
【正文语种】中文
【中图分类】TN915.851
【相关文献】
1.JTIDS数据链在多音干扰下经过莱斯衰落信道的传输性能分析 [J], 张宏欣;王永斌;刘宏波;卫泽
2.JTIDS数据链报文传输可靠性分析及仿真 [J], 杨光;王文政;周经伦;罗鹏程
3.JTIDS系统RS码性能分析与仿真 [J], 吕义东;周铭
4.非相干解调JTIDS系统报文传输性能分析 [J], 张宏欣;王永斌;刘宏波
5.Nakagami衰落信道下JTIDS系统的传输性能分析 [J], 李宏彦[1,2];王世练[1];张炜[1]
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实验二Simulink仿真实验分析解析实验二Simulink仿真实验一、实验目的：1、学会使用Matlab软件中的Simulink仿真工具。

2、了解二阶系统瞬态响应指标的意义其计算。

二、实验内容及原理1、用Matlab仿真（simulink）图示系统输入单位阶跃信号1(t)的响应，分析响应曲线的稳态响应X oss(t)，振荡频率ωd(rad/s)，超调量M p，峰值时间t p，进入稳态值+5%误差带的调整时间t s。

三、实验步骤：1、使用Matlab软件，进入Simulink编辑画面。

2、用Linear，Sinks，Sources,模块库建立系统的函数方块图。

3、运行Simulink。

4、记录输出曲线，分析实验结果。

四．分析实验结果，写出实验报告。

Step ResponseTim e (sec)A m p l i t u d e 00.20.40.60.811.21.41.61.8G1=tf([100],[50 4 0]);H1=tf(0.02,1);disp('负反馈系统闭环传递函数为：')sys=feedback(G1,H1)step(sys,1:0.1:200)实验三频域分析实验一、实验目的学会使用Matlab 绘制系统Nyquist 图和Bode 图。

二、实验内容及原理两单位负反馈控制系统开环传递函数分别为：)5)(1(5)(1++=s s s s G 和)1()1(10)(22-+=s s s s G 1、利用Matab 软件画出开环Nyquist 曲线。

2、利用Matab 软件画出开环系统Bode 图，求开环频域指标：剪切频率ωc 、相位穿越频率ωg 、相位裕量γ和幅值裕量K g 。

三、实验步骤1、编辑程序，绘制系统Nyquist 图和Bode 图。

2、记录输出曲线，分析实验结果。

四、写出实验报告1、num1=[5];den1=conv(conv([1 0],[1 1]),[1 5]); sys1=tf(num1,den1);nyquist(sys1)num2=[10 10];den2=conv(conv([1 0 0],[1 0 0]),[1 -1]); sys2=tf(num2,den2);nyquist(sys2)Nyquist DiagramReal AxisI m a g i n a r y A x i snum1=[5];den1=conv(conv([1 0],[1 1]),[1 5]); sys1=tf(num1,den1);margin(sys1)[Gm,Pm,Wg,Wc]=margin(sys1)Gm =6Pm =43.2099Wg =2.2361Wc =Nyquist Diagram Real AxisI m a g i n a r y A x i s0.7793num2=[10 10];den2=conv(conv([1 0 0],[1 0 0]),[1 -1]);sys2=tf(num2,den2);margin(sys2)[Gm,Pm,Wg,Wc]=margin(sys2)Gm =Pm =M a g n i t u d e (d B )1010101010P h a s e (d e g )Bode DiagramGm = Inf dB (at Inf rad/sec) , P m = -35.1 deg (at 3.16 rad/sec) Frequency (rad/sec)121.2983Wg =Wc =2、分析实验结果。

JTIDS系统抗干扰性能仿真
黄嘉春
【期刊名称】《电讯技术》
【年(卷),期】2012(052)005
【摘要】针对联合战术信息分发系统(JTIDS)物理层传输波形建立了MATLAB仿真模型,并对其抗白噪声干扰、单频或阻塞式干扰,以及组网的性能进行了仿真和分析,为JTIDS系统抗干扰技术的研究提供参考.
【总页数】4页(P827-830)
【作者】黄嘉春
【作者单位】中国西南电子技术研究所,成都610036
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.4
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1.JTIDS系统抗干扰性能分析 [J], 段亚军;武昌;李成恩
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4.JTIDS系统抗干扰性能的Simulink仿真与分析 [J], 申振;徐志军;王华力;潘新星
5.基于Simulink的JTIDS抗干扰性能仿真 [J], 范小麟;马大玮;胡焰智;李晓飞因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。