自适应跳频在卫星通信抗干扰中的应用

Lora技术中的跳频机制与抗干扰性能优化引言随着物联网的迅猛发展，物联网设备在城市、工业、农业等各个领域都得到广泛应用。

而在无线通信技术中，Lora（Long Range）技术因其低功耗、长距离通信能力和强鲁棒性而备受关注。

然而，Lora技术在实际应用中仍然面临着一些挑战，尤其是跳频机制和抗干扰性能方面的优化。

本文将探讨Lora技术中的跳频机制和抗干扰性能，同时分析其优化方法与策略。

1. Lora技术概述Lora技术是一种低功耗、长距离通信的无线技术，旨在为物联网设备提供可靠的通信能力。

Lora技术采用了低速率扩频技术（LoRa），通过传送较长的扩频码和低速率的调制方式，实现了在低信噪比和高抗干扰环境下的可靠通信。

其工作频段为ISM频段（无线工业科学医学频段），在全球范围内使用。

2. 跳频机制在Lora技术中的应用跳频技术是一种在通信过程中改变频率的技术，用于降低通信链路的干扰和提高抗干扰性能。

Lora技术中的跳频机制经过深度研究和优化，具有高效的抗干扰能力和可靠的通信质量。

Lora技术中的跳频机制通过在一段时间内同时使用多个信道进行通信，降低了单个信道被干扰的风险。

这种跳频机制的实现依赖于Lora设备的物理层与MAC层之间的协同。

物理层根据指定的跳频算法进行频率的切换，而MAC层负责控制和协调各个设备之间的跳频顺序。

3. 跳频机制的优化方法与策略为了进一步提升Lora技术中的跳频机制和抗干扰性能，研究人员提出了一系列的优化方法与策略。

下面我们将重点介绍其中几种常见的方法。

首先是跳频算法的优化。

跳频算法的选择和设计对Lora技术的性能至关重要。

一种常见的优化方法是使用预测算法来确定跳频序列，根据环境的干扰状况和通信需求，自适应选择最优的跳频序列，以提高通信质量。

其次，可以针对特定的应用场景进行优化。

Lora技术广泛应用于城市、农业等领域，而不同的应用场景对抗干扰性能的需求不同。

通过针对具体应用场景的优化，可以进一步提升系统的性能。

跳频的应用与发展南山电视转播台 张卫东关键字：跳频，带宽背景：军事无线通信是保障现代作战指挥的主要通信手段，特别是在对飞机、舰艇,坦克等运动目标进行指挥时，是唯一的通信手段，在我军信息化建设中占有十分重要的地位。

随着通信领域的电波斗争愈演愈烈，惯用的定频通信受到了严重威胁。

为了保证己方正常可靠的通信，一种抗干扰的通信体制—涡濒通信系统应运而生。

如果军事无线通信装备不采用抗干扰措施，在现代战争的大规模对抗环境条件下，就会出现通信中断、指挥失灵，从而陷入被动挨打的局面，最近的几次战争中的高科技电子战已经证明了这一点。

可以说，在现代战争中，如果无线通信装备不采用抗干扰措施，就没有生存能力。

西方国家早在20世纪50年代就开始进行了一系列的抗干扰通信体制和抗干扰技术的理论研究工作。

到了20世纪80年代初期，大部分抗干扰技术都已经陆续应用于新的通信装备和系统中，而且还在不断地改进和完善。

跳频通信是现代军事无线通信抗干扰的主要手段，对于在恶劣的电磁环境中保障我军畅通的通信指挥，具有重大的军事意义。

一 跳频原理与应用跳频（FH ）是一种无线通信中最常用的扩频方式。

工作原理是收发双方传输信号的载波频率按照预定规律（一组伪随机码PN ，Pseudo-Noise ）进行离散变化，通信中使用的载波频率受伪随机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；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，跳频信号是一个在很宽频带上以不等间隔随机跳变的信号。

因此，跳频通信在某一特定频点上仍为普通调制技术。

跳频系统根据频率变化的快慢，通常分为快跳频和慢跳频。

目前在军事领域广泛应用了快跳频通信技术。

随着电子对抗的加剧，在快跳频的基础上，产生了自适应跳频，进一步提高抗截获和抗干扰目的。

慢跳频则主要应用于民用领域。

1.1.跳频技术原理跳频系统的原图及跳频信号数学描述：跳频系统的简单原理图如图1-1所示其数学模型如（1-1）。

指挥信息系统跳频通信的干扰与反干扰一、跳频通信系统的干扰方式1.频率扫描干扰频率扫描干扰是指敌方通过扫描一定的频率范围，在通信频段范围内进行频率扫描，以识别目标跳频通信信号并对其进行干扰。

这种干扰方式通过扫描整个频段，可以发现跳频通信信号的跳变规律，有可能在跳变间隙内进行干扰，从而影响通信系统的正常通信。

2.信号屏蔽干扰信号屏蔽干扰是指敌方通过发射大功率的宽带白噪声信号，遮蔽目标跳频通信信号，使其无法被接收端正常解调。

这种干扰方式通过屏蔽目标信号的接收，使得通信系统无法正常工作，严重影响了指挥信息的传递和作战指挥的效果。

针对以上干扰方式，跳频通信系统可以采取一系列的反干扰技术，保障通信系统的正常工作：1.扩频和频率跳变技术扩频技术是指在发送端通过将基带信号经过扩频码序列处理，使得信号的频谱宽度变得很大，同时也提高了信号的抗干扰能力。

频率跳变技术则是指在通信过程中，发送端和接收端约定好一系列的跳变频率序列，按照一定的规律在各个频率上进行跳变，从而增加了系统的抗干扰能力。

2.时分复用技术时分复用技术是指将一段时间分成若干个时隙，将不同的用户信号分别放置在不同的时隙上进行传输。

这种技术可以有效避免敌方的频率扫描干扰和信号屏蔽干扰，提高了通信系统的抗干扰能力。

3.抗干扰解调算法在接收端，可以采用抗干扰解调算法，对干扰信号进行识别和抑制，从而提高接收端对目标信号的识别和解调能力，保障了通信系统的正常工作。

4.反反制干扰措施三、未来发展趋势随着电子战技术的不断发展，跳频通信系统的干扰与反干扰技术也在不断升级和完善。

未来在跳频通信系统的干扰方面，可能会出现更加智能化、隐蔽化的干扰手段，如通过对跳频通信系统的信道状态进行识别和分析，实现对目标信号的精准干扰。

而在反干扰技术方面，可能会出现更加高效、自适应的反干扰算法和装备，以提高通信系统对复杂干扰环境的抵抗能力。

随着5G通信技术的应用和发展，跳频通信系统可能会与5G技术相结合，从而提高通信系统的带宽和数据传输速率，进一步提高通信系统的抗干扰能力和通信质量。

抗干扰通信技术研究作者：金海鹰胡磊来源：《数字技术与应用》2012年第10期摘要：军事通信在现代战争中的作用举足轻重，但军事卫星通信很容易受到敌方的侦收、干扰以及攻击，对有效军事指挥与控制战场局面造成严重威胁。

通过对抗干扰通信技术原理与特点分析，对常用抗干扰通信技术、无线通信抗干扰新技术、综合抗干扰技术以及抗干扰技术的发展趋势进行了探究。

关键词：军事通讯抗干扰通讯技术跳频天线中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）10-0053-021、抗干扰通信技术原理与特点分析抗干扰通信技术的学术定义就是用来对抗通讯或雷达运行的任何干扰的系统或技术。

可以理解为通信装备及系统为对抗干扰方利用电磁能和定向能控制、攻击通信电磁频谱，以提高其在通信对抗中的生存能力所采取的通信反对抗技术体系、方法和措施。

其基本原则就是抑制干扰源，切断干扰传播路径，提高敏感器件的抗干扰性能。

抗干扰通信技术有明显的两个特点：一是对抗性强，难度强大。

战争是智慧与技术角力，通信的成败对战争的胜负影响甚大，因此，抗干扰通信技术对抗性很强，同时，通信干扰不断的发展新技术，而抗干扰通信技术必须对以相应的对策，增强了抗干扰通信技术的难度；二是抗干扰通信技术的实用性与可靠性高，通信抗干扰必须在战场上实际解决问题，如果不可靠或不实用会造成不堪设想的后果。

2、常用抗干扰通信技术抗干扰通讯技术的作用是通过特定处理信息、信息的载体以及传播方式，大力提升通信接收端的输出信干比，使通讯能够有效识别有用信号与干扰的能力，准确无误的接收所需的正确信号。

近些年来，电子技术与通讯技术日新月异，各类无线通信抗干扰技术越来越成熟。

常用抗干扰通信技术主要有以下几种：2.1 实时选频技术实时选频就是在短波通信路径上实时地对经过电离层“反射后到达接收点的各频率的特定信号进行测量处理，直接根据接收信号的质量好坏和噪声、干扰的大小，选择出路径损耗小、传播模式少的频率或频段作为工作频率使用，并在此基础上去控制通信设备实行自动快速换频的技术。

有效发展军事通信抗干扰技术的现状及未来趋势摘要：随着现代科学技术的进步和军事技术的不断升级，军事通信干扰和抗干扰技术将在未来的信息化和军事联合战争中越来越受到重视，并在作战中发挥越来越重要的作用。

因此，进一步研究和探索军事通信干扰技术是各国军事研究的重要课题。

概述了军事通信抗干扰技术的发展现状，分析了其发展趋势，并根据实际需求从各个方面进行了研究和探索，以期为军事通信抗干扰技术的发展提供参考。

关键词：军事通信；抗干扰技术；现状；未来趋势前言：在社会现代化的发展中，战争也开始向电子化方向转变。

在电子战中，军事通信起着关键作用，是确保战争优势的不可或缺的因素。

因此，为了保证军事通信的畅通，对军事通信的抗干扰因素进行系统分析是非常重要的。

总之，使用军事通信抗干扰技术的主要目的是消除军事信号传输中的干扰因素，从而保证信号传输的稳定性。

一.军事通信抗干扰技术发展现状在当前信息化和联合作战的时代和军事发展趋势下,不仅必须要充分利用互联网通信技术从空间中获取有价值的数据和信息,还必须要有效地防止任何其他国家对互联网通信技术的攻击和干扰,以及如何保证互联网通信工作的精度和准确性[1]。

（一）频率域抗干扰技术频域性抗干扰通信技术主要定义是泛指一种包含了跳频域的通信控制技术和采用可自动化适应的频率通信控制器等技术的通信技术。

例如,跳频通信控制技术主要指的是一种能够具有有效抵抗音频干扰、抵抗视频截取的通信功能。

它被广泛地应用于当前的各种军事电信通讯抗干扰控制技术中。

美军目前的现役单兵卫星通信系统设备的网络防御和通信抗干扰能力主要上都是通过跳频和扩频技术两种技术结合来进行实现,其中这些通信装备的终端类型主要可以包括手持式单兵终端、车载单兵终端、机(舰)动车载单兵终端和配套式的卫星通信设备系统。

通过PN码控制频率合成器,可以对通信频率进行不确定的改变,从而保证干扰信号不能与通信频率保持在同一水平,从而达到抗信号干扰的功能;自适应频率控制技术主要实现系统的频率检测,自动改变通信频率,避免干扰信号的跟踪。

跳频通信抗干扰原理随着无线通信技术的不断发展，人们对通信质量的要求也越来越高。

然而，无线通信中常常会受到各种干扰，如电磁干扰、多径衰落等，这些干扰会导致通信质量下降，甚至无法正常通信。

为了解决这些问题，跳频通信技术应运而生。

跳频通信是一种抗干扰能力强的通信技术，它的抗干扰原理主要是通过频率跳变来实现的。

跳频通信将通信信号分成若干个窄带信号，每个窄带信号都在不同的频率上进行传输，这样就可以避免某一频率受到干扰而导致通信中断。

当干扰出现时，跳频通信系统会自动跳到其他频率上进行传输，从而保证通信的连续性和稳定性。

跳频通信的抗干扰能力主要体现在以下几个方面：1. 抗电磁干扰能力强跳频通信将信号分成若干个窄带信号，每个窄带信号的带宽很窄，因此对电磁干扰的抵抗能力很强。

当某一频率受到电磁干扰时，跳频通信系统会自动跳到其他频率上进行传输，从而避免了干扰对通信的影响。

2. 抗多径衰落能力强跳频通信将信号分成若干个窄带信号，每个窄带信号的传输距离很短，因此对多径衰落的抵抗能力很强。

当信号受到多径衰落时，跳频通信系统会自动跳到其他频率上进行传输，从而避免了信号衰落对通信的影响。

3. 抗窃听能力强跳频通信将信号分成若干个窄带信号，每个窄带信号的传输时间很短，因此对窃听的抵抗能力很强。

当信号被窃听时，跳频通信系统会自动跳到其他频率上进行传输，从而避免了窃听对通信的影响。

4. 抗干扰能力强跳频通信将信号分成若干个窄带信号，每个窄带信号的传输时间很短，因此对干扰的抵抗能力很强。

当信号受到干扰时，跳频通信系统会自动跳到其他频率上进行传输，从而避免了干扰对通信的影响。

跳频通信是一种抗干扰能力强的通信技术，它的抗干扰原理主要是通过频率跳变来实现的。

跳频通信将信号分成若干个窄带信号，每个窄带信号都在不同的频率上进行传输，这样就可以避免某一频率受到干扰而导致通信中断。

当干扰出现时，跳频通信系统会自动跳到其他频率上进行传输，从而保证通信的连续性和稳定性。

卫星传输常见干扰及应对措施汇报人：2023-12-30•卫星传输概述•常见干扰类型•应对措施目录•案例分析01卫星传输概述0102卫星传输原理卫星传输具有覆盖范围广、不受地形限制、可靠性高等优点，广泛应用于电视广播、远程教育、数据传输等领域。

卫星传输基于无线电波的传输原理，通过地球同步轨道上的卫星转发信号，实现远距离通信和广播服务。

卫星传输系统组成卫星传输系统主要由信号发送端、上行链路、卫星转发器和下行链路组成。

信号发送端负责将信号调制为适合传输的格式，并通过上行链路发送到卫星。

卫星转发器接收信号，进行放大和变频处理后，通过下行链路发送给接收端。

卫星传输的优势与挑战卫星传输的优势在于覆盖范围广、不受地形限制、可靠性高、可提供多种通信和广播服务。

卫星传输面临的挑战包括信号干扰、信号衰减、传输延迟等问题，需要采取相应的措施进行解决。

02常见干扰类型太阳辐射对卫星信号产生干扰，导致信号质量下降。

太阳辐射干扰大气干扰地球磁场干扰大气中的云层、气溶胶和雨滴等对卫星信号产生吸收和散射，导致信号衰减。

地球磁场对卫星信号产生干扰，影响信号的稳定传输。

030201自然干扰某些组织或个人为了达到特定目的，故意对卫星信号进行干扰。

有意干扰由于地面设备故障、电磁泄漏等原因引起的无意干扰。

无意干扰未经授权使用卫星频率，导致合法用户无法正常接收信号。

非法使用频率干扰由于地面反射、建筑物遮挡等原因，卫星信号在传输过程中发生多路径传播，产生干扰。

多路径干扰邻近卫星的信号对目标卫星产生干扰。

邻星干扰同一卫星系统内不同卫星之间的信号相互干扰。

星间干扰03应对措施通过扩展信号的频谱来减小干扰的影响，提高信号的抗干扰能力。

扩频抗干扰技术通过不断改变信号的频率来避开干扰，保证信号的传输质量。

跳频抗干扰技术结合扩频和跳频技术的优点，进一步提高信号的抗干扰能力。

混合抗干扰技术抗干扰技术03加强设备维护定期对地面设备进行检查和维护，确保设备的正常运行和性能稳定。

论短波频率自适应通信技术作者：胡熠来源：《科学与信息化》2019年第29期摘要短波通信是一种无线电通信方式，具有设备简单、成本低、使用方便、灵活等优点，因此是近、中、远距离军用、民用通信的重要手段之一。

通信数字化、通信系统网络化、通信业务综合化是短波通信发展的必然趋势，系统兼容、网络互通以及高可靠性、有效性、强抗毁性，成了通信系统建设的基本要求。

由于短波信道的特殊性，如何实时选频以及频率复用等问题，有待我们进一步研究解决。

关键词短波;频率自适应;通信技术引言自20世纪80年代起，出于对卫星安全等方面的考虑，短波通信重新受到重视，许多国家加大了对短波通信技术的研究与开发。

近年来，由于电子技术的迅猛发展，促进了短波通信技术和装备的更新换代，原有的缺点得到了不同程度的克服，通信质量大大提高，形成了现代短波通信新技术、新体制，短波通信正走向复兴。

这其中，最重要和显著的技术进步，就是短波自適应技术。

1 问题的提出有关统计显示，即使在夜间通信环境最坏的情况下，短波频段也有4%左右的无噪声信道，而中午约有27%的信道干扰很小或不存在干扰。

所以，实时避开干扰，找出具有良好传播条件的无噪声信道是提高短波通信质量的主要途径，实现这一目标的关键是采用自适应技术。

2 短波自适应通信的技术发展阶段广义地讲，短波自适应包括频率自适应、功率自适应、传输速率自适应、分集自适应、自适应均衡及自适应调零天线等。

短波自适应通信经历了短波频率管理、2G-ALE两个成熟阶段，正向3G-ALE发展。

2.1 频率管理系统实现短波自适应的基本方法，是利用RTCE技术来测量和分析各种信道参数，根据综合分析和计算结果，建立工作在最佳频率上的通信链路。

根据所采用的技术不同，RTCE可分为电离层脉冲探测、电离层调频连续波探测（Chirp）、导频探测、8FSK信号探测等，其中8FSK探测是目前自适应电台使用最广泛的信号格式。

短波频率管理系统探测结果可以反映整个短波频段的频率资源情况，已经制成商业软件出售。