论文总字数：18912字

目 录

第一章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外现状 2

1.3主要工作及内容安排 2

第二章 跳频通信系统 3

2.1跳频通信系统概述 3

2.1.1跳频通信的发展 3

2.1.2跳频通信的发展趋势 4

2.2跳频通信的原理及其特点 4

2.3抗干扰通信 6

第三章 快速跳频通信系统 8

3.1快跳频通信理论基础 8

3.2快跳频通信系统的基本原理 8

3.3快速跳频通信系统的特点 9

3.4跳频通信的典型干扰信号及其仿真分析 10

3.4.1单音干扰 10

3.4.2多音干扰 11

3.4.3部分频带噪声干扰 12

3.4.4信号仿真结果分析 13

第四章 快速跳频通信系统的干扰抑制算法研究 14

4.1分集技术与合并技术概述 14

4.1.1分集技术 14

4.1.2合并技术 14

4.1.3分集和合并技术 14

4.2干扰抑制算法的有效性 14

4.3分集合并技术及其常见合并方式性能对比 15

4.4分集合并干扰抑制算法在通信系统的仿真 18

4.5分集合并干扰抑制算法的改进 20

4.6非线性合并干扰抑制算法 22

4.7本章总结 22

第五章 全文总结 23

5.1结论及本文的主要贡献 23

5.2存在的问题和未来研究的方向 23

参考文献： 24

致谢 25

快速跳频系统的干扰抑制算法研究

毛亚伟

，China

Abstract：In this paper, the anti-interference problem of frequency hopping communication system is proposed. In the fast frequency hopping communication system, the traditional algorithm improves the anti-interference performance of the system by balancing the frequency domain and the link information transmitted in the time domain. However, the bandwidth utilization will be reduced. Along with the development of science and technology, the digital signal processing methods have soared, jump speed rate of frequency hopping communication system is also rising, similarly, the communication system by using the method of information communication technology against also tend to be more mature, which makes the band utilization rate under the condition of without loss in the process of the communication countermeasure jamming signal suppression become fast. Diversity combined interference suppression algorithm to improve the spectrum bandwidth by increasing frequency hopping rate, to reduce the wastage of the passband, greatly improving the anti-interference performance of the system, to the fight against part of the military communication frequency band and polyphony provides academic reference.

Key words：Fast Frequency-Hopping (FFH)；Rejection of Jamming；Diversity and merging technologies；Multi-tone Jamming (MTJ)；Partial band Jamming(PBJ)

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

扩频通信（Spread Spectrum Communication），是传递信息的一种方法，被传信息所需的最小带宽要远大于信号的固有带宽；扩频通信利用伪随机码来完成频谱扩展，而伪随机码与传递的信号数据没有联系，它由编码和调制来完成；接收信号时用独立的伪随机序列进行调制、解调及恢复所传信息。扩频通信是20世纪中期研究出的一种通信技术，与光纤通信、卫星通信一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式，它初期被用作军事方面的通信^[1]。扩频通信的研究起步于20世纪50年代，当时如日中天的美国研究出NO MAC系统，这是通信发展历史上的第一大突破。

扩频通信包括：直接序列扩频（DS）、跳频（FH）、跳时（TH） 及混沌扩频等。在20世纪80年代，有“跳频电台的广泛使用，是80年代VHF 频段的无线通信系统发展的最主要特征”的说法。上世纪末，跳频通信技术又延伸到民用领域。这样一种在互联网中各种数码及语音设备如笔记本电脑、手机、打印机、拨号网络、移动电话传真机、数码相机等广泛应用的跳频通信技术，日益被各国人民所接受。跳频通信的抗干扰、通话网络质量高的特点，加上通信技术的大范围传播，使它在民用领域愈发收到重视。时至今日，随着民用、 军用通信技术的发展，信号处理技术、大规模集成电路和计算机技术的发展，跳频通信的理论研究和应用上升到一个历史不可企及的高度。

如果在无线通信中展开电子对抗，则被称为通信对抗。各国把干扰和破坏敌方无线电通信系统的使用所采取手段视为通信对抗，其根本是双方关于频率争抢的无线斗争。因而，各国重视通信技术在军事方面应用的同时，还展开了火热的斗争，一边在探求最优秀的抗干扰技术；另一方则在寻找最佳的侦察、识别、截获和抑制干扰的方法。通信技术逐渐成长的同时，未来战争的趋势也将被通信对抗所支配。

跳频通信作为无线斗争中最有效率和应用最普遍的通信技术，越来越被各国所重视。跳频通信是指载波受伪随机码的控制，不断地、随机地跳变，可以看作是载波按照一定规律变化的多进制频移键控(MFSK)^[2]，是一种很有前景的通信方式。

综上，人们对跳频通信的应用从民用方面转到军事方面，并且通信技术在各国大范围传播。

1.2国内外现状

早在70年代，技术人员就展开了对跳频系统的研究，并研讨出跳频在VHF波段的低端30-88MHz，UHF波段300MHz以上，以及HF波段1.5-30MHz的应用[3]。随着时间推移，科技的进步，美国Sanders公司的CHESS高速短波跳频电台已经实现了5000Hops/s的跳频速率，最高数据数率可达到19200bps。此外，CHESS跳频电台与一般的跳频电台还有所不同，它以DSP为基础，采用了差分跳频(DFH)技术^[2]。利用数字信号处理技术， CHESS电台对带宽低，信息复杂，信道多径等问题都能较好解决。CHESS电台由于其较窄的瞬时信号，对其它信号就会产生较小的干扰。由上可以总结出，快速的信号跳变能力和高速的数据传递能力是未来跳频系统的趋势。

影响跳频通信发展因素：

一是无线通信技术的发展。到目前，网络通信从1G、2G、3G到当下差不多完全普及的4G和正在探索的5G，频带利用率低下和带宽拥挤已成为研究人员要搞定的首要问题。

二是日益增多的市场需求的推动。根据人们对通信技术的依赖程度和新技术的市场份额，新技术的特色决定着全新技术在市场的应用。

1.3主要工作及内容安排

本文对常见的信号进行系统仿真，对分集合并干扰抑制算法进行分析，并在常见干扰信号进行性能分析比对，并优化算法。其主要内容安排如下：

1、介绍跳频通信发展，介绍其基本原理和特点，对通信抗干扰进行概述。

2、介绍快速跳频通信系统，分析其基本原理和特点，最后介绍了几种常见的干扰信号并仿真。

3、在上一章的基础上提出分集合并算法，并在常见信号干扰下进行仿真，并优化算法。

4、对全文总结，分析仿真结果，并对以后的研究方向做出指明。

第二章 跳频通信系统

2.1跳频通信系统概述

跳频通信的广泛应用，迫使各国加强对其原理的了解，研究者希望在此方面做出一定的超越。据研究，跳频通信的原理是通讯过程中跳频码非定向跳变，其载波频率沿数字化方向变动。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。^[6]

2.1.1跳频通信的发展

21世纪以来，跳频通信取得长足发展，经历了数字化的发展后，跳频技术正转向人工智能化方向，故就目前的态势来看稍微乐观。以前单一的固定频率通信或者唯一频段通信极易被干扰或截获，因此现代通信系统多是将集多种功能于一身。

在现代跳频通信领域，以色列TADIRAN公司、英国RACAL公司、美国HARRIS等公司的产品在世界上处于较为领先地位[7]。各国为提高通信水平，与其他国家或地区交流，分析各国优秀技术，吸取经验，这使得各国军事通信反映了跨区域性和战术适应性。

美国于20世纪70年代开始研究超短波跳频电台，并投入生产。福克兰群岛战争中英国使用分米波跳频电台，直接决定了战争的导向，这是英国继美国第一次在战争应用跳频通信技术。在海湾战争中，美国的跳频通信技术在军事领域取得巨大成效，它利用超短波跳频电台以及联合战术信息分布式系统，填补了各国在跳频通信研究领域的空白，是一次巨大的飞跃。20世纪90年代，Sanders公司将相关跳频技术应用到高速短波跳频通信系统中，该系统跳频的速率达到了5000h/s跳频的带宽为2.56MHz，其中的4800跳用来传输数据信息，剩余的200跳用来探测信道。由于该系统高速的跳频速率，同时配有高速的处理系统，使得该系统有着很强的抗干扰和抗截获的能力^[7]。

与此同时，自1996年我国研发出第一台短波跳频电台后，我国大力发展通信抗干扰技术，研发并量产多种跳频通信系统。虽然我国的拥有较为先进的技术，与外国相比，我国的通信技术还有一定差距。

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