差分跳频通信系统机理与仿真(4)

-沈阳理工大学学士学位论文

和接收的有效性及可靠性。

2 差分跳频通信系统原理及组成

2.1差分跳频通信系统概述

2.1.1差分跳频通信系统分类

本文的研究对象是短波差分跳频通信系统，即工作于短波频段的差分跳频通信系统。差分跳频系统因其较强的抗干扰能力、抗截获能力和保密性能，传播数据速度高，能够满足联络通信的可靠性、高效性及抗干扰要求，在现代电子战争中具有独特的优势，在军事领域中有着极其广泛的应用。美国Sander公司的CHESS系统最突出的特点就是采用了差分跳频技术。

差分跳频技术是一种新型的通信技术。它与传统的技术最大的区别就在于图案的设计上。传统技术的图案是基于非线性伪随机码的，而差分跳频技术中的图案是基于有向图的。差分跳频系统根据差分跳频编码的对象不同可以分为两种：

1)载波差分跳频相位系统，是指采用对载波序列的相位进行编码的方法来携带数据信息，实现数据传递的通信跳系统。

在载波相位系统中，载波频率序列信号的检测路径是确知的，而且载波频率序列信号与载波相位数无关。差分跳频相位技术的这个性质可以带来以下优点：

①由于接收端图案是预知的，且相位编码算法不影响载波频率检测路径，因此，载波频率检测的复杂度大为减少，并能提高检测概率。

②由于载波相位生成函数与图案的随机性和频谱均匀性无关，所以对载波相位生成函数G的要求可以大为简化。

③载波差分跳频相位系统的图案的产生与传统跳频系统相同，仅取决于跳频序列指令（码发生器及频率表），所以它易于与传统系统兼容。

④系统在发送端的信号的产生，在接收端的解调、同步以及数据的接收过程，均可以用数字信号处理的方法来完成，这便于采用无线电技术来实现通信的功能。 2）载波差分跳频频率系统，是利用对载波序列的频率进行差分跳频编码来携带用户数据信息的通信系统。载波差分跳频相位的图案与用户数据符号无关，即图案是预知的，这使得解调算法极大地简化，从而极大地减少了系统的复杂度。但是正因为图案是预知的，它的抗干扰性能比载波差分跳频频率系统差些。因此本文主要讨论载波差分跳频频率系统，就简称为差分跳频系统（若无特别说明，文中所说的差分跳频系统均

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指载波差分跳频频率系统）。

在载波差分跳频频率系统中，当前发射频率是由当前发射数据和上一个发射频率决定的，这样发送的跳频序列与待传送的比特流结合到了一起。由于跳频序列的产生是基于有向图的各个频点之间具有一定的相关性，接收端可以利用他们之间的相关性重建某些因干扰而丢失的频率点，从而恢复出对应数据，所以系统不但拥有普通电台的优点，还具有很强的纠错能力。因此，差分跳频通信在现在的通信领域中有着广阔的发展前景。

2.1.2差分跳频通信系统基本特点

1)差分跳频体制是一种相关体制

差分跳频通过G函数变换［4］，使相邻或多率之间具有了相关性，其相关性携带了待发送的数据信息，接收端也是根据其相关性还原数据信息，所以也将这种体制称之为相关。在常规体制中，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体制

差分跳频的接收端无法预先知道每个时刻的发送端频率，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。在传统体制中，需要实现收发图案的同步。 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函数具备了产生图案的功能

差分跳频体制不需要设置专门的图案产生器，数据信息经G函数变换后，自动产生了图案，图案直接收发端数据流和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