差分跳频通信系统机理与仿真(5)

在每跳携带的比特数一定的情况下，跳速越高，数据传输速率越高；在跳速一定的情况下，每跳携带的比特数越多，数据传输速率也越高。但是，由于短波空中信道群时延、色散等因素的影响，跳速并不能无限制地提高，其最高跳速为5000Hops/s数量级。

6)差分跳频系统存在误码传播的问题

正是由于差分跳频系统的频率跳变具有相关性，数据信息不仅与当前跳的频率有

7

-沈阳理工大学学士学位论文

关，还与前一跳或前几跳的频率有关，使得在收端某频率检测出现错误时，即使后续跳的频率检测正确，仍然出现误码，导致误码传播。为此，需要采取其它相应的技术措施。

7)差分跳频的出发点是提高数传速率

差分跳频系统的基本出发点是提高短波数据传输速率，而不是抗跟踪干扰和多径干扰，因为目前国际上短波实用跟踪干扰机的水平是几十跳/秒，且短波多径时延在毫秒数量级，抵抗大部分短波多径信号的跳速在1000跳每秒左右即可。 8)差分跳频的宽带频率选择十分困难

在差分跳频系统中，扩频信号是通过载波调制后CHESS系统的带宽大于2 MHz，占用频带太宽，即使采用频谱监测系统，但在短波频段同时找出64或256个干净的频率点并不容易，尤其是在夜间更为困难。并且频谱监测系统只能监测本地干扰情况,不能代表接收端干扰情况，远程的通信难以交互。

2.1.3差分跳频通信系统抗干扰性能

与常规抗干扰能力相对应，下面分别讨论差分跳频的抗跟踪干扰能力、抗阻塞干扰能力和抗多径干扰能力。 1)抗跟踪干扰能力

短波差分跳频形成了抗跟踪干扰的绝对优势，主要由于两个方面的原因：一是短波差分跳频实现了高跳速，远远大于干扰机的跟踪跳速，使得干扰椭圆相当小；二是由于完全随机的数据流控制图案，且图案不重复，使得干扰方难以预测路径。 2)抗阻塞干扰能力

短波差分跳频可以依靠较大的带宽，相应提高抗阻塞干扰能力，但干扰的门限效应与常规没有本质的变化；在常规中同频干扰形成威胁，在差分跳频中主要是异频干扰形成威胁，同频干扰只在与有用频率的相位相反时，才形成干扰威胁。 3)抗多径干扰能力

尽管差分跳频频率驻留时间小于多径时延，但本跳信号经多径传输后会以较大的概率落入后续跳中，当本率与后续跳的频率不相同时，会造成差分跳频频率检测的误判。所以，差分跳频体制本身并不能完全解决抗多径干扰问题，其机理也不同于常规。

8

-沈阳理工大学学士学位论文

2.1.4制约差分跳频跳速的因素

差分跳频通信系统克服了短波通信中的宽带受限，干扰严重，多径衰落等各种难点，是一项很有前景的新型技术，代表了新一代短波战术通信体制的发展方向。

在传统跳频同步体制中，制约的因素有多个方面，而差分跳频是一个新的体制，它具有高调速，异步等新特点。因此对传统跳频体制调速有影响的某些因素，如跟踪干扰机的速率，同步方案等，将不会对差分跳频的调速产生影响。但是其他一些因素，如信道机响应时间，频率合成器频率转换时间，仍然会对差分跳频的跳速产生影响。尤其在高跳速的情况下，短波信道影响更大一些。下面对影响差分跳频跳速的因素进行分析：

1）短波信道对跳速的制约

天波传播时，对每一条路径的电波射线来说,它要受到自由空间损耗、电离层吸收损耗、地面反射损耗以及系统额外损耗。前三项与工作频率密切相关，基本决定了一段时间内的可用带宽。自由空间损耗，频率越高损耗越大。电离层吸收损耗在一段内，频率越高，损耗越小。再综合的面反射损耗的影响，在一段时间内，单跳传播时2MHz带宽内的起伏约1dB~2dB。所以取2MHz带宽是最合适的。

对跳频通信来说，电离层的色散，将导致两方面的群延时作用。第一，是在每跳脉冲宽度来说影响较小，一般可以不用考虑。第二，是在跳与跳之间的群延时差，它使前后率之间发生混叠，是影响跳速的主要因素。

2)系统设备对跳速的制约

系统配置因素主要包括DDS和功放。DDS具有跳速可任意设定，频率步进值小和噪声性能好等优点，而且电路结构简单，体积小，调试方便。不足之处在于输出杂散丰富，最高输出频率受限。为满足差分跳频的要求，可以在DDS外围增加杂散抑制电路。这虽然会使系统调速受到一定的影响，但是随着DDS技术的发展，这一点是可以解决就解决的。因此DDS虽然是系统跳速的一个制约因素，但不是差分跳频系统最高跳速的决定因素。

在传统短波跳频同步中，功放的上升和下降时间一直是制约条岁的重要因素。例如对100W的功率输出，功率上升和下降的时间和是毫秒数量级，仅功放的响应时间就将跳速限制在几十跳/秒的范围内。所以，在差分跳频体制下，采用传统短波同步中的功放，实现高跳速是不可能的。如果采用宽带接收，则功放对跳速的制约就可大大减少。虽然宽带功放目前实现有相当的难度，但随着对短波带宽功放技术研究的深入，

9

-沈阳理工大学学士学位论文

宽带功放将不再是制约差分跳频系统跳速的一个因素。

2.1.5差分跳频通信系统组网性能

在差分跳频同步组网时，要求各网跳变频率采用相同的频率表、相同的规律和任一时刻的各网瞬时频率正交[28]。至少由于以下两个方面的原因，差分跳频难以实现同步组网：一是频率的随机跳变受随机数据和G函数的约束，难以通过人为干预，以实现规律相同和任一时刻的频率正交；二是由于差分跳频采用异步接收，各网又采用同一张频率表和相同的G函数，即使做到了任一时刻的频率正交，在同一时刻会出现满足G函数的非正常异频接收，从而导致网间相互干扰。所以，差分跳频能否实现同步组网，值得进一步研究。

在差分跳频异步组网时，各网的频率表、G函数和频率正交性没有约束关系[15]。主要分为两种情况。一是各异步网的频率表不相同，尽管差分跳频在异频接收时可能形成干扰，但由于此时各异步网G函数及其映射的频率表不同，各网当前频率只能在本张频率表中映射产生，当收到不同频率时，只要不在本频率表内，便不满足G函数正反变换的约束，因而不影响数据判决，也就不形成干扰。不过，这种方法需要占用大量的频率资源。二是用一张频率表组成多个差分跳频异步网，会出现相同G函数的部分有相同频率集，从而导致瞬间异频干扰。

2.2差分跳频通信系统基本原理

差分跳频技术是一种新型通信技术。它与传统跳频技术的最大不同之处在于图案的设计上。传统差分跳频技术的图案是基于线性伪随机码的，而差分跳频技术中的图案是基于有向图的。

差分跳频通信系统中采用数字化接收技术，与传统接收机的工作方式有本质的区别。传统接收机对信号的解调是设法获得同步的本地载波进行相干解调，这种方法显然不能满足高速系统的要求。由于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，接收端可以利用它们之间的相关性重建某些干扰而丢失的频率点，从而恢复出对应的数据，所以系统不但具有电台的优点，还具有很强的纠错能力

[15]

。差分

跳频技术采用异步方式，避免了短波高速电台中十分重要，困难的跳频同步问题，即收发两端不需要同时改变跳变频率。同步是传统跳频通信系统中很重要的一部分，无论是跳同步还是伪随机码同步都与TOD(TIME OF DAY)信息具有密切的关系。时钟的精确度还决定了系统的始终保持时间，因此传统的系统中都有很 …… 此处隐藏：1485字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……