跳频通信系统
指挥信息系统跳频通信的干扰与反干扰
指挥信息系统跳频通信的干扰与反干扰1. 引言1.1 引言介绍指挥信息系统跳频通信的干扰与反干扰一直是军事通信领域的热门话题。
随着通信技术的不断发展，跳频通信系统在现代战争中发挥着越来越重要的作用。
随之而来的干扰问题也变得越来越突出，这对通信系统的稳定运行提出了严峻挑战。
为了更好地了解跳频通信系统的干扰与反干扰问题，我们需要先对跳频通信系统进行全面的概述。
本章将从跳频通信系统的基本原理、架构以及特点等方面进行介绍，为后续的分析奠定基础。
在深入探讨干扰机制之前，我们需要先了解不同类型的干扰对通信系统的影响。
干扰机制分析将有助于我们更好地理解干扰问题的本质，为制定有效的反干扰策略提供依据。
针对干扰问题，通信领域不断涌现出各种反干扰技术。
在本章中，我们将重点介绍一些常见的反干扰技术，并分析它们的优缺点，为读者提供更多应对干扰的选择。
跳频通信系统在军事、航空、航天等领域有着广泛的应用。
本章将从不同领域的实际应用案例出发，探讨跳频通信系统在各个领域中的具体应用情况。
我们将对干扰与反干扰技术的发展趋势进行展望。
随着技术的不断创新，干扰与反干扰技术也在不断演进，本章将对未来可能出现的新技术和趋势进行预测，为读者提供一个展望未来的视角。
2. 正文2.1 跳频通信系统概述跳频通信系统是一种通过在不同的频率上进行频率跳变来进行通信的技术。
在跳频通信系统中，发送端和接收端之间事先约定好一组频率序列，然后按照这个序列进行频率跳变，以达到通信的目的。
跳频通信系统具有抗干扰能力强、保密性好、抗截获性强等优点，因此在军事、民用以及商业通信领域都被广泛应用。
跳频通信系统一般由跳频发射机、跳频接收机、同步设备、控制系统等部分组成。
跳频通信系统的工作原理是发送端和接收端按照约定的频率序列进行频率跳变，以期在频率上的快速变化可以有效地减小外界的干扰，提高通信质量。
跳频通信系统在军事通信中应用较为广泛，其抗干扰能力强大可以有效应对各种形式的电磁干扰。
跳频通信系统培训_PPT_ 均衡
a h(kT t
n s
0
nTs ) —除第k个码元以外的其他码元产生的 不需要的串扰值，称为码间串扰。
时变
传播迟延
信道冲激响应
h(t, )
max(t)
信号经过多条路径到达，每条径的幅度和相位是随机的
考虑收发信机的移动性，信道是时变的，时变会带来频域弥散（多普勒 频移）
把无线信道建模为线性时变信道→时变信道的抽头延迟线模型
无线通信系统模型
s(t)
传输信号 多径通道
h(t)
+
x(t) 均衡 y(t) 解调
器
c(t)
噪声
信号
均衡前：
x t s t * h t n t
均衡后： y t x t * c t
s t * h t n t * c t
数字通信系统模型
信道编码 调制 基带发送 噪声和干扰 信道 RF部分
信道解码
同步、信道均衡 和解调 基带接收
RF部分
为什么会产生码间干扰
无线通信系统的移动台常常工作在一些如城市、山
区等存在高大障碍物的较为复杂的环境中，所以无 线信道的传输特性也随时随地发生变化，因此无线 通信的信道是典型的随参信道。
结束
yk
n
cr
n k n
1, k 0 0, k 1, 2,......, N
当k为其他值时，yk可能是非零值，构成均衡器输出端的残留码间干扰。
例1 设计三个抽头的迫零均衡器，以减少码间的干扰。已 知，r2 0 ， r1 0.1 ，r0 1 ，r+1 -0.2， r2 0.1 ，求三个抽头 的系数。 1, k 0 解：根据迫零均衡器必须满足 yk cn rk n n 0, k 1, 2,......, N 列出矩阵方程为
《跳频通信系统》课件
跳频通信系统的频率合成技术
高精度频率合成
为了实现高速跳变和减少邻道干扰，需要高精度的频率合成器来产生跳频信号。
低相位噪声频率合成
在跳频通信中，相位噪声对通信性能的影响较大，因此需要采用低相位噪声的频 率合成技术。
跳频通信系统通过在传输信息时 不断改变载波频率，以避开干扰 信号和保护通信内容不被窃听。
跳频通信系统具有抗干扰能力强 、保密性好、抗多径干扰等优点 ，广泛应用于军事、民用等领域
。
跳频通信系统的调制方式
调相（PM）调制
01
通过改变载波相位来传递信息，具有较好的抗干扰性能和较高
的频谱利用率。
调频（FM）调制
传输速率
跳频通信系统通过快速跳变频Hale Waihona Puke 来实现高速数据传输。跳频点数
增加跳频点数可以增加通信系统的传输速率，但同时也会增加系统 的复杂性。
调制解调方式
采用高效的调制解调方式可以提高跳频通信系统的传输速率。
跳频通信系统的功耗优化
功耗
跳频通信系统的功耗是评价其性能的重要指标之一。
低功耗设计
采用低功耗的硬件和软件设计可以降低跳频通信系统 的功耗。
未来趋势
随着物联网、智能家居等技术的普及，跳频通信系统将有更广阔 的应用前景。
跳频通信系统的应用场景
军事通信
用于军事隐蔽通信和无线电指挥。
民用通信
用于无线局域网、无线数传、卫星通信等领域。
物联网
用于智能家居、智能交通、智能农业等物联网应 用场景。
02
跳频通信系统的原理
跳频通信系统的基本原理
跳频通信是一种利用载波频率在 一定频带内快速跳变以实现抗干 扰和保密通信的无线通信技术。
跳频通信系统
跳/秒
这一跳变速率在工程上是可以实现的。 美国的JTIDS系统跳变 率已做到38 000跳／秒。
跳频速率和跳频数的确定
跳频频道数的确定
从抗干扰角度来看,跳频数N越大越好,因跳频系统的处理增 益Gp=N,但N大了则系统结构就比较复杂。
跳频用频率合成器分为直接式和间接式两种。
直接式频率合成器
直接式频率合成器用混频、分频倍频构成,既能产生很多频 这是一种“和频”/“分频”方案。 “和频”/“分频”式频率合成器是由 率又能快速跳变频率。 一些完全相同的“和频”/“分频”基本单元串接而成的。 一个可以产生4096个频率的频率合成器例子如图6-24所示。
200 MHz
÷4
双双 电平 混中触
带带 自自触 C3 C4
÷4
C1 C2
门门自 f1 f2 f3 f4 f1 f2 f3 f4 f1 f2 f3 f4
C1
到门门自 输解输输
C12 5.0 MHz方自 电平混中触
…
…
自相输 组组
C9 C10
自相输 组组 C11 C1 2
双双 电平 混中触
带带 自自触
设s1(t)为发送的跳频信号，有
s1 (t ) = m(t ) cos[(ω0 + nωT )t + ϕn ]
其中, n=0,1,2,…,N-1；
(6-79)
cos[(ω 0 + nωT )t + ϕ n ] 为输出的FH信号(令振幅A=1)；
ωT 为FH合成器跳变间隔,每跳持续时间为T,一般取 ωT = 2π / T ;
∆F ⋅ K ∆F 率总数与参考频率的数目(K)及混频的次数(A)有关,即为KA ∆f = =
《跳频通信系统》课件
跳频通信系统可 以适应各种复杂 的战场环境，提 高军事通信的灵 活性和适应性
无线电广播
广播电台：通过跳频通信系统 传输音频信号
广播接收器：接收跳频通信系 统传输的音频信号
广播频率：跳频通信系统可以 快速切换频率，避免干扰
广播覆盖范围：跳频通信系统 可以提高广播覆盖范围，扩大 听众数量
移动通信
跳频通信系统在移动通信中的 应用
跳频通信系统的组成
跳频器
功能：实现跳频 通信的核心部件
工作原理：通过 改变载波频率实 现信号传输
组成：包括频率 合成器、频率选 择电路、控制电 路等
应用：广泛应用 于军事、航天、 通信等领域
频率合成器
组成：振荡器、滤波器、放 大器等
功能：产生跳频信号
工作原理：通过控制振荡器 的频率，产生不同频率的信
信道容量：信道能够传输的最大信息量
信道噪声：信道中存在的干扰信号，影响信号传输质量
04
跳频通信系统的应用
军事通信
跳频通信系统在 军事通信中的应 用广泛，可以提 高通信的安全性 和可靠性
跳频通信系统可 以抵抗敌方的干 扰和窃听，保护 军事信息的安全
跳频通信系统可 以提供高速、大 容量的通信能力， 满足军事通信的 需求
号
应用：广泛应用于跳频通信 系统中，如无线通信、卫星
通信等
调制解调器
功能：将数字信号转换为模拟信号，或将模拟信号转换为数字信号 工作原理：通过改变载波频率来传输信息 特点：抗干扰能力强，传输速率高 应用：广泛应用于无线通信、卫星通信等领域
信道
信道类型：宽带信道、窄带信道、超宽带信道等
信道带宽：信道能够传输信号的频率范围
跳频通信系统的优势
抗干扰能力强：跳频通信系统能够快速改变频率，有效避免干扰 保密性好：跳频通信系统采用加密技术，提高了通信的安全性 传输速率高：跳频通信系统能够实现高速数据传输 适应性强：跳频通信系统能够适应各种复杂的通信环境
跳频测试实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解跳频通信系统的基本原理和特点。
2. 掌握跳频通信系统测试方法及步骤。
3. 分析跳频通信系统的性能指标，评估系统性能。
二、实验原理跳频通信系统是一种利用频率跳变技术实现信息传输的通信方式。
其基本原理是在通信过程中，发送端和接收端在预设的跳频序列上按一定规律跳变频率，从而实现信号的传输。
跳频通信系统具有抗干扰能力强、保密性好、频谱利用率高等优点。
三、实验装置1. 跳频通信实验平台：包括跳频发射机、跳频接收机、频率合成器、示波器、计算机等。
2. 实验软件：跳频通信实验软件。
四、实验内容1. 跳频通信系统基本参数设置：设置跳频频率、跳频速率、跳频序列等参数。
2. 跳频发射机与跳频接收机连接：将跳频发射机与跳频接收机通过射频同轴电缆连接。
3. 跳频通信系统测试：在跳频通信实验平台上进行跳频通信测试，包括以下内容：（1）测试跳频通信系统的频率跳变特性：观察跳频发射机与跳频接收机输出信号的频率变化情况，确保频率跳变符合预设要求。
（2）测试跳频通信系统的误码率：通过增加干扰信号，观察跳频通信系统的误码率变化，评估系统抗干扰能力。
（3）测试跳频通信系统的传输速率：观察跳频通信系统的传输速率，确保传输速率满足实际需求。
4. 数据分析：对测试数据进行整理和分析，评估跳频通信系统的性能指标。
五、实验步骤1. 连接跳频通信实验平台，设置跳频通信系统基本参数。
2. 将跳频发射机与跳频接收机通过射频同轴电缆连接。
3. 打开跳频通信实验软件，进行跳频通信测试。
4. 观察跳频通信系统的频率跳变特性，确保频率跳变符合预设要求。
5. 通过增加干扰信号，观察跳频通信系统的误码率变化，评估系统抗干扰能力。
6. 观察跳频通信系统的传输速率，确保传输速率满足实际需求。
7. 对测试数据进行整理和分析，评估跳频通信系统的性能指标。
六、实验结果与分析1. 频率跳变特性：实验结果显示，跳频通信系统的频率跳变符合预设要求，跳频频率在预设范围内变化，跳频速率稳定。
指挥信息系统跳频通信的干扰与反干扰
指挥信息系统跳频通信的干扰与反干扰指挥信息系统是军队作战指挥的关键系统之一，其通信系统的稳定性和安全性对于作战指挥具有至关重要的意义。
现代战争中频繁出现的电子战干扰使得指挥信息系统的通信频率频繁发生跳变，从而给作战指挥带来了严重的困扰。
针对指挥信息系统跳频通信的干扰与反干扰问题，进行深入的研究和分析，对于保障指挥信息系统的稳定通信具有重要意义。
随着电子战技术的不断发展，现代战争中的电子干扰手段越来越多样化和智能化，对指挥信息系统的通信频率实施干扰已成为一种常见的电子战手段。
在跳频通信中，干扰者可以通过各种方式对指挥信息系统实施干扰，主要包括以下几种形式：1. 频率扫描干扰：频率扫描干扰是指干扰者通过扫描一定频段的方式，对整个频段内的信号进行干扰。
在指挥信息系统跳频通信中，频率扫描干扰可以通过扫描整个频率跳变的范围，使得指挥信息系统无法正常进行频率跳变，从而使通信受到严重干扰。
2. 频率叠加干扰：频率叠加干扰是指干扰者在跳频通信频率上叠加大量干扰信号，使得接收端无法正常接收到有效信号。
频率叠加干扰对指挥信息系统的跳频通信具有极大的破坏性，往往会导致通信质量严重下降甚至完全中断。
3. 干扰信号伪装：干扰者可以通过发送与指挥信息系统跳频通信信号相似的伪装信号，使得接收端无法判断有效信号和干扰信号，从而导致通信质量下降。
以上种种干扰形式都对指挥信息系统的跳频通信构成了严重威胁，研究如何有效应对这些干扰形式，进行反干扰技术研究至关重要。
针对指挥信息系统跳频通信的干扰形式，进行有效的反干扰技术研究可以提高指挥信息系统的抗干扰能力，保障通信的稳定性和安全性。
在跳频通信的反干扰技术中，主要包括以下几种形式：1. 频率扩展：通过对跳频通信信号进行频率扩展，在频谱范围内增加信号的带宽，可以有效抵抗频率扫描干扰。
因为频率扩展后的信号对于频率扫描干扰具有更强的抵抗能力，可以提高系统抗干扰能力。
2. 信号处理技术：利用现代信号处理技术对跳频通信信号进行处理，可以提高信号的抗干扰能力。
跳频系统的设计与实现
III
沈阳理工大学学士学位论文
参考文献 ..................................................................................................................................32 附录 A 英文原文 ..................................................................................................................34 附录 B 中文翻译 ..................................................................................................................38
关键词：跳频通信系统；BPSK；Matlab；仿真
I
沈阳理工大学学士学位论文
Abstract
Frequency hopping communication system is a typical spread spectrum communication system, it is in military communications, mobile communications, computer, wireless data transmission and wireless local area network (LAN), and other fields has a very wide application, has become the current shortwave communication security is an important development direction. This paper introduces the basic working process of frequency hopping communication system, from the structure of the frequency hopping system composition, working principle, main technical index, the solution of the frequency hopping communication system and demodulation etc. This paper expounds the basic principle of frequency hopping communication, and the anti-jamming technology of frequency hopping communication system and its performance has carried on the simulation research. This paper analyzed theoretically the anti-jamming performance of frequency hopping communication system, its components include signal generating parts, send, receive, a sentence, a frequency hopping subsystem module of five parts, and take the BPSK system as an example, the use of Matlab simulation system realization of frequency hopping system simulation, simulation of a 64 jump frequency hopping system send system, analysis the simulation results reach the expected effect. Key words: Frequency hopping communication system; BPSK; MATLAB; The simulation
跳频通信系统(跳频序列)
S1=7G
0 7 3 10 6 2 9 6 1 8 4
S1=8G
0 8 5 2 10 7 4 1 9 6 3
*
*
由汉明相关得出的两个参数
。H(X)表示汉明自相关的最大旁瓣，即序列X与其自身平移之间重合次数得最大值，该参数影响系统的同步性能 ；
。H(X,Y)表示汉明互相关的峰值，即序列X与序列Y在任何时延下重合次数的最大值，该参数影响系统的抗干扰性能和多址组网性能。
*
*
游程的定义
设a={ai}为GP(p)上周期为L的周期序列，将其一个周期的元素（a0, a1, …aL-1）依次排列在一个圆周上，使得aL-1与a0相邻。设 ,则在这个圆周上，形如 的一连串码元相同的项，称为序列a={ai}的一个周期中的一个长度为m的 游程。 序列a={ai}的游程所具有的最大的长度mmax称为序列的最大游程长度。
*
跳频序列设计的要求（1）
添加标题
01
单击此处添加小标题
02
单击此处添加小标题
03
单击此处添加小标题
04
每一个跳频序列都可以使用频隙集合中的所有频隙，以实现最大的处理增益；
跳频序列集合中的任意两个跳频序列，在所有相对时延下发生频隙重合的次数尽可能少，也就是要求H(X,Y)越小越好；
跳频序列集合中的任意跳频序列，与其平移序列的频隙重合次数尽可能少，也就是要求H(X)越小越好；
跳频序列的作用及其研究内容
*
*
一些相关的定义
设有q个频隙可供跳频，形成频隙集合： 长度为L的某个跳频序列可表示如下： 设跳频网里共有u个用户，每个用户采用彼此不同的跳频序列，我们将u个用户使用的跳频序列集合记为 其中N为序列族中序列的个数。
跳频通信系统的原理及应用
跳频通信系统的原理及应用引言跳频通信是一种广泛应用于军事和民用通信系统中的通信技术。
它以其安全性和抗干扰性在现代通信领域扮演着重要角色。
本文将介绍跳频通信系统的原理及其在不同领域的应用。
一、跳频通信系统的原理跳频通信系统通过在时间或频域上频繁切换通信频率来减小被敌对干扰的可能性。
其主要原理如下：1.频率跳变：跳频通信系统通过定期改变通信信号传输的频率，使其在一段时间内在多个频率上进行传输。
这种频率跳变的方式大大增加了系统的隐蔽性，使被敌对干扰的可能性降低。
2.序列码技术：跳频通信系统使用序列码技术对传输的数据进行编码。
发送方和接收方都事先约定好相同的序列码，然后将编码后的信号发送出去。
接收方使用相同的序列码进行解码，以得到原始的数据。
3.调频技术：跳频通信系统使用调频技术将数字信号转化为模拟信号进行传输。
调频技术通过改变载波信号的频率来携带数字信号。
二、跳频通信系统的应用跳频通信系统在各个领域中都有不同的应用，以下是几个重要领域的应用示例：1. 军事通信跳频通信系统广泛应用于军事通信领域，主要用于提高通信的安全性和抗干扰性。
通过使用跳频技术，军队可以避免被敌对势力的监听和干扰，提供安全可靠的通信手段。
•保密通信：跳频通信系统的频率跳变和序列码技术使得军事通信更加难以被窃听，保护机密信息的安全。
•抗干扰：跳频通信系统的频率跳变和抗干扰技术使其能够在敌对环境中保持通信质量，在电子战等干扰环境中仍能有效传输。
2. 无线电频率分配跳频通信系统也适用于无线电频率分配问题，特别是在多用户场景下。
通过频率跳变和序列码技术，跳频通信系统可以将不同用户的通信信号进行分离，避免频率冲突和干扰。
•频率复用：跳频通信系统可以实现频率复用，通过在不同时间或空间上切换通信频率，将多个用户的信号分别传输，避免频谱资源的浪费。
•抗干扰：跳频通信系统通过频率跳变和序列码技术，可以抵御环境中的干扰，提高通信的质量和可靠性。
3. 蓝牙通信蓝牙技术是一种基于跳频通信的无线通信技术，广泛应用于近距离通信和数据传输领域。
通信系统学习-跳频系统的特点及其与直扩系统的比较
第4章 跳频通信系统
2. 跳频系统与直扩系统的比较 (1) 抗强的固频干扰。虽然直扩系统具有一定的处理增
益， 但对超过干扰容限的干扰就显得无能为力了；而跳频 系统是采用躲避的方法抗干扰，因而在抗强的固频干扰信号 时， 其性能优于直扩系统。
(4) “远—近”效应。“远—近”对直扩系统影响很大， 而对跳频系统的影响就小得多。
(5) 同步。由于直扩系统的伪随机码速率比跳频的伪随 机码速率高得多，而且码也长得多，因此，直扩系统的同步 精度要求高，因而同步时间也长，入网慢。直扩同步时间一 般在秒级，而跳频可以在毫秒级完成，因此，跳频系统优 于直扩系统。
第4章 跳频通信系统
4.7 跳频系统的特点及其与直扩系统的比较
1. 跳频系统的主要特点 (1) 具有较强的抗干扰能力。 (2) 易于组网， 实现码分多址， 频谱利用率高。 (3) 易兼容。跳频电台兼容性都很强，可在多种模式下
工作， 如定频和跳频、数字和模拟、话音和数据等。 (4) 解决了“远—近”问题。 (5) 采用快跳频和纠错编码系统用的伪随机码速率比直
第4章 跳频通信系统 (6) 信号处理。直扩系统一般采用相干检测，而跳频系 统由于频率不断变化，频率的跳变需要一定的时间，因而多 采用非相干检测。从性能上看，直扩系统利用了频率和相位 信息，性能优于跳频系统；但从实现来看，相干检测需要恢 复载波，必然会增加系统的复杂程度，恢复载波的频率和相 位的偏差，又会降低系统性能，在一些对设备要求严格的场 合，如移动通信等，就难以满足要求。
第4章 跳频通信系统 (7) 多网工作。直扩和跳频都具有很强的多址能力，频 谱利用率相对于单载波系统而言，可能会高些。就跳频和直 扩而言，跳频的组网能力较直扩强，频谱利用率较直扩高。 (8) 兼容。兼容是现代通信必须考虑的问题，而且是对 系统提出的一个重要的性能指标，在这个问题上，跳频比直 扩更为灵活。
跳频通信系统课件
目录
• 跳频通信系统概述 • 跳频通信系统的关键技术 • 跳频通信系统的性能分析 • 跳频通信系统的实现与仿真 • 跳频通信系统的应用与发展
01
跳频通信系统概述
跳频通信系统的定义
定义
跳频通信系统是一种通过快速改变无线电发射频率来传输信息的通信系统。
解释
在跳频通信系统中，发射机和接收机在预设的多个频率间快速切换，每个频率 上停留的时间较短，以实现信息的传输。这种方式提高了通信的抗干扰性和保 密性。
干扰类型
跳频通信系统能够较好地抵抗窄 带干扰、部分带宽干扰、多径干 扰等。
抗干扰措施
采用快速跳频、自适应跳频、频 率分集等技术，可进一步提高跳 频通信系统的抗干扰性能。
01
抗干扰原理
跳频通信系统通过快速跳变载频 频率，使得干扰信号难以跟踪和 定位，从而提高了系统的抗干扰 能力。
02
03
干扰参数
系统的抗干扰性能与跳频速率、 跳频带宽、干扰功率密度等参数 有关码产生原因
跳频通信系统的误码可能由噪声、多径效应、 同频干扰等因素引起。
误码性能指标
通过分析信号噪声比（SNR）、误码率与信 噪比关系等，可以评估跳频通信系统的误码
性能。
误码性能分析
常用的误码性能指标有误码率（BER）、帧 误码率（FER）等。
误码性能改进
采用前向纠错（FEC）、自动重传请求（ ARQ）等技术，可降低跳频通信系统的误码 率。
2
智能化跳频
智能化跳频是指根据通信环境的变化自 适应地调整跳频策略，以提高跳频通信 系统的性能。通过引入人工智能、机器 学习等技术，未来跳频通信系统能够实 现智能化跳频，自适应地应对各种复杂 通信环境。
跳频通信在电子对抗中的应用
跳频通信在电子对抗中的应用The Applications of the Frequency -Hop Communication System in Electronic Warfare电子01－2班陈贝摘要随着通讯、雷达和火箭技术的发展，以及它们在军事上的广泛应用，无线电干扰和无线电技术侦察在现代军事技术中越来越占据重要的地位并且已经成为保存自己、消灭敌人的重要措施之一。
本文简要介绍了电子对抗技术的由来，现状及其发展。
着重介绍了电子对抗中的通信对抗以及跳频通信系统在电子对抗中的应用。
跳频技术抗干扰能力强，抗截获能力高，在军事通信领域应用广泛。
随着高新科技的发展，越来越多先进的技术将应用到电子对抗中。
关键词：电子对抗，通信对抗，跳频系统，电子侦察，电磁场，干扰AbstractWith the development of communication, radar and rocket technology, and their sweeping applications in military courses, the radar jam and technical scout have been more and more important in modern military technology. They have been among the most important measures which are used to protect oneself and destroy the enemy.This paper simply introduced origin, status quo and development of the Electronic Countermeasures technology. The applications of communications countermeasures and Frequency-Hop Communications System in the Electronic Countermeasures have been emphasized. It has not only strong ability ofanti-jamming and anti-interception but also abroad applications in the field of martial communications for Frequency-Hop technology. With the development of high-new technology, more and more advanced technology will be applied to the Electronic Countermeasures.Key Words:Electronic warfare, Communication countermeasure, Frequency hopping communication system,Electronic reconnaissance, Electromagnetic field, Interference引言：昨日辉煌：电子对抗的历史由来与发展随着战争形态和科学技术的不断发展变化,电子战也成为了一定历史阶段的产物。
跳频系统
第六讲跳频系统6.1 跳频系统概述6.1.1 为什么要跳频通常我们所接触到的无线通信系统都是载波频率固定的通信系统，如无线对讲机，汽车移动电话等，都是在指定的频率上进行通信，所以也称作定频通信。
这种定频通信系统，一旦受到干扰就将使通信质量下降，严重时甚至使通信中断。
例如：电台的广播节目，一般是一个发射频率发送一套节目，不同的节目占用不同的发射频率。
有时为了让听众能很好地收听一套节目，电台同时用几个发射频率发送同一套节目。
这样，如果在某个频率上受到了严重干扰，听众还可以选择最清晰的频道来收听节目，从而起到了抗干扰的效果。
但是这样做的代价是需要很多额谱资源才能传送一套节目。
如果在不断变换的几个载波频率上传送一套广播节目，而听众的收音机也跟随着不断地在这几个频率上调谐接收，这样，即使某个频率上受到了干扰，也能很好地收听到这套节目。
这就变成了一个跳频系统。
另外在敌我双方的通信对抗中，敌方企图发现我方的通信频率，以便于截获所传送的信息内容，或者发现我方通信机所在的方位，以便于引导炮火摧毁。
定频通信系统容易暴露目标且易于被截获，这时，采用跳频通信就比较隐蔽也难以被截获。
因为跳频通信是“打一枪换一个地方”的游击通信策略、使敌方不易发现通信使用的频率，一旦被敌方发现，通信的频率也已经“转移”到另外一个频率上了。
当敌方摸不清“转移规律”时，就很难截获我方的通信内容。
因此，跳频通信具有抗干扰、抗截获的能力，并能作到频谱资源共享。
所以在当前现代化的电子战中跳频通信已显示出巨大的优越性。
另外，跳频通信也应用到民用通信中以抗衰落、抗多径、抗网间干扰和提高频谱利用率。
6.1.2 什么是跳频图案?为了不让敌方知道我们通信使用的频率，需要经常改变载波频率，即“打一枪换一个地方”似地对载波频率进行跳变，跳频通信中载波频率改变的规律，叫作跳频图案。
通常我们希望频率跳变的规律不被敌方所识破，所以需要随机地改变以至无规律可循才好。
但是若真的无规律可循的话，通信的双方(或友军)也将失去联系而不能建立通信。
fhss
利用跳频图案的的正交性可构成跳频码分多址系统，共享频谱资源，并具有承受过载的能力。
跳频系统为瞬时窄带系统，能与现有的窄带系统兼容通信。即当跳频系统处于某一固定载频时，可与现有的 定频窄带系统建立通信。另外，跳频系统对模拟信源和数字信源均适用。
一种用RF载波在大量RF信道上跳频实现扩频的技术，它用随机或伪随机代码确定使用通道的序列。
同DSSS一样，FHSS使用一个PN码。但是它不是将PN码调制到RF载波上，而是用这个PN码确定离散频率的次序。 这些离散频率就成了RF载波。本质上，FHSS是一个RF系统，在这个系统中，RF载波不断跳变（这也是它名字的由 来），从一个频点跳到另一个频点（在给定的频率范围内）。
图2慢跳变FHSS系统跳频示意
图2中，Bb=2/Tb，Tc=3Tb，B RF=8Bb。数据调制器根据二进制数据信号选择两个频率中的一个，即每隔T b 秒数据调制器从两个频率中选择一个。频率合成器有8个频率{f 1，f 6，f 7，f 3，f 8，f 2，f 4，f 5}可供 跳变，每传送3个比特后跳变到一个新频率。
谢谢观看
பைடு நூலகம்
图1 FHSS通信系统的简化方框示意
FHSS通信系统与常规通信系统 比较
FHSS通信系统与常规通信系统相比较，最大的差别在于发射机的载波发生器和接收机中的本地振荡器。在常 规通信系统中这二者输出信号的频率固定不变，然而在跳频通信系统中这二者输出信号的频率是跳变的。在跳频 通信系统中发射机的载波发生器和接收机中的本地振荡器主要由伪随机码发生器和频率合成器两部分组成。快速 响应的频率合成器是跳频通信系统的关键部件。跳频通信系统发信机的发射频率，在一个预定的频率集内由伪随 机码序列控制频率合成器由一个跳到另一个。收信机中的频率合成器也按照相同的顺序跳变，产生一个和接收信 号频率只差一个中频频率的参考本振信号，经混频后得到一个频率固定的中频信号，这一过程称为对跳频信号的 解跳。解跳后的中频信号经放大后送到解调器解调，恢复出传输的信息。假设数据调制采用二进制频移键控调制， T b是一个信息码元比特宽度，每T b秒数据调制器输出两个频率中的一个。每隔T c秒系统输出信号的射频频率 跳变到一个新频率上。若T c>T b，这样的频率跳变系统称为频率慢跳变系统。现举例说明频率慢跳变系统的工 作过程，如图2所示。
跳频通信技术的研究及分析
跳频通信技术的研究及分析摘要：跳变频率扩频通信，简称跳频通信，它作为扩频通信的一个子分支，继承了扩频通信的所有优点，而且其抗干扰的能力更要优于其他几种扩频方式，尤其是能有效的躲避跟踪式干扰和瞄准式干扰。
更重要的是，跳频通信还具有以下几个方面的优点：优良的多址组网能力使得频谱资源的利用率增加，有效地节省了频谱资源；频率快速跳变使得频率分集能够对抗信号的衰落以及避免信号延迟引起的多径干扰。
关键词：跳频通信;扩频;抗干扰;频谱;前言：在现代生活中，无线通信显得越来越重要，在某些特殊的环境中，有线通信难以得到实施，而无线通信由于建立连接迅速、自由灵活、能够跨越自然或人为障碍等优点，被广泛应用于海、陆、空通信中，特别是对移动中的目标进行指挥控制时，无线通信甚至成为唯一的通信方式。
但是由于无线通信电波传输信道的空间开放性，发射和接收信号都是在复杂且暴露的的电磁环境中进行，将会导致信号的传输会受到自然环境或者是人为的干扰，使得无线通信质量下降甚至中断。
因此为保护己方无线通信正常且高质量而进行的通信对抗必不可少了。
1.跳频通信的特点跳频系统由于不同时刻本地载波处于不同的频率上，所以每一时刻跳频信号都处于不同的跳频信道，这样能有效地摆脱干扰，实现抗干扰的目的。
跳频接收机通常采用非相干包络检波方式进行数据的解调。
其主要特点如下：1.1由于跳频序列的随机变化，导致跳频频率的变化也是随机的，所以只要敌方无法获得我方所使用跳频序列，就无法跟踪到我方的跳频频率，因此跳频通信就具有一定的保密能力。
1.2跳频载波频率的快速跳变，能够有效的对抗选择性衰落及多径衰落。
1.3跳频系统从总体上来看是在整个频带内进行跳变，属于宽带系统；但在每个跳频时刻又可以看做是瞬时窄带系统，所以它不仅可以与宽带系统进行通信，当其跳频频率处于某一固定的值时，也可以与窄带系统建立通信，所以跳频通信具有很好的通信兼容性。
而且，模拟数据信息和数字数据信息都可以运用跳频通信技术对其进行跳频调制实现达到抗干扰的目的。
通信系统学习-跳频系统的发送端
第4章 跳频通信系统
4.4.2 常用的非相干跳频系统
跳频系统：快速跳频（FFH）、中速跳频（MFH）和慢 速调频（SFH）。
快慢的划分： ■一种是将跳速(Rh)与信息速率(Ra)相比较来划分：若跳 速Rh大于信息速率Ra，即Rh＞Ra，则为快速跳频；反之，Rh ＜ Ra, 则为慢速跳频。 ■一种以跳速来划分： SFH： Rh的范围是10～100 h/s； MFH： Rh的范围是100～500 h/s； FFH： Rh大于500 h/s。
第4章 跳频通信系统
由图可见， 为了达到1×10－3的误码率要求， 需要降低 mJ/N或增大冗余度。 为了达到要求的1×10－3误码率，在采 用三中取二判决时， 由曲线查得mJ/N不能大于0.019， 因此 发送频率最少应为N=100/0.019≈5260个。 这时每个数据比 特用三个频率发送， 接收机解跳后信号带宽为6 kHz， 所以 射频带宽应为
Pe
=
mJ N
(4-13)
式中mJ为功率大于或等于信号功率的干扰数目； N为系统使 用的跳频数目。
第4章 跳频通信系统
为了改善误码率， 可以增加多余度， 即用多个频率传 输一个比特的信息。若按多数判决准则,则误码率可近似为
k
∑ Pe = Ckx pxqk−x x=r`
(4-14)
式中: p=mJ/N， 称为独立试验错误概率， 即一个频率传输的 错误概率；q=1－p， 为独立试验无错误概率， 即一个频率 传输的无错误概率；k为发送一个数据比特用的频率数目； r为使一比特数据错判所必需的错误频率数。
Bc=5260×6×103=31.56 MHz
第4章 跳频通信系统
虽然这时满足了1×10－3误码率的要求， 但射频带宽超 出容许值(10 MHz) 。若再增加冗余度，每数据比特用5个频 率发送，按五中取三准则判决。由图4-11可知，为满足 1×10－3误码率要求，mJ/N=0.047，频率数N=100/0.047= 2130个。 由于现在接收机中频信号带宽变为10 kHz， 所以 射频带宽为
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跳频器
跳频系统中的数字调制（FSK/MSK）
对频差和相移不敏感 恒包络调制，AGC的限幅作用对误码率影响不大 峰平比低，对HPA的线性要求不高 频谱效率低，适宜慢跳频和低调制速率系统 抗白噪声能力优于MASK，较MPSK差 解调在一个周期内积分，抗脉冲干扰的能力强 可用前向纠错的办法克服部分频带干扰 抗多径方法：编码与交织结合、宏分集、增大调制阶数 （通常不大于8）、提高跳速并用微分集。
电磁波波谱
扩频通信的概念
扩展频谱技术是用比信号带宽宽得多的频带宽度来传 输信息的技术。扩频通信是将待传送的信息数据用伪随机 编码(扩频序列：Spread Sequence)调制，实现频谱扩展后再 传输；接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理，恢 复原始信息数据。是一种宽带的编码传输系统。 扩 扩频通信方式与常规的窄带通信方式的区别：
科技史上最美女人
“比我聪明的都没我漂亮，比我漂亮的都没我聪明。”
她既是性感的艳星，也是伟大的 科学家
本名海德维希·爱娃·玛丽娅·基 斯勒（Hedy Kiesler Markey）
美籍奥地利人，6次失败婚姻
灵感来自钢琴
电影有限，技术永恒
福布斯旗下的《美国发明与科技 遗产》杂志曾经以海蒂为封面
跳频技术之母----海蒂·拉玛（Hedy Lamarr）
通信方（抗干扰）与干扰方的博弈
多网、引诱、ECCM
有线资源的带宽是无限的 无线资源的带宽是有限的
窄带系统 （1）拓展高频段 （2）压缩信息带宽 （3）高性能的编码与调制技术
宽带系统 扩频技术或CDMA技术 复用与多址 单载波与多载波 单天线与多天线
跳频技术之母----海蒂·拉玛（Hedy Lamarr）
频率合成器从接受指令开始建立振荡到达稳定状态的时间叫 作建立时间；稳定状态持续的时间叫驻留时间(记作TD)；从 稳定状态到达振荡消失的时间叫消退时间。从建立到消退的 整个时间叫作一个跳周期（记作Th）。建立时间加上消退时 间（实际上还有无功率输出时间）叫作换频时间。只有在驻 留时间内才能有效地传送信息。
理论先导----
1948年6月到10月，香农在《贝尔系统 技术杂志》上连载发表了《通信的数 学原理》。1949年，香农又在该杂志 上发表了《噪声下的通信》。这两篇 论文为信息论奠定了基础。
由于在信息科学领域的卓越贡献，香 农被称为“信息论之父”。
Shannon公式给出了信道容量与带宽和 信噪比之间的关系。
空号----{
f1'
，f
' 2
，
f
'，…}
3
TBR-2000背负式超短波跳频电台
解决的问题
抗干扰：自然干扰 非人为敌意干扰 多址干扰 人为敌意干扰
反侦察、抗截获
1970年代末产品定型
1980年代逐步推广（特征）
短波低速跳
少量超短波中低速跳
1982年马尔维纳斯战争 英国
1989年美国入侵巴拿马 200部SINCGARS
（1）信息的频谱扩展后形成宽带传输； （2）用扩频码序列来展宽信号频谱； （3）相关处理后恢复成窄带信息数据。
自然干扰（非人为干扰） 非敌意的人为干扰:
多径干扰、多用户干扰、环境噪声干扰、其
它电台的干扰等。
敌意的人为干扰: 1）单频干扰(固频干扰) 2）窄带干扰 3）脉冲干扰、梳状干扰 4）跟踪瞄准式干扰 5）转发式干扰 6）宽带阻塞式干扰 7）升空干扰、智能化干扰
图案本身的随机性要好，要求参加跳频 的每个频率出现的概率相同。随机性好， 抗干扰能力也强。周期要长。
保密性要强，密钥量要大，要求跳频图 案的数目要足够多。这样抗破译的能力强。 各图案之间出现频率重叠的机会要尽量的 小，要求图案的正交性要好。这样将有利 于组网通信和多用户的码分多址。
跳频图案同步需要时间和频率二维搜索
BURST
Bn || fn
Bn-1 || fn-1
……
B1 || f1
动因
主要应用领域
无线革命的兴起
市场需求的驱动
解决的问题
容量（频谱利用率） 抗干扰：自然干扰
非人为有意干扰 多址干扰
移动通信：GSM 短距离无线通信：HomeRF 保密通信 广播
Bluetooth
WLAN
1.2
跳频通信是通信双方或多方在相同同步算法和伪随机跳频 图案算法的控制下，射频频率在约定的频率表（集）内以 离散频率的形式伪随机且同步地跳变。射频在跳变过程中 所覆盖的射频带宽远远大于原信号带宽。 从实现通信技术来说，“跳频”是一种用码序列进行多频、 选码、频移键控的通信方式，即用为码序列构成跳频指令 来控制频率合成器，并在多个频率中进行选择的频移键控， 是一种码控载频跳变的通信系统。 跳频通信采用主动躲避方式，是对抗无线电干扰的有效手 段（干扰方式与效果），称其为无线电通信的"杀手锏"。
跳频频率相同 跳频序列相同
跳频图案同步
跳频的时刻相同（即同步，但允许存在一定的误差）
跳频图案同步
只是跳频图案相同； 跳频图案及跳频频率一致的情况； 跳频图案、跳频频率以及跳频起止时刻完全一致
慢跳频对抗定频干扰
fL
fH
跳频信号
干扰信号
快速跳频通信可对抗跟踪瞄准式干扰
工作时间
fL
工作频率 fH
跳频信号
跳频系统中的MFSK调制与解调
跳频系统中的PSK调制
对频差和相移较敏感 AGC的限幅作用对误码率影响较大 对HPA的线性要求不高 频谱效率较高，可用于快跳频系统 抗白噪声和部分频带干扰的能力较强 常用DQPSK或π/4DQPSK方式
跳频系统中的特殊调制
在系统带宽一定的情况下，采用高效的调制制度(如 MQAM)，可以增加频点数。
1 跳频(FH)通信系统概述
刘乃安
Contents
1.1引言 1.2跳频通信系统的组成原理 1.3跳频通信系统的重要指标 1.4跳频通信系统的关键技术 1.5跳频通信系统的发展方向
1.1
❖ 跳频通信是扩频通信的一种重要方式
❖ 跳频通信的起因主要是面向抗干扰的控制系统 ❖ 跳频通信的历史具有戏剧性，应用具有广泛性
跳频 器
同步系统
跳频器由频率合成器和跳频指令发生器构成 跳频器输出的跳变的频率序列，就是跳频图案（时频矩阵） 利用伪随机发生器或软件编程来产生跳频指令 跳频单元称为载波保护单元CPA(Carrier Protect Assemble)
发送端的载波频率 受一组快速变化的PN 码控制而随机跳变
接收端本振受同一 PN码控制且同步跳变
1914.11.9 奥地利维也纳
父亲：犹太银行家 母亲：钢琴家
1931 德国
第一部电影：《街上的钱》
1932 世界首位全裸出镜明星
捷克斯洛伐克电影：《神魂颠倒》（Ecstacy）
1937 逃往巴黎 好莱坞 艺名
参演25部戏：50岁时演《霸王妖姬》
6位丈夫
军火大亨曼德尔(Fritz Mandl)、作家吉恩·马基、 英国演员约翰·洛德、乐队指挥欧内斯特·斯托 弗、石油商人霍华德·李、律师刘易斯·鲍尔斯
克劳德. 艾尔伍德. 香农 (Claude Elwood Shannon 1916—2001)
第一个实用跳频通信系统----BLADES
1955年研制
1963年试验
海军指挥舰 Mt.Mckinley
编码器为每一比特信号独立选择两个新频率，由即 将发送的数据比特来决定使用两个频率中的哪一个
频率集：
传号----{ f1 ， f2 ， f3 ，…}
慢跳频跳频图案
快跳频跳频图案
跳频通信条件
与定频通信相比，跳频通信的载波频率一直在跳变。 工作中，发方以相当快的速率（跳速）改变频率，收方必 须与发方同步地改变频率，双方才能保持通信。也就是说， 跳频通信时，收发双方必须采用同一种跳频图案且时间同 步。
跳频电台之间要成功地进行跳频通信，收发双方必须 同时满足三个条件（缺一不可）：
在混沌通信系统中，常用 CSK（混沌移频键控）， DCSK（差分混沌移频键控），FM-CSK 等调制方式。
相对跳速： 慢速跳频SFH：在每个跳频间隔内存在多个调制码
元，系统中最短的不间断波形是数据码元，即Rh小于Rb
快速跳频FFH：每个调制码元间隔内存在多次频率跳
变，系统中最短的不间断波形是跳频波形，即Rh大于Rb 。
跳频速率不同，抗干扰性能不同，复杂程度和成本也不同。 不同频段的信道特性和频率资源制约跳速，存在极限跳速。 过高跳速会产生频谱溅射污染，不利于网间电磁兼容。 跳速是抗干扰的重要但非唯一指标，要综合考虑。
1966,1991 偷窃商店
2000.1.19 去世 奥兰多
跳频通信专利----保密通信系统
专利号“2，292，387
申请时间：1941.6.10 授权时间：1942.8.11
音乐家乔治·安泰尔(George Anteil)
欧洲先锋派作曲家 钢琴家：《飞机奏鸣曲》《爵士奏鸣曲》《机器之死》
1940年初 制作飞机导航系统 .
TOD PK
+
伪随机序 列产生
跳频序列周期 Pk 2n
跳频图案周期TPRG Pk Th
一次通信的时间远 小于跳频图案周期
跳
复杂非线 频率 频率
频
性变换 控制字 合成器 图
案
不可递推性 不可逆推性
核心单元和关键技术： 伪随机序列发生器 频率合成器
跳频序列
用来控制载波频率跳变的地址码序列称为跳 频序列
为了尽可能减少邻近干扰，频率间隔应选择为1／Th，这 样频率 fi的谱状零值正好处于fi +1／Th的峰值处，即为fi +(1 ／Th)，构成频率的正交关系。 跳频频率数为N，跳频带宽为
BRF=N(1／Th)