超短波無線通信系統(tǒng)研究范文

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隨著信息技術(shù)的發(fā)展，跳頻保密技術(shù)自上世紀(jì)80年代誕生以來，就顯示出了巨大的應(yīng)用前景。由于在使用的過程中跳頻保密技術(shù)顯示出的保密性以及抗干擾性強等特點，使跳頻保密技術(shù)在軍事領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。短波通信也稱為高頻通信，超短波通信使用30MHz-300MHz的電磁波作為通信中介進行通信。在超短波無線通信系統(tǒng)的建設(shè)過程中使用跳頻技術(shù)具有十分重要的實踐意義。

1超短波通信的發(fā)展現(xiàn)狀

超短波通信指的是利用30MHz-300MHz的電磁波通過地球電離層反射進行的通信方法和通信方式，地球電離層在超短波通信中起著十分重要的作用。但是，我們也應(yīng)該認(rèn)識到利用超短波在進行通信的過程中，由于地球電離層具有多徑效應(yīng)、瑞利衰落等現(xiàn)象，這會對超短波通信的通信質(zhì)量造成不利的影響。在地球電離層的影響下，超短波通信的過程中，不時會出現(xiàn)強烈的噪聲以及干擾信號等諸多問題，對超短波通信系統(tǒng)造成了十分嚴(yán)重的影響。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，新技術(shù)在超短波通信中的應(yīng)用未解決在通信過程中存在的問題土工了新的思路和方法，例如，跳頻保密技術(shù)、信道平衡技術(shù)等等。這些技術(shù)的使用解決了超短波通信的質(zhì)量問題，使超短波通信質(zhì)量和傳輸速度得到了極大的提升，使得超短通信的服務(wù)能力不斷增強，適應(yīng)力得到了巨大的改善。

2跳頻通信技術(shù)的優(yōu)勢

跳頻技術(shù)是跳變頻率技術(shù)的簡稱，具體指的是在通信的過程中利用擴頻碼實現(xiàn)對移頻鍵進行有效控制，從而使載波頻不斷進行變換，實現(xiàn)通信的保密。使用跳頻保密技術(shù)的超短波通信與傳統(tǒng)常規(guī)通信相對比，表現(xiàn)出了十分優(yōu)秀的特點，這主要表現(xiàn)在以下幾個方面。首先，超短跳頻保密通信能夠抗阻塞式干擾以及跟蹤式的干擾。超短波通信系統(tǒng)只要在跳頻技術(shù)的的跳頻數(shù)目足夠多以及在跳頻技術(shù)的寬度范圍內(nèi)，就可以消除寬頻帶阻塞式干擾以及跟蹤式干擾，可以保證通信的安全。其次，跳頻加密超短波通信系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)常規(guī)通信系統(tǒng)具有保密性強的特點。跳頻保密技術(shù)可以實現(xiàn)在超短波通信的過程中跳頻系統(tǒng)載波的快速轉(zhuǎn)變。調(diào)頻無線通信系統(tǒng)在軍事上的使用，可以使敵人很難截取軍事信息，保障軍事安全。即使在通信的過程中被敵方截取了部分信息，但是，在通信的過程中跳頻圖案的隨機性，使敵人也無法對下一個頻點進行的預(yù)測，從而極大的提高了超短波通信的安全性和保密性。再次，利用跳頻技術(shù)的超短波保密系統(tǒng)。跳頻圖案在使用的過程中具有正交性的特點，利用這個特點在通信的過程中可以構(gòu)成跳頻碼的多地址系統(tǒng)，可以實現(xiàn)頻譜資源的共享。最后，利用跳頻作為保密技術(shù)的超短波通信系統(tǒng)的抗衰落能力比較強。在通信的過程中，如果跳變的頻率間隔要大于衰落信道的相關(guān)快帶，并且在這個過程中每一跳的駐留時間有時分段的情況下，就是的超短波跳頻通信系統(tǒng)具有了較強的抗衰落的能力。跳頻保密技術(shù)的衰落工作原理是：相鄰的跳變的頻差距夠大，而產(chǎn)生頻率選擇性衰落是一種窄帶現(xiàn)象，頻差大的頻率在同一時間產(chǎn)生衰落的概率是比較小的，頻率跳變到其它頻率上時，則可繼續(xù)保持通信。除此之外，超短波通信系統(tǒng)使用跳頻保密技術(shù)，可以實現(xiàn)能抗多徑，主要原理是到達通信接收機的主要路徑有兩條：一是直射波；一是反射波。二者之間的存在著一定的時差，在折射波被接收機接受時，如果接收機的頻率已經(jīng)轉(zhuǎn)換到別的頻率上，那么它就不會受到后來的折射波的干擾，從而實現(xiàn)了抗多徑的效果。跳頻保密技術(shù)在使用的過程中表現(xiàn)出了，抗干擾性強、頻譜利用率高、易于實現(xiàn)碼分多址以及兼容型好等特點在短波通信中的應(yīng)用日益廣泛，并為解決超短波通信的過程中各種缺點提供了技術(shù)支持。

3超短波跳頻通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1跳頻圖案跳頻圖案在超短波通信的過程中，反映了雙方在使用超短波進行通信中，雙方的載波頻率跳換的規(guī)律。跳頻圖案保證了在超短波通信的過程中，一方面通信方所發(fā)送的信息具有規(guī)律可循，在另外一方面確保了通信雙方之間的通信安全，通信內(nèi)容不會被別人偵知。在超短波通信系統(tǒng)中經(jīng)常使用的跳頻碼序列是M序列，M序列RS碼等設(shè)計的偽隨機序列。這些偽隨機序列在使用的過程中，主要是通過移位寄存器以及反饋結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的，在使用的過程中結(jié)構(gòu)比較簡單，而性能卻十分穩(wěn)定，可以比較快的失信通信雙方的同步。但是，如果出現(xiàn)人為干擾的情況，其抗干擾能力就會出現(xiàn)不足。

3.2同步技術(shù)與傳統(tǒng)的常規(guī)通信系統(tǒng)一樣，超短波跳頻通信技術(shù)在使用的過程中同樣也要實現(xiàn)通信雙方之間的載波同步、位同步以及雙方之間的幀同步。除此之外，在通信的過程中，由于在通信系統(tǒng)中載頻會隨著偽隨機序列進行變換，因此，為了實現(xiàn)通信雙方之間能夠進行順利地通信，收發(fā)機必須在同一時間轉(zhuǎn)換到同一頻率，這就要求實現(xiàn)通信跳頻圖案同步。跳頻通信系統(tǒng)對同步有兩方面的要求。一是，同步的速度必須要快；二是，同步的能力要強。目前在通信中使用的跳頻方法主要有精確時鐘法、同步字頭法、自同步法、FFT捕獲法等很多中，在通信的過程中也并不是單純的使用一種通信方法而是多種通信方法的混合使用。

3.3頻合器技術(shù)頻合器技術(shù)是通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，在大多數(shù)通信系統(tǒng)中實用的頻率合成器主要是PLL頻率合成技術(shù)。但是，該技術(shù)在使用的過程中，其轉(zhuǎn)換速度已經(jīng)接近該技術(shù)的極限。技術(shù)在改善的上的難度越來越大，并且在應(yīng)用的過程中分辨率比較低。為了進一步提高頻率的速度，形成了直接式的數(shù)字頻合技術(shù)。數(shù)字頻合器技術(shù)充分利用了數(shù)字技術(shù)，在使用的過程中具有高分辨率、頻率轉(zhuǎn)換時間短以及高輸出率的特點。

4結(jié)語

利用跳頻保密技術(shù)加強通信的安全性是超短波通信系統(tǒng)的發(fā)展方向，超短波通信保密技術(shù)系統(tǒng)的建設(shè)，可以維護通信系統(tǒng)的安全。

作者：周延起 單位：河北省人防218工程管理站