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无线电通信,作为军队作战指挥的重要通信手段,由于其信息传输通道与敌对方共享而极易受到敌意干扰,具有通信的不稳定性。近几十年,以扩、跳频技术为主要抗干扰手段的通信方式在国内外军事无线通信领域得到了广泛应用。在无线电通信对抗双方相互对立,相互促进的发展演变过程中,通信方对跳频通信系统抗敌意干扰能力提出了更高要求。实际应用中,跳频通信系统大多采用基于快速跳频技术以及M进制频移键控(FFH/MFSK)技术的通信方式。本文从跳频通信技术特性出发,深入分析了跳频通信技术的抗干扰机理,针对敌意干扰环境下的FFH/MFSK通信系统,对系统收发信机间的同步捕获过程、通信信号干扰抑制方法等技术环节进行了研究。此外,对FFH/MFSK通信系统的综合抗干扰效能评估也作了相应分析和论述。
本文首先介绍了FFH/MFSK系统的特点与研究现状,分析并总结了FFH/MFSK系统需要进一步解决的一些关键问题,列出了本文的研究内容。
论文第二章研究分析了FFH/MFSK系统的抗干扰机理和实现关键技术。对系统信道容量、跳频点数、处理带宽、跳频速率、调制阶数、分集水平等技术参数间的制约,以及这些参数对系统抗干扰性能的影响进行了研究。
第三章研究了FFH/MFSK系统的同步问题,着重分析了FFH/MFSK系统在多音干扰以及部分频带干扰下的捕获概率和虚警概率,提出了一种稳健的快速跳频信号抗干扰捕获方法。理论分析表明,利用接收端已知跳频图案这一先验信息,该方法能有效提高FFH/MFSK系统在敌意干扰环境中的捕获性能,具有较强的抗干扰能力和稳健的捕获概率。针对FFH/MFSK系统信号检测中的门限选取问题,提出了一种跳频信号恒定虚警检测方法。
针对部分频带干扰和多音干扰这两种典型干扰信号,论文第四章提出了一种新的分集合并干扰抑制算法。该算法汲取了乘积合并和自归一合并的优点,进一步抑制了干扰信号对通信信号的影响,仿真分析表明,相同条件下,该方法有效改善了传统合并算法性能。利用频率直方图,提出了一种多音干扰抑制方法。该方法与信道编码联合使用可以使FFH/MFSK系统获得更好的干扰抑制效果。通过对接收机前端的少量改动,提出了一种差动抗干扰接收机,该接收机不影响系统原有干扰抑制算法的使用,可进一步提高系统在敌意干扰环境下的干扰容限。
论文最后部分研究了关于FFH/MFSK系统抗干扰效能评估问题。分析了针对FFH/MFSK通信系统的干扰与抗干扰博弈机制,构造了复杂敌对电磁环境下的FFH/MFSK系统指标评价体系,建立了针对FFH/MFSK系统的综合抗干扰效能评估模型。利用该模型,结合干扰识别技术,可根据不同干扰模式实时选取最佳通信方式,从而提高FFH/MFSK系统整体的综合抗干扰能力。