差分跳频收发机的优化设计及抗干扰抗截获技术的研究与实现

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1、摘要摘要差分跳频技术凭借其高跳速、高数据传输率，自问世起便引起了强烈的关注，代表了短波跳频通信的发展方向。但异频干扰、窄带大功率干扰、跳频图案截获是其中三个关系到差分跳频能否实用化的关键问题。此外，传统差分跳频早迟窗同步系统在同步锁定时间和资源消耗仍需改进。由此，本课题基于差分跳频通信技术，针对早迟窗同步系统加以优化改进，同时分别设计了三种收发机来提高差分跳频的抗干扰抗截获性能。针对差分跳频系统中早迟窗同步性能的不足，对原有早迟窗同步系统进行优化设计。首先，通过减少早迟窗同步系统中FFT运算的个数，能大大降低整个系统的资源消耗。其次，采用非线性移动窗口，窗口偏移较大时，移动

2、步数较大，窗口偏移较小时，移动步数较小，这样既能缩短同步时间，又能提高系统同步精度；针对异频干扰，设计一种差分跳频频域加窗抗干扰接收机，在传统的差分跳频接收机的基础上，采用前置频域相关预加窗滤波的方法，根据G函数的相关性对下一跳可能出现的频点进行频域预加窗，把宽带接收的所有频点缩小到当前跳可能的几个频点，有效的提高接收机的抗干扰性能；针对单频瞄准窄带干扰，设计一种差分跳频抗窄带干扰接收机，基于频域反馈预加窗滤波接收机，结合干扰抑制的方法，提高接收机接收信号的信干比，能有效的提高差分跳频系统抵御窄带干扰的能力；针对差分跳频转移序列易被截获，设计一种差分跳频时变加扰收发机，通过

3、对原有的G函数进行加扰和时变处理，大大提高整个跳频序列的二维连续性，降低了第三方识别的可能性。根据所设计的实现方案，在MATLAB/Simulink环境下，利用SystemGenerator对所设计的模块进行建模和仿真验证；通过仿真测试结果，验证了模型的正确性；最后将所建的模型转化为硬件代码，在SP6平台上进行硬件测试。关键词：差分跳频；早迟窗同步；异频干扰；窄带干扰；序列截获I差分跳频收发机的优化设计及抗干扰抗截获技术的研究与实现AbstractDifferentialfrequencyhopping(DFH)technology,whichhasadvantagesof

4、highhoprateandhighdatarate,hasarousedgraveconcernsinceitsadvent.DFHrepresentsthedevelopmentdirectionofshort-wavefrequencyhoppingcommunications.However,differentfrequencyinterference(DFI),high-powernarrow-bandinterference,andfrequencyhoppingpatterninterceptedarethreekeyissuesrelatedtotherea

5、lizationofDFH.Inaddition,thetraditionalDFHsynchronizationsystembasedontheearly-laterwindowstillneedsimprovementintermsofsynclocktimeandresourceconsumption.Therefore,thisprojectimprovestheearly-laterwindowsynchronizationsystem,anddesignsthreetransceiverstoimprovetheDFHanti-jammingandanti-in

6、terceptionperformancebasedonDFHtechnologyofhybridfrequencyhopping.Toimprovetheearly-latewindowsynchronizationsystemofDFHbasebandinhybridfrequencyhoppingbaseband,wefirstreducethenumberofFFToperationintheearly-latewindowsynchronizationsystem,whichcangreatlyreducetheresourceconsumption.Second

7、ly,nonlinearearly-laterwindowisusedtomeetthesynclocktimeandsynchronouslockingprecision.Thecoarseadjustmentisusedwhenthetimeerroristoolarge,andthefine-tuningisusedwhenthetimeerrorisreduced.TocombatDFI,anewDFHreceiverbasedonfrequencydomaincorrelationpre-windowin