超短波跳频通信系统抗梳状谱干扰性能分析

陈 静，杨 明

(解放军91404部队，秦皇岛 066001)

超短波跳频通信系统抗梳状谱干扰性能分析

陈 静，杨 明

(解放军91404部队，秦皇岛 066001)

当前对付高速跳频通信最有效的干扰方式为梳状谱干扰，为深入分析超短波跳频通信抗梳状谱干扰的性能，分析了梳状谱干扰的基本原理，采用仿真方法重点研究不同干扰带宽、干扰样式条件下的抗梳状谱干扰能力，得到了相应的误码率曲线，为进一步的实装测试提供了仿真数据参考。

跳频通信；抗梳状谱干扰；误码率

0 引 言

军事通信与民用通信相比，抗有意干扰是其特殊要求。超短波跳频通信的抗干扰性能好,易实现,应用广，研究其抗干扰性能的实际应用价值高。超短波跳频通信的功率小,跳频速率高，跟踪式干扰已逐渐不能满足实际使用要求；而宽带阻塞式干扰的能量浪费大，梳状谱干扰较宽带阻塞式干扰的效率更高。因此，与常用的跟踪式、宽带阻塞式跳频干扰方式相比[1-2]，梳状谱干扰是高跳速通信的更有效干扰方式。

本文通过仿真分析，重点研究梳状谱干扰方式中，不同干信比、干扰带宽、干扰样式等参数对超短波跳频通信的干扰效果，对今后超短波跳频通信的具体应用具有一定参考意义。

1 梳状谱干扰原理

跳频通信原理可参考各种文献[3-5]，在此不再赘述。

梳状谱干扰的基本原理：首先对跳频信号进行侦察，获得跳频频段、频率值、频率数量、频率间隔等跳频信号参数；然后选择梳状谱干扰的频率数量、干扰频率、各干扰信号的带宽等参数，生成梳状干扰频带，使干扰“梳齿”覆盖跳频信号的各频率点频谱[6]，如图1所示。

从图1可以看出，梳状谱干扰的干扰功率更集中于跳频信号，没有阻塞干扰的跳频频率间隙内浪费的干扰功率，干扰功率的有效率高。对于频率等间隔的简单跳频通信，梳状谱干扰的实现较容易。

图1 对跳频通信梳状谱干扰示意图

2 仿真设计及结果分析

这里采用Matlab仿真了梳状谱干扰对超短波跳频通信的干扰效果[7]。本仿真采用干信比、干扰带宽、干扰样式3种主要梳状谱干扰参数，得到了不同干扰参数变化与跳频通信误码率间的关系曲线图。

跳频通信仿真参数：该仿真跳频信号覆盖的总带宽为8 MHz，所以选择其采样率为16 MHz。设置跳速500 跳/s，每跳信号的调制方式为二进制频移键控(BFSK)，符号速率为20 kbps，频偏为10 kHz，带宽为30 kHz，跳频频率集为128个频率点，相邻两跳之间留有200 kHz的保护带。

在梳状谱干扰方式下，干信比为0 dB(每谱线，下同)，覆盖带宽5 MHz，子信道间隔为250 kHz，子信道带宽为100 kHz，子信道的干扰样式为高斯滤波最小频移键控(GMSK)时，对跳频信号梳状谱干扰的时频分布如图2所示。

图2 对跳频信号梳状谱干扰的时频分布图

2.1 干信比与误码率关系

在干扰带宽5 MHz、子信道间隔25 kHz、每个子信道带宽50 kHz、子信道的干扰样式为GMSK条件下，干信比从-10 dB开始步进1 dB升至+15 dB，干信比与误码率关系如图3所示。

如果将误码率表示成lg形式，则如图4所示。

图3 干信比与误码率关系图

图4 干信比与误码率关系图(对数坐标)

从图3、图4可以看出，总体上干信比与误码率成正比，干信比越大则误码率越大。具体来讲，干信比与误码率关系主要分3种情况：干信比在0 dB以下，对应的误码率很小；干信比在0～10 dB之间，误码率增加幅度很大；干信比在10 dB以上时，误码率增加趋于平缓。图中误码率为0.1时对应的干信比为2 dB左右。

由此可见，干信比是影响梳状谱干扰对跳频通信干扰效果的重要参数，只有在满足一定干信比条件下(如0 dB)，梳状谱干扰对跳频通信才能产生较好的干扰效果。受技术、成本、使用等因素影响，实际的干扰机功率总有一定的上限。超短波跳频通信系统频率表内频率数量越大，需要的梳状谱干扰频率数量将越多，每一个“梳齿”的干扰功率则越小，超短波跳频通信抗梳状谱干扰的能力将越强。

从实际应用来看，超短波传输信道质量较好，可用频率数量多且易选择。因此，超短波跳频通信系统采用提高跳频频率数量的措施能有效对抗梳状谱干扰，尤其是跳频频率间隔宽度随机设置时更能增加梳状谱干扰的实现难度。

2.2 干扰带宽与误码率关系

在干信比为5 dB、子信道间隔25 kHz、每个子信道带宽50 kHz、子信道的干扰样式为GMSK条件下，干扰带宽从0.5 MHz开始步进0.5 MHz升至8 MHz，干扰带宽与误码率关系如图5所示。

图5 干扰带宽与误码率关系图

如果将误码率表示成lg形式，则如图6所示。

图6 干扰带宽与误码率关系图(对数坐标)

从图5、图6可以看出，总体上干扰带宽与误码率成正比，干扰带宽越大则误码率越大。具体来讲，干扰带宽与误码率关系主要分2种情况：干扰带宽在4.5 MHz及以下，对应的误码率增加幅度很大；干扰带宽在4.5 MHz以上，误码率增加趋于平缓。图中误码率为0.1时对应的干扰带宽为1.2 MHz左右。

可见干扰带宽也是影响梳状谱干扰对跳频通信干扰效果的重要参数，只有在满足一定干扰带宽的条件下，梳状谱干扰对跳频通信才能产生较好的干扰效果。但是，对干扰机来讲，干扰功率与干扰带宽是相互矛盾的2个参数，两者只有在取得一定平衡直至采用多部干扰机的条件下，才能达到有效的梳状谱干扰效果。

同理，跳频通信系统采用提高跳频频率数量的措施，能够增大梳状谱干扰带宽，分散其每个“梳齿”的干扰功率，达到有效对抗梳状谱干扰的目的。

2.3 不同干扰样式条件下的误码率分析

在干扰带宽5 MHz、子信道间隔25 kHz、每个子信道带宽50 kHz的条件下，子信道的干扰样式分别为GMSK和BPSK，干信比从-10 dB开始步进1 dB升至+15 dB，干信比与误码率关系如图7所示。

图7 2种干扰样式对应的干信比与误码率关系图

如果将误码率表示成lg形式，则如图8所示。

图8 2种干扰样式对应的干信比与误码率关系图(对数坐标)

从图中可以看出，在其它干扰参数相同的条件下，2种干扰样式具有相近的误码率——干信比变化趋势。在干信比小于0 dB时，两者对应的误码率均近于0；当干信比在0～5 dB之间时，BPSK的干扰效果要略好于GMSK；当干信比大于9 dB时，GMSK的干扰效果将好于BPSK。

3 结束语

本文通过仿真手段得到了梳状谱干扰的3种主要参数对超短波跳频通信的干扰效果(误码率)曲线，分析了超短波跳频通信抗梳状谱干扰的技术措施，为进一步的实装测试提供了仿真数据支撑和研究方向，具有较高的应用价值。

[1] 徐穆洵.通信对抗研究[M].嘉兴：中国电子科技集团公司第三十六研究所，2002.

[2] 王铭三.通信对抗原理[M].武汉：解放军出版社，1999.

[3] 罗勇.对军用跳频电台的通信侦察与干扰的研究与实现[D].长沙：国防科技大学，2005.

[4] 胡晓娇.跳频通信系统抗干扰性能研究及仿真分析[D].武汉：华中科技大学，2006.

[5] 查光明，熊贤祚.扩频通信[M].西安：西安电子科技大学出版社，1992.

[6] 姚富强.通信抗干扰工程与实践[M].北京：电子工业出版社，2008.

[7] 徐明远，刘增力.MATLAB仿真在信号处理中的应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2007.

Performance Analysis of Ultra-short Wave Frequency-hopping Communication System Antagonizing Comb Spectrum Jamming

CHEN Jing,YANG Ming

(Uint 91404 of PLA,Qinhuangdao 066001,China)

At present,the most effective jamming mode to high-speed frequency hopping communication is comb spectrum jamming.For further analyzing the performance of ultra-short wave frequency-hopping communication antagonizing comb spectrum jamming,this paper analyzes the basic principle of comb spectrum jamming,studies the anti-comb spectrum jamming capability under the conditions of different jamming band width and jamming style by using simulation method,gets the curve of corresponding bit-error rate,which provides simulation data reference for further practical installation test.

frequency-hopping communication;antagonizing comb spectrum jamming;bit-error rate

2015-02-04

TN975

A

CN32-1413(2016)06-0032-04

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2016.06.006