頻保密技術(shù)在超短波無線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

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摘要：超短波無線通信系統(tǒng)的優(yōu)勢就在于創(chuàng)設(shè)靈活、應(yīng)用迅速，能夠很好地適應(yīng)各種不同的環(huán)境，故而獲得了各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。其中，跳頻保密技術(shù)在這里展示出了良好的抗干擾性以及超強的隱蔽性特點。文章概述了超短波通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，并分析了跳頻保密技術(shù)的優(yōu)勢，介紹了其作為超短波無線通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：跳頻保密；超短波；無線通信系統(tǒng)；應(yīng)用研究

隨著我國科技事業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，對超短波通信系統(tǒng)的性能要求也愈發(fā)的嚴苛。特別是在現(xiàn)代市場中“高技術(shù)戰(zhàn)爭”領(lǐng)域，“電子戰(zhàn)”的競爭也越來越激烈。若要確保通信鏈路的安全性與可靠性，通信系統(tǒng)及設(shè)備就一定要具有很強的抗干擾能力與抗測向能力[1]。超短波通信即高頻通信，以頻段范圍為30MHz至300MHz的電磁波作為通信的媒介實施通信，在系統(tǒng)的創(chuàng)設(shè)階段應(yīng)用跳頻保密技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。

1跳頻保密技術(shù)在超短波無線通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

跳頻保密技術(shù)自誕生以來，之所以能夠取得迅速的發(fā)展態(tài)勢，關(guān)鍵在于跳頻保密技術(shù)自身擁有的突出優(yōu)勢，而這些特征正是非常契合超短波無線通信環(huán)境下對于抗電子干擾的要求[2]。毫無疑問，跳頻干擾和反干擾屬于相互矛盾又相互制約的關(guān)系，同時，兩者卻也推動了彼此的發(fā)展。雖然跳頻保密技術(shù)下的通信不用擔心來自單頻和多頻的干擾，但仍需要規(guī)避跟蹤式干擾。在有線通信的范圍，權(quán)衡到一方面擴建需耗費巨額的投資，另一方面無線通信又能夠當成有線通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)急形式，故而跳頻保密技術(shù)正是一條值得無線通信系統(tǒng)構(gòu)建的考慮路徑。當前，在某些對信息保密要求非常高的部門或政企單位，采用跳頻保密技術(shù)作為其內(nèi)部通信，能夠取得不錯的信息保密的效果，究其原因在于跳頻保密技術(shù)的被截獲幾率非常低。無論是在軍用通信亦或民用通信，跳頻保密技術(shù)在無線通信中都有著非常廣泛的發(fā)展前景，國內(nèi)外對這一課題都相當重視[3]。從國內(nèi)外近些年的發(fā)展態(tài)勢來說，跳頻保密技術(shù)的通信主要有幾個層面的發(fā)展路徑：一是其跳速越來越高；二是跳頻序列日臻優(yōu)化；三是朝著全數(shù)字化發(fā)展；四是向著自適應(yīng)跳頻保密通信技術(shù)的發(fā)展。

2跳頻保密技術(shù)在超短波無線通信系統(tǒng)中的優(yōu)勢

2.1保密性強

由于跳頻保密技術(shù)系統(tǒng)載波具有快速跳變的特點，使另一方無法截獲通信信息。即使被截取了某一環(huán)節(jié)的載波頻率，也會因為跳頻頻點具有很強的偽隨機特征，使得截取方也不能預(yù)測到接下來會跳到哪個頻點上。

2.2抗衰落

抗衰落的工作原理為，假使相鄰跳變的頻差非常大，而形成的頻率衰落屬于某一個窄帶現(xiàn)象，頻差大的頻率在同一階段出現(xiàn)的衰落情況是非常小的，頻率跳變至別的頻率時，那么則能夠維續(xù)正常的通信。

2.3抗干擾

基于跳頻保密情況下的無線通信系可以很好的實現(xiàn)抗頻帶阻塞式干擾。但是，此類抗干擾需要在條件具備下才能夠得以限制。例如，在頻點數(shù)目足夠多，能夠滿足在跳頻頻域占一定寬度時方可實現(xiàn)抗頻帶阻塞式干擾。

2.4抗多徑

跳頻保密技術(shù)之所以可以完成抗多徑，是因為它可以預(yù)先設(shè)計接收機的兩條信號方向，即直射波和反射波，這兩條路徑會存在相對的時延差。某一個信號路徑波到達接收機時，假使設(shè)備的頻率已跳至其他的頻率，那么此時接收機就能夠避免后至信號路徑波的干擾，滿足一定程度上抗多徑的需求。

3跳頻保密技術(shù)在超短波無線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

3.1跳頻圖案

跳頻圖案需要滿足幾個層面的要求：①任何跳頻圖案都能夠應(yīng)用頻隙集合的全部頻隙，以完成最大限度的處理增益；②任何兩個跳頻圖案在一定時延之下出現(xiàn)頻隙重合盡量少；③為了達到多址通信，則需要序列數(shù)量盡量多；④跳頻圖案所實現(xiàn)電路較為簡單。

3.2同步技術(shù)

同步技術(shù)設(shè)計的優(yōu)劣程度不僅直接影響到通信系統(tǒng)性能的好壞，還會直接影響到通信系統(tǒng)是否可以有序工作和是否可以體現(xiàn)跳頻保密技術(shù)應(yīng)有效果。因此，同步技術(shù)應(yīng)當具備以下幾個標準：首先，同步創(chuàng)設(shè)的過程必須要快；其次，同步技術(shù)的設(shè)計系統(tǒng)本身具備很好的抗干擾水平；再次，同步技術(shù)具備十分強的隱蔽程度與抗偵察程度，最后，同步技術(shù)能夠達到通信系統(tǒng)的組網(wǎng)標準，以及“再同步”的性能要求。

3.3頻率合成器

跳頻保密技術(shù)中的頻率合成器在通信系統(tǒng)中屬決定性的部件，其總跳變頻率及其速率都直接影響了通信系統(tǒng)的抗干擾水平。自工作原理的邏輯而言，跳頻保密技術(shù)的合成器和常規(guī)的合成器并未有顯著的差別，然而其主要有兩層面的特性。一方面主要是受到序列的左右，數(shù)量的增加其頻率也會進一步變寬，因而通信系統(tǒng)的處理增益程度也就更大；另一方面就是可以最大限度地快速切換頻率，進而可以讓通信系統(tǒng)能夠非常快速地完成頻率直接的轉(zhuǎn)換，最終規(guī)避與外界環(huán)境的干擾。整體而言，跳頻保密技術(shù)對頻率合成器的要求非常嚴格，比常規(guī)的設(shè)備苛刻很多。由上可知，對頻譜純的輸出有很大標準，能夠選擇的頻率數(shù)（N）特別之大，跳變快、頻率的直接鎖定時間非常小、指令的切換速度非常快等。一般而言，基于跳頻保密技術(shù)的頻率合成器主要可分為直接式與間接式兩種。

4仿真分析

在對跳頻保密技術(shù)的碼的擇取上，本文采用混合混沌序列的形式予以加密。并通過Matlab對超短波無線通信系統(tǒng)實施仿真，首先創(chuàng)設(shè)每一個系統(tǒng)部分的模型框圖，如圖1所示。該混沌擴頻序列所形成的偽隨機序列的碼元時間非常長、且具有很強的復(fù)雜度，運用在超短波無線通信系統(tǒng)中具備穩(wěn)定、可靠的優(yōu)點。

5結(jié)語

綜上所述，無論是民用通信或軍用通信中，超短波無線通信都在應(yīng)急性通信技術(shù)都起著至關(guān)重要的共用。而跳頻保密技術(shù)作為無線通信中綱領(lǐng)性的抗干擾技術(shù)，一直以來就在超短波通信電臺中獲得廣泛應(yīng)用。在跳頻保密技術(shù)領(lǐng)域，頻率合成器是其中受到廣泛關(guān)注的研究議題，因而，在研究應(yīng)用跳頻通信中，非常有必要制造出低相位噪聲、低雜散、小頻率間隔以及能夠極快改變時間頻率合成器，這對跳頻通信的發(fā)展有重要的現(xiàn)實意義。通過超短波無線通信系統(tǒng)實施混沌跳頻序列的保密通信仿真分析可以得知，形成的混沌序列非常適用于所創(chuàng)設(shè)的跳頻保密技術(shù)，該技術(shù)不僅更容易實現(xiàn)，且保密性能也較為優(yōu)異，值得推廣與普及。

作者:林振華 單位:廣州海格通信集團股份有限公司

參考文獻：

[1]侯小強.超短波跳頻通信系統(tǒng)的信道均衡技術(shù)研究[J].信息與電腦,2011,12(12):56-58

[2]彭偉明.跳頻通信中的抗干擾同步算法研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2011,35(12):224-225