通信抗干擾工程與實踐-研究生課程-第二章

通信抗干擾技術工程與實踐2015年3月教學內容通信抗干擾概述跳頻通信工程與實踐直擴通信工程與實踐-2-通信網(wǎng)絡抗干擾基礎與應用通信抗干擾技術的新進展跳頻通信工程與實踐跳頻通信基本知識跳頻圖案的性能分析與檢驗跳頻處理增益對系統(tǒng)能力的影響跳頻信號損傷及其估算-3-實時頻率自適應跳頻跳頻通信抗干擾增效措施跳頻通信主要干擾威脅跳頻體制的特點及適用范圍4跳頻通信基本知識跳頻通信：通信雙方或多方在相同同步算法和偽隨機跳頻圖案的控制下，射頻頻率在約定的頻率表（集）內以離散頻率的形式偽隨機且同步地跳變。跳頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力主要體現(xiàn)在抗阻塞干擾和抗跟蹤干擾兩個方面原始信息跳頻頻率5跳頻通信基本知識跳頻通信系統(tǒng)示意圖6跳頻通信的穩(wěn)健性在沒有干擾的情況下，定頻通信能力比跳頻強。換頻時間內不能傳輸信息，通信效率比定頻低；由于跳頻同步誤差、各頻點靈敏度誤差等因素，跳頻信號在處理中收到的損傷更大，使得在無干擾和同等功率條件下跳頻通信距離一般比定頻通信距離縮短1/5；在戰(zhàn)場人為有意干擾環(huán)境下，跳頻通信具有一定的穩(wěn)健性。跳頻通信裝備即使在遇到一定干擾情況下，也能維持相應的通信能力；即使跳頻通信被有效干擾至通信中斷，也迫使敵方付出比干擾定頻通信多得多的代價。跳頻通信以跳頻擴展頻譜、系統(tǒng)復雜度和信號損傷為代價，換來抗干擾能力的提高。7跳頻信噪比與信干比無線通信必須保證其解調端達到一定的信噪比，才能正確解調。對于跳頻通信，各頻率通道上的噪聲、信道衰落、接收靈敏度等不盡相同，因此各頻點上的信噪比可能存在較大的差異；跳頻信噪比中值信噪比中值第i個頻率被使用的概率第i個頻點上的信噪比8跳頻可用頻率第一種和第二種模型中，各頻點的瞬時頻譜無交疊。某個頻點上的窄帶干擾不會對其他頻點產(chǎn)生影響；組網(wǎng)時發(fā)生頻率碰撞，只對相應的單個頻點形成干擾；頻率利用率相對低。第三種和第四種模型中，各頻點的瞬時頻譜出現(xiàn)交疊。網(wǎng)間干擾更嚴重頻率利用率更高9跳頻速率跳頻速率（跳速）：每秒鐘射頻頻率跳變的次數(shù)。低速、中速和高速跳頻。按照絕對跳速劃分：按照跳頻速率與信息比特速率的關系劃分：低速跳頻<100Hop/s中速跳頻<1000Hop/s高速跳頻>1000Hop/s低速跳頻

中速跳頻高速跳頻

10跳頻速率跳頻速率的選擇理論上，跟蹤干擾是跳頻通信的最大克星跟蹤干擾與抗跟蹤干擾是對抗雙方在速度域上的較量提高跳速的限制：信道機的反應時間，頻率合成器的反應時間，裝備成本等過高的跳速會引起頻譜濺射污染，

降低網(wǎng)間電磁兼容性能；如果采

用敵我雙方差異太大的過高跳速，

還容易暴露目標實踐表明，只要能做到正確地

跳頻組網(wǎng)和跳頻密鑰分配，有

效阻止敵方對跳頻目標網(wǎng)的偵察

分選，即使跟蹤干擾機的反應

速度高于跳頻通信的跳速，

也難以實現(xiàn)跟蹤干擾跳頻速率是抗跟蹤干擾的重要指標，但不是唯一指標！11跳頻同步12跳頻初始同步的需求跳頻初始同步被認為是跳頻通信系統(tǒng)的脆弱點跳頻初始同步的抗干擾性能比通信的抗干擾性能更為重要13跳頻初始同步跳頻初始同步實際上是通信雙方或多方消除相互之間頻率、時間二位不確定性的過程。在預先約定的固定初始頻率上定頻傳輸同步信息；在若干個跳變頻率上發(fā)送和掃描接收初始同步信息。為了組網(wǎng)和使用的需要，還有一些勤務信息需要在同步過程中一并傳輸。跳頻初始同步建立時間與工作頻段、跳頻速率、所用同步頻率數(shù)、數(shù)據(jù)速率和同步概率等有關一般短波跳頻初始同步建立時間為秒數(shù)量級，超短波及其以上頻段跳頻初始同步時間為毫秒數(shù)量級或更短跳頻初始同步概率（跳頻初始同步可靠性）跳頻初始同步概率是以一定的信道誤碼率為條件的，否則沒有意義。14跳頻同步維持跳頻同步維持（保持）時間。從跳頻初始同步建立完成到跳頻失步所需時間；跳頻失步一般定義為收發(fā)跳之間相對漂移1個（或1/3）跳周期。跳頻同步維持時間與跳周期和時鐘穩(wěn)定度有關。如跳周期為5ms，時鐘穩(wěn)定度為，則同步維持時間為41.66分鐘，如果按1/3跳周期計算，為13.8分鐘；對于一直傳輸數(shù)據(jù)的通信設備，尤其是群路通信設備，需要額外的同步過程（如若干跳插入一定的同步校正信息），以實現(xiàn)一次同步，長期維持。跳頻同步的維持性能還影響到跳頻鏈路增益及通信距離。15跳頻遲后入網(wǎng)同步跳頻電臺工作狀態(tài)有“在網(wǎng)”和“離網(wǎng)”。如某電臺與主臺之間實時時間的誤差在規(guī)定范圍內，則該電臺“在網(wǎng)”，否則“離網(wǎng)”；跳頻電臺從“離網(wǎng)”狀態(tài)進入“在網(wǎng)”狀態(tài)的同步過程，為遲后入網(wǎng)。與跳頻初始同步不同的是，“離網(wǎng)”電臺的實時時間已超出了可以進行正常跳頻初始同步的范圍，需要采取特殊的遲入網(wǎng)跳頻同步設計。遲入網(wǎng)跳頻同步的三種類型。點名式：主臺采用電子點名的方式檢查是否存在“離網(wǎng)”電臺，如有，則在預定的遲入網(wǎng)頻率上發(fā)遲入網(wǎng)同步引導信息；申請式：“離網(wǎng)”電臺在預定的遲入網(wǎng)同步頻率上向“在網(wǎng)”電臺發(fā)遲入網(wǎng)申請，網(wǎng)內主臺收到申請后，則在預定的遲入網(wǎng)頻率上發(fā)遲入網(wǎng)同步引導信息積累式：所有“在網(wǎng)”電臺在進行正常的跳頻通信過程中，每隔一定的跳數(shù)，在預定的頻率上發(fā)送一部分跳頻同步信息，“離網(wǎng)”電臺則在預定的頻率上逐步接收和積累同步信息，等收全所需的同步信息后，即實現(xiàn)了遲入網(wǎng)。16跳頻圖案跳頻圖案指在偽隨機碼的控制下，射頻頻率隨時間偽隨機跳變的規(guī)律，形成時間-頻率關系矩陣（時頻矩陣）。跳頻圖案是敵方偵察和破譯的重點目標之一一方面跳頻圖案需要呈隨機性，一方面需可控。跳頻圖案產(chǎn)生的一種原理過程：17跳頻圖案TOD（TimeofDay）是實時時間，PK（PrimaryKey）是跳頻初始密鑰（跳頻密鑰）TOD與PK運算后即形成一種流動密鑰，即一跳一密；實際中一般預設多組跳頻密鑰，供使用時選擇，但同一跳頻網(wǎng)內的各電臺必須使用相同的跳頻密鑰，跳頻密鑰的數(shù)量應與跳頻組網(wǎng)的數(shù)量相對應。偽隨機碼序列可以是M序列、m序列、Gold序列、Bent序列等，由系統(tǒng)要求予以選定。其狀態(tài)受TOD和PK的控制。復雜非線性變換完成偽隨機碼到頻率號一一對應的非線性運算，增加跳頻圖案的復雜度；完成由偽隨機碼碼長到頻率控制碼碼長的轉換，一般偽隨機碼碼長要大于頻率控制碼碼長。18跳頻圖案控制跳頻圖案的核心是偽隨機碼偽隨機碼一定會重復；跳頻碼序列不出現(xiàn)重復的最大序列長度為跳頻碼序列周期；跳頻圖案不出現(xiàn)重復的最長時間為跳頻圖案周期。如偽隨機碼碼長為n，跳周期為Th，則跳頻圖案周期為：如跳速為200Hop/s，n=32，則跳頻圖案周期為248.5天；如n=40，則跳頻圖案周期為176.7年；在實際戰(zhàn)術使用中，一次通信的時間遠小于跳頻圖案周期，而每次跳頻同步后跳頻圖案又從新的起點開始重新計算。19跳頻圖案：對跳頻圖案的戰(zhàn)術技術要求具有不可遞推性阻止敵方從跳頻通信當前頻率或若干頻率推算出下一個頻率；跳頻密鑰必須具有可預置性和運算后的流動性；跳頻圖案周期必須足夠長，一般要求大于數(shù)年，也不能在其周期中有小周期重復；跳頻圖案必須具有很好的隨機性（功率譜平坦）、一維均勻性（每個頻率出現(xiàn)的概率趨于相等）和二位連續(xù)性（任意兩個頻率連續(xù)出現(xiàn)的概率控制在一定的范圍內）。具有不可逆推性阻止敵方從跳頻通信當前頻率或若干頻率逆推出跳頻圖案算法和跳頻密鑰。跳頻圖案未必需要偽隨機碼的控制，如差分跳頻，但要滿足一定的約束關系。20跳頻信道跳頻信道與定頻通信中的信道即是頻道不同，跳頻通信的信道具有多維性，在同種跳頻通信設備和相同跳頻體制（跳頻控制、跳頻同步、調制方式、工作頻段、工作方式等相同）的前提下，要實現(xiàn)跳頻通信，至少頻率表、跳頻密鑰、網(wǎng)號、跳頻圖案算法等參數(shù)要相同，實時時間（TOD）在允許的誤差范圍內。跳頻信道至少包含頻率表、跳頻密鑰、網(wǎng)號、跳頻圖案和實時時間等參數(shù)，對應于一個跳頻通信網(wǎng)；因此可以定義跳頻信道是指完成跳頻通信所需的信道參數(shù)的集合；在實際中，不同用途跳頻通信設備的信道參數(shù)內容有所不同，由業(yè)務部門利用專門管理設備規(guī)劃，并由跳頻參數(shù)注入器向跳頻通信設備注入，操作員不必知道其具體內容，直接選擇跳頻信道號即可，使用方便。21跳頻實時時間及時差校對跳頻實時時間TOD是實現(xiàn)跳頻同步和控制跳頻起點頻率的主要參數(shù)，其本質是指各跳頻通信設備實現(xiàn)跳頻同步所需的機內相對定時。TOD與物理時間（或作戰(zhàn)時間）可以一致，也可以不一致。只要各跳頻通信設備的TOD值在跳頻同步允許的相對時差范圍內，就應該能順利實現(xiàn)跳頻同步，同步概率一般可達到95%以上，在允許的時差以外，也有可能實現(xiàn)跳頻初始同步，同步概率較低，但應可以能實現(xiàn)遲入網(wǎng)同步。跳頻同步允許的時差是描述跳頻同步的重要指標之一。根據(jù)戰(zhàn)術要求，該時差一般在幾分鐘到10分鐘范圍內。時差校正作戰(zhàn)之前，進行一次人工校正，按照北京時間預置設備的機內時間跳頻通信設備展開后，主要靠設備本身自動校正，如跳頻初始同步、遲入網(wǎng)同步等。如果跳頻同步不依靠TOD方式實現(xiàn)，可以采用衛(wèi)星授時、戰(zhàn)場統(tǒng)一授時等。跳頻通信工程與實踐跳頻通信基本知識跳頻圖案的性能分析與檢驗跳頻處理增益對系統(tǒng)能力的影響跳頻信號損傷及其估算-22-實時頻率自適應跳頻跳頻通信抗干擾增效措施跳頻通信主要干擾威脅跳頻體制的特點及適用范圍23跳頻處理增益算法修正跳頻處理增益的原有定義沒有說明的情況；可用頻率數(shù)與實際頻率數(shù)的不同。從理論上，可用頻率數(shù)表明了系統(tǒng)潛在的抗阻塞干擾能力，而在實際工程實踐正提到的頻率數(shù)往往是實際頻率數(shù)。跳頻處理增益算法修正

總之，跳頻處理增益都應該等于可用頻率數(shù)，如果用實際頻率數(shù)計算，需要乘以修正因子。24跳頻處理增益對系統(tǒng)能力的影響跳頻處理增益對抗阻塞干擾能力的影響在系統(tǒng)發(fā)射功率和組網(wǎng)能力一定的條件下，系統(tǒng)的抗阻塞概率主要依賴于跳頻處理增益；理論上，需要有效阻塞跳頻通信頻率表的N個頻率才能達到與干擾

定頻通信同樣的效果。實際上，和

時，抗阻塞干擾能力一般小于各自

跳頻總帶寬或總頻率數(shù)的1/3，

時還要低。這就是跳頻

干擾容限。在實際工程中，由于跳頻通信的頻率集一般是固定不變的，在受到阻塞干擾時，系統(tǒng)仍盲目地往干擾頻點上跳，形成“盲跳頻”現(xiàn)象。需采用其他增效措施，如自適應跳頻等。跳頻處理增益算法修正

25跳頻處理增益對系統(tǒng)能力的影響跳頻處理增益對抗跟蹤干擾能力的影響理論上，跳頻處理增益與系統(tǒng)的抗跟蹤干擾和組網(wǎng)能力沒有直接的關系；跳頻通信的抗跟蹤干擾能力主要與跳速、組網(wǎng)能力、跳頻圖案和跳頻密鑰等因素有關；實際上，較大的跳頻處理增益有利于提高抗跟蹤干擾能力：一方面跳頻頻率數(shù)越多，敵方對跳頻信號的偵察分選越困難；另一方面，跳頻頻率數(shù)越多，迫使干擾機有更大的干擾帶寬和更大的頻率集。跳頻處理增益對組網(wǎng)能力的影響無論采用何種跳頻組網(wǎng)方式，都要求有足夠的頻率數(shù)量，這是實現(xiàn)跳頻組網(wǎng)的基本前提。因此跳頻頻率數(shù)越多，越有利于跳頻組網(wǎng)和跳頻同步。跳頻處理增益算法修正26跳頻處理增益對系統(tǒng)能力的影響跳頻處理增益對反偵察性能的影響通信的反偵察性能主要體現(xiàn)在低檢測概率性能、低截獲概率性能和低利用概率性能等方面；低檢測概率（LPD：LowProbabilityDetect）性能是指信號能否被敵方偵察接收機發(fā)現(xiàn)的性能。一般而言，由于跳頻信號射頻跳變特征明顯，因此它基本不具備低檢測概率性能；低截獲概率（LPI：LowProbabilityofIntercept）性能是指信號在被敵方偵察接收機發(fā)現(xiàn)的基礎上，其信號特征和技術參數(shù)能否被分析和識別的性能。跳頻信號的LPI性能與跳頻圖案設計、同步信號偽裝設計、頻率表設計、跳速設計、頻率間隔設計、組網(wǎng)能力和參數(shù)管理等諸多因素有關，增大跳頻處理增益，提高跳頻率點數(shù)，有利于提高LPI性能；低利用概率（LPE：LowProbabilityofExploit)性能是指信號被偵察截獲后，其攜帶的信息和情報能否被還原和獲取的性能。從狹義上講，LPI性能是針對射頻而言，LPE系能是針對基帶信息而言，因此跳頻信號對LPE沒有貢獻，但從廣義上講，跳頻信號具有良好的LPI性能，把住了射頻關口，間接提高了LPE性能。跳頻處理增益算法修正跳頻通信工程與實踐跳頻通信基本知識跳頻圖案的性能分析與檢驗跳頻處理增益對系統(tǒng)能力的影響跳頻信號損傷及其估算-27-實時頻率自適應跳頻跳頻通信抗干擾增效措施跳頻通信主要干擾威脅跳頻體制的特點及適用范圍28跳頻圖案的性能分析與檢驗跳頻圖案的性能主要涉及到跳頻圖案周期、跳頻圖案復雜度和跳頻圖案的隨機性等指標。跳頻圖案復雜度分析工程上常采用基于移位寄存器的二進制偽隨機碼序列來產(chǎn)生跳頻碼序列。為了克服線性序列容易被破譯的弱點，應考慮采用非線性反饋循環(huán)移位偽隨機序列作為基礎序列。第一類非線性變換復雜度：產(chǎn)生偽隨機碼序列的復雜度。第二類非線性變換復雜度：復雜非線性變換的復雜度。跳頻處理增益算法修正29第一類非線性變換復雜度分析

30第一類非線性變換復雜度分析以n=7,m=3,包含8個頻點的跳頻碼序列為例。序列種類計算復雜度的偽隨機序列序列長復雜度偽隨機序列m序列44007M序列4085127跳頻碼序列m序列不考慮“TOD+1”44007考慮“TOD+1”30081506M序列不考慮“TOD+1”4085127考慮“TOD+1”30081502非線性偽隨機碼序列的復雜度遠遠大于線性序列；考慮TOD的因素，復雜度進一步提高。31第二類非線性變換復雜度分析第二類非線性變換是一個n-bit到m-bit頻率控制字的變換。有一定的非線性復雜度；對跳頻碼序列的隨機性、均勻性等性能不造成太大的影響。工程上常采用兩種方法：直接位變換法：對偽隨機碼序列進行一系列按位進行的線性、非線性復合運算；（變換復雜度為按位進行變換的步數(shù)的累加）非線性轉移矩陣法：

（變換復雜度為轉移矩陣行數(shù)與列數(shù)之積，單位：步）非線性轉移矩陣32跳頻碼序列綜合復雜度分析定義表征跳頻碼序列綜合復雜度的量綱為“級﹒步”，數(shù)值等于第一類變換復雜度與第二類復雜度的數(shù)值之積。序列種類序列產(chǎn)生方法復雜度一類變換（級）二類變換（步）綜合（級﹒步）跳頻碼序列m序列+直接位變換7×150627284634非線性轉移矩陣7×3=21221382M序列+直接位變換127×1502275150358非線性轉移矩陣7×3=214005834基于線性偽隨機序列產(chǎn)生的跳頻碼序列經(jīng)第二類非線性變換后，其綜合復雜度有一定的提高，對于兩種第二類非線性變化，復雜度沒有數(shù)量級的變化；雖然第二類非線性變換的轉移矩陣法的復雜度比直接位變換法的復雜度小，但它有利于數(shù)學分析，且易于擴展；非線性移位寄存器序列+復雜非線性變換產(chǎn)生的跳頻碼序列的線性復雜度較大，模擬表明，n=32時，其綜合復雜度可達到100億數(shù)量級。33跳頻碼序列的均勻性檢驗

分布概率統(tǒng)計次數(shù)事件出現(xiàn)頻率34跳頻碼序列的隨機性檢驗為了保證跳頻圖案具有不可遞推性，希望跳頻圖案具有較好的隨機性。理想隨機碼序列的功率譜是平坦的（白色的），而偽隨機碼序列的功率譜有波動，跳頻碼序列的功率譜越平坦，隨機性越好。功率譜估計的方法很多，包括：相關函數(shù)法最大熵估計法最大似然法周期圖法分段加窗離散傅里葉變換求平均功率跳頻通信工程與實踐跳頻通信基本知識跳頻圖案的性能分析與檢驗跳頻處理增益對系統(tǒng)能力的影響跳頻信號損傷及其估算-35-實時頻率自適應跳頻跳頻通信抗干擾增效措施跳頻通信主要干擾威脅跳頻體制的特點及適用范圍36跳頻信號損傷產(chǎn)生原因分析在獲得同樣通信性能的情況下，定頻通信距離比跳頻通信距離遠，即“跳頻損傷”。在理想情況下，當跳頻通信系統(tǒng)以相同的信號功率和信息速率工作于跳頻或定頻工作方式時，對相同的誤碼率指標要求，二者的通信距離相同，不存在跳頻損傷。以BFSK調制為例，如果理想同步，無換頻時間，跳頻帶寬內各頻點的發(fā)射功率和衰落相同，則解跳傳輸函數(shù)跳頻傳輸函數(shù)37跳頻信號損傷產(chǎn)生原因分析但存在如下的實際約束，使得跳頻損傷不可避免：頻率切換時間（包括頻率合成器和信道機的頻率跳變）非理想同步在整個跳頻帶寬內，各跳頻點上的信號功率波動各個頻率點上的接收靈敏度不同….換頻時間主要由頻率合

成器、濾波器、功放等

器件的響應速度所決定。過于陡峭的上升和下降沿

難以工程實現(xiàn)；如果切換時間過短，造成

頻譜濺射，對其他網(wǎng)臺將

形成干擾38跳頻信號損傷產(chǎn)生原因分析由于換頻時間的存在，跳頻通信系統(tǒng)必須在駐留時間內把整個跳周期的信息傳輸完畢。根據(jù)數(shù)據(jù)平衡原理，一個實際的跳頻通信系統(tǒng)必須滿足：定義跳頻數(shù)據(jù)平衡比：由于如下的原因，平衡比將更?。盒枰尤胍恍╆P于管理和控制的勤務信息；為了提高可靠性，有時再駐留期的兩端留有一定的保護時隙。跳頻信息比特速率原始信息比特速率當以相同的功率、通信距離分別工作于定頻或跳頻工作方式時，跳頻中每比特的信號能量必然小于定頻信號的每比特信號能量；39跳頻信號損傷比的理論估算

40跳頻信號損傷比的理論估算和工程測量如計算跳頻通信系統(tǒng)的損耗：上式計算僅僅考慮頻率切換的非理想性造成的系統(tǒng)損耗，沒有考慮同步誤差，功率波動，接收靈敏度等因素，因此可稱為跳頻通信系統(tǒng)損耗的下界。在實際工程測量中，可以通過如下兩種方法進行跳頻信號損傷的測量：室外測量室內測量跳頻通信工程與實踐跳頻通信基本知識跳頻圖案的性能分析與檢驗跳頻處理增益對系統(tǒng)能力的影響跳頻信號損傷及其估算-41-實時頻率自適應跳頻跳頻通信抗干擾增效措施跳頻通信主要干擾威脅跳頻體制的特點及適用范圍42實時頻率自適應跳頻如何進一步提高跳頻的干擾容限和抗阻塞干擾能力？由于可用頻率資源和系統(tǒng)帶寬的限制，難以做到更高的跳頻處理增益；盲跳頻問題。自適應跳頻技術（AFH）跳頻頻率表自動掃描建立跳速AFH數(shù)據(jù)速率AFH頻率AFH功率AFH實時頻率AFH：通過相應的自適應算法，在跳頻通信過程中自動探測和刪除受干擾頻點，使系統(tǒng)在無干擾或若干擾頻點上跳頻，從而提高系統(tǒng)的抗阻塞干擾能力。43實時頻率自適應跳頻實時頻率AFH基本處理過程干擾頻率檢測與估計；受干擾頻點刪除與替代；通知與應答。44實時頻率自適應跳頻受干擾頻率檢測與估計典型的基于二元假設的檢測與估計問題；已知發(fā)射信號S(t)有M個狀態(tài)（M個假設），對接收的信號（樣本值）進行處理（在時間范圍[0，T]）,根據(jù)某個準則，作出判決哪個為真，且可得到此判決為正確的概率。45假設檢驗的一個簡單例子46假設檢驗的一個簡單例子信源當假設H1為真時，產(chǎn)生信號+1；當假設H0為真時，產(chǎn)生信號-1。概率轉移機制一個獨立隨機變量n加在源輸出上，該隨機變量的概率密度為：47假設檢驗的一個簡單例子在本課程中都假設觀察空間是有限維的，這也是經(jīng)典檢測理論研究的范疇。這里觀察空間為：{-2,-1,0,1,2}48假設檢驗的一個簡單例子建立一個判決規(guī)則，使得觀察空間中的任意點都對應一個特定的假設。49二元假設的貝葉斯檢測算法尋求一種對樣本空間的劃分，使得判決的風險最小，這個判決準則即成為貝葉斯準則。(Bayescriteria)如先驗概率未知，代價，則為最大后驗概率準則：50實時頻率自適應跳頻受干擾頻率的替代算法從當前頻率表中選取無干擾頻率或若干擾頻率替代；從備用頻率表中選取理想的頻率。都要求保持跳頻圖案算法的隨機性和均勻性。受干擾頻率報告與應答條件：在頻率表中至少有一個或幾個以上頻率沒有干擾保證可靠信令傳輸，采用高冗余編碼等其他工程問題單工和雙工的實時頻率AFH處理實時頻率AFH處理的準確性同步過程對嚴重干擾的處理受干擾頻率數(shù)量超過AFH抗阻塞能力的處理實時頻率AFH抗截獲技術51實時頻率自適應跳頻性能分析干擾容限在實時頻率AFH中，能處理的受干擾頻率數(shù)為：此時的跳頻干擾容限與跳頻處理增益不構成直接的關系，也突破了常規(guī)跳頻“三分之一頻率數(shù)”干擾容限的范圍。受干擾頻率的處理時間指從檢測某個頻率收到有效干擾到該頻率受干擾信令正確傳輸完畢所需要的時間。該時間為一個隨機變量，與頻率檢測算法、跳頻頻率數(shù)、受干擾頻率數(shù)等因素有關。該時間包括三個部分：檢測時間應答時間信令傳輸時間52實時頻率自適應跳頻性能分析受干擾頻率的處理時間最大的檢測時間：最大的信令傳輸時間（假設只要一跳收到即可，最多有N-1跳受干擾）最大應答時間：

在受干擾頻點數(shù)為J時，

53實時頻率自適應跳頻性能分析

未受干擾頻率正確傳輸?shù)母怕?4實時頻率自適應跳頻性能分析自適應收斂時間仿真條件：跳數(shù)為250Hop/s，無干擾信道傳輸概率為1。收斂時間受頻率總數(shù)和受干擾頻率數(shù)有較大的影響。55實時頻率自適應跳頻性能分析抗阻塞干擾能力不考慮噪聲等對跳頻系統(tǒng)誤碼率的影響，AFH系統(tǒng)的近似誤碼率為：相對于常規(guī)跳頻，AFH的干擾容限增益為：

AFH抗阻塞干擾能力的提高是以增大頻域和時域資源開銷為代價。跳頻通信工程與實踐跳頻通信基本知識跳頻圖案的性能分析與檢驗跳頻處理增益對系統(tǒng)能力的影響跳頻信號損傷及其估算-56-實時頻率自適應跳頻跳頻通信抗干擾增效措施跳頻通信主要干擾威脅跳頻體制的特點及適用范圍57跳頻通信主要干擾威脅干擾的分類人為干擾與自然干擾，有意干擾與無意干擾；從技術上分為跟蹤干擾、阻塞干擾和多徑等其他干擾。跟蹤干擾是一種相關干擾，干擾信號特征與跳頻通信信號特征吻合或部分吻合，只是干擾的調制信號可以是熱噪聲、脈沖等。根據(jù)實現(xiàn)途徑的不同，分為波形跟蹤干擾、引導跟蹤干擾和轉發(fā)跟蹤干擾。波形跟蹤干擾原理：先在眾多跳頻網(wǎng)臺信號中分選出欲干擾的跳頻網(wǎng)，然后破譯其跳頻圖案，得到跳頻通信頻率的跳變規(guī)律以及跳頻信息，最后按其規(guī)律在每個跳頻頻率駐留時間內，同步地施放窄帶瞄準干擾。從時間和頻譜上都與跳頻通信每一跳的信號相重合，實現(xiàn)對波形的準確跟蹤。優(yōu)點：干擾功率集中，干擾的時間效率高，可達100%;缺點：需要偵察的先驗知識多，不易實現(xiàn)。目前未見使用波形干擾機的報導。58跳頻通信主要干擾威脅引導跟蹤干擾原理：只要出現(xiàn)一個跳頻通信頻率，立即引導干擾機在該頻率上實施干擾，偵察和引導干擾均在跳頻通信的一個駐留時間內完成，或先偵察和存儲需要干擾的跳頻通信頻率，然后只要這些頻率出現(xiàn)，則引導干擾機實施干擾。優(yōu)點：不需破譯跳頻圖案和進行網(wǎng)臺分選，技術簡單；缺點：由于偵察和引導需要占用時間資源，只能在駐留時間的后一部分進行干擾，效率可達70~80%。在跳頻技術實現(xiàn)時，盡量將有效信息安排在駐留時間的前一部分，后一部分盡量留出保護時隙；提高跳速。轉發(fā)跟蹤干擾原理：將接收的跳頻信號進行放大，并增加額外的噪聲調制信號，再發(fā)送出去。優(yōu)點：不需破譯跳頻圖案和進行網(wǎng)臺分選，技術簡單；缺點：接收、處理、轉發(fā)全部過程時間需小于駐留時間，實際中由于通信頻段信號復雜，大部分功率將被無用信號消耗，效果不佳。59跳頻通信主要干擾威脅阻塞干擾同時覆蓋全部跳頻通信頻率或部分通信頻率的干擾方式，為一種非相關干擾。分為寬帶或部分頻段阻塞干擾、梳狀阻塞干擾、跳變碰撞阻塞干擾和掃頻碰撞阻塞干擾等類型；寬帶或部分頻段阻塞干擾原理：先偵察欲干擾的跳頻通信的最低、最高頻率，再對跳頻通信的全頻段或部分頻段進行無縫隙的固定或輪流功率壓制干擾。優(yōu)點：不需太多的先驗知識，實現(xiàn)簡單，能獲得較好的干擾效果；缺點：容易干擾己方通信，干擾功率不夠集中，一般要采用功率合成甚至空間功率合成技術。60跳頻通信主要干擾威脅梳狀阻塞干擾原理：在獲得跳頻通信頻段信息的基礎上，還需知曉跳頻通信頻率表的頻率間隔，然后按照頻率間隔，針對全部或部分通信頻率同時進行固定或輪流的多頻點窄帶瞄準干擾，而非無縫隙的頻譜覆蓋。優(yōu)點：落在各通信頻率上的干擾功率更為集中，實現(xiàn)簡單；缺點：需要的先驗知識更多。跳變頻率阻塞干擾（頻率捷變干擾）原理：在獲得跳頻通信頻段信息的基礎上，采用比跳頻通信高得多的跳速，在跳頻通信的全頻段或部分頻段進行高速、均勻的偽隨機跳變，以實現(xiàn)對各跳頻頻率的碰撞干擾。優(yōu)點：干擾功率的利用率高；缺點：不能形成時間連續(xù)的阻塞干擾，突發(fā)錯誤長度為碰撞干擾時間掃頻阻塞干擾原理：在獲得跳頻通信頻段信息和頻率間隔的基礎上，在跳頻通信的全頻段或部分頻段，按照跳頻通信的頻率間隔，由頻率低端到高端進行掃描式干擾。61跳頻通信主要干擾威脅多徑干擾同一信源經(jīng)過多條路徑或多次反射、散射后形成的多徑信號到達同一接收點的時間（相位）不同而造成的干擾。多徑信號對跳頻通信的干擾主要體現(xiàn)在本跳信號經(jīng)多徑傳輸后先后落入接收端的本跳或后繼相同頻率的駐留時間內，形成干擾。對于常規(guī)的中低速跳頻通信，多數(shù)多徑信號的時延遠小于跳頻周期，多徑信號會落入本跳的駐留時間內。其他干擾民用無線電信號工業(yè)干擾自然干擾跳頻通信設備與其他軍用通信、雷達、導航等設備之間的干擾實踐表明，除了人為有意干擾，在常用短波、超短波和微波頻段，背景噪聲（干擾溫度）逐步增大，電磁環(huán)境呈現(xiàn)出一種非合作的不斷惡化的趨勢。跳頻通信工程與實踐跳頻通信基本知識跳頻圖案的性能分析與檢驗跳頻處理增益對系統(tǒng)能力的影響跳頻信號損傷及其估算-62-實時頻率自適應跳頻跳頻通信抗干擾增效措施跳頻通信主要干擾威脅跳頻體制的特點及適用范圍63跳頻通信抗干擾增效措施-抗跟蹤干擾提高跳頻組網(wǎng)及戰(zhàn)術使用能力提高跳頻通信的反偵察能力；提高跳頻網(wǎng)系應用能力；跳頻佯動、跳頻表優(yōu)化設置等戰(zhàn)術應用手段。適當提高跳速或采用變速跳頻策略在單網(wǎng)使用或點對點使用時，跳頻速率必須高于敵方跟蹤干擾機的最高跳速，稱為安全跳速；在網(wǎng)系工作條件下，跳速低于安全跳速，同樣可以抵抗跟蹤干擾，但跳速高于安全跳速最好；跳速或駐留期偽隨機變化，有利于破會敵方的偵察和跟蹤，但也涉及一系列的技術問題，如同步、變化率等。提高跳頻圖案的技術性能和使用水平跳頻圖案的設計應該使敵方難以從當前一段時間的頻率跳變預測未來頻率跳變規(guī)律；使用中，要正確設置、運用和區(qū)分訓練跳頻圖案和作戰(zhàn)跳頻圖案，并且作戰(zhàn)跳頻圖案應采用多種算法。64跳頻通信抗干擾增效措施-抗阻塞干擾采用空閑信道搜索技術（FreeChannelSearch）在通信之前，收端掃描約定的頻率探測信號，分析各頻率質量，刪除被干擾頻率，組成無干擾或弱干擾頻率構成的跳頻頻率表；信道掃描時間較長；系統(tǒng)在FCS和跳頻通信兩個狀態(tài)轉換，可能造成通信中斷；FCS與通信方式的適應性設計（如雙工或半雙工）；FCS的快速性設計，保證快速鍵鏈；FCS的隱蔽性設計；FCS探測結果的均勻性設計，保證較為均勻的跳頻頻率表。應用實例：法國的PR4G超短波跳頻電臺、瑞典的RL-400系列跳頻接力機采用實時頻率/功率自適應跳頻技術制約常規(guī)跳頻抗阻塞干擾的瓶頸：“盲跳頻”和“三分之一”干擾策略；實時檢測和刪除干擾頻率；實時頻率AFH與功率AFH相結合。65跳頻通信抗干擾增效措施-抗阻塞干擾采用頻域、時域二維處理技術在時域上固定頻域上不固定，或頻域固定時域不固定，以及時頻域都不固定的阻塞式干擾為動態(tài)阻塞干擾；如在時、頻二維域上檢測干擾存在的信息，在接收端進行二維聯(lián)合檢測和處理，提高系統(tǒng)性能。自動更換頻率表技術當跳頻通信系統(tǒng)在當前頻率表上工作達到極限狀態(tài)，系統(tǒng)自動產(chǎn)生并更換另一張新的工作頻率表，以擺脫當前的阻塞干擾；可認為是實時頻率AFH的一種擴展；需要考慮：對新頻率表自動生成，不能占用太多的系統(tǒng)資源，注意頻點分布的均勻性；新頻率表自動更換的判決和更換的時機。利用頻率冗余設計技術用多個頻率（多跳）傳輸相同的信息；受數(shù)據(jù)速率和跳速的限制，以犧牲數(shù)據(jù)速率或提高跳速為代價；66跳頻通信抗干擾增效措施-抗多徑干擾抗多徑干擾理論上，提高跳速，使駐留時間小于多徑時延；或者采用頻率冗余設計；但多徑時延在陸地移動通信系統(tǒng)中為微秒量級，在短波天波為毫秒量級，進一步提高跳速非常困難；其他措施：如直擴/跳頻混合體制，時頻域均衡技術，交織糾錯技術以及多種分集技術。提高功率對抗多徑干擾無作用。67跳頻通信抗干擾增效措施-共用增效措施選擇合適的調制方式調制方式的選擇：信道特性、適應頻率跳變、瞬時帶寬窄、頻率利用利用率高；接收機AGC作用有限，宜采用恒包絡調制，如FSK；由于不易提取相干載波，宜采用對頻差、相差不太敏感的非相干解調方式；常見調制方式：FSK、GMSK、-QPSK、MCPM等。寬間隔跳頻技術任一對時間相鄰的兩個跳頻頻率之間的頻率間隔必須大于某個固定值，以避免連續(xù)出現(xiàn)的頻率同受干擾，便于糾錯處理，提高系統(tǒng)誤碼率性能；核心問題是寬間隔跳頻碼序列的生成，由于有了寬間隔的約束條件，下一跳頻率只能從整個跳頻頻率集的子集中選取，所以隨機性能會受到影響，跳頻圖案的周期性也會受到影響。68跳頻通信抗干擾增效措施-共用增效措施增加可用跳頻頻率數(shù)針對抗阻塞干擾，提高抗跟蹤干擾能力；理論上，在干擾頻率數(shù)和跳頻可用頻率數(shù)一定的情況下，增加干擾功率將不再增加干擾效果；增加跳頻帶寬；在頻率資源一定的情況下，采用高效調制或降低數(shù)據(jù)速率，壓縮瞬時帶寬，增加可用頻率數(shù)。采用變間隔跳頻技術目前大多數(shù)跳頻通信設備都采用等間隔跳頻方式，給敵方的偵察和干擾帶來了方便；把頻率間隔設計為不相等，或不成整數(shù)倍關系，有望打破敵方的偵察和干擾體制。69跳頻通信抗干擾增效措施-共用增效措施采用交織與糾錯技術屬于信道編碼的范疇，可有效解決隨機錯誤和突發(fā)錯誤，達到時間（頻率）分集的效果；交織深度越大，編碼速率越低，糾錯能力越強，誤碼率越低，處理時延越大。采用功率對抗策略在功率自適應跳頻的基礎上，進一步加大功率，以提高抗認為有意干擾的性能，即硬抗能力；如干擾方突破了跳頻通信網(wǎng)的多重防線，最終對抗雙方體現(xiàn)為功率域上的較量，“狹路相逢勇者勝”；在使用中，無論是自適應調整功率或者是人工調整功率，都應遵循一個原則：在可以通信的條件下，發(fā)射功率越小越好，以提高己方的網(wǎng)間電磁兼容性能和對敵形成低截獲概率信號。70跳頻通信抗干擾增效措施-共用增效措施采用低數(shù)據(jù)速率傳輸手段在相同的信道容量、發(fā)射功率、通信體制及抗干擾體制、電磁干擾環(huán)境下，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率越低，每比特的信號能量越大，接收信噪比越高，抗干擾能力越強；有利于抗多徑干擾；有利于增加跳頻頻率數(shù)；但以提供維持戰(zhàn)場各作戰(zhàn)單元基本運轉所需的信息量為原則。采用直擴/跳頻混合體制在反偵察和抗干擾方面，由于采用了直擴，跳頻瞬時頻率的功率譜明顯降低，增加了敵方偵察的難度；但在頻率資源一定的情況下，直擴/跳頻體制的處理增益沒有提高；由于可采用多徑分集，抗多徑干擾能力明顯提高。其他增效措施盲源分離、自適應干擾抵消技術、多波束智能天線、跳頻參數(shù)戰(zhàn)場管控技術等。71跳頻通信抗干擾增效措施-小結電子反偵察抗跟蹤干擾抗固定阻塞干擾抗動態(tài)阻塞干擾抗多徑干擾抗白噪聲干擾網(wǎng)間電磁兼容正確組網(wǎng)√√√√√提高跳速√√變速跳頻√√跳頻圖案優(yōu)化√√√空閑信道搜索√√頻率自適應√√√功率自適應√√√√√時頻處理√√√更換頻率表√√√√√頻率冗余√√√√√時頻均衡√分集技術√√增加可用頻率數(shù)√