1、基于信息驅動的跳頻通信系統新方案    摘要：跳頻通信系統抗干擾能力強，易于組網，可在多種模式下工作，兼容性好，廣泛應用于抗干擾通信系統，但是傳統跳頻通信系統的頻譜利用率低。信息驅動跳頻通信方案利用信息數據取代傳統跳頻系統中的跳頻序列，大大提高了頻譜利用率，但抗定頻干擾能力較差。在此基于信息驅動跳頻思想，結合糾錯編碼技術，提出了一種基于信息驅動的跳頻通信新方案。理論分析和仿真結果表明，新方案的抗定頻干擾能力明顯提高。關鍵詞：跳頻；信息驅動跳頻；抗定頻干擾；頻譜利用率0 引言    跳頻技術以其優越的性能在抗干擾通信中得到廣泛

2、應用，它能在惡劣的環境下進行安全可靠的通信。在傳統的跳頻通信系統中，通信雙方預先約定一個偽隨機序列和可用頻率集，發送端的載頻按照某種偽隨機序列跳變，接收端的本振頻率在同樣的偽隨機序列控制下與發送端同步跳變，從而實現抗干擾通信。    傳統的跳頻通信系統頻譜利用率低。為了提高頻譜利用率，可在傳統跳頻通信系統中引入多維調制技術，也可將跳頻技術與高效編碼調制技術結合。文獻提出了一種跳頻通信新方案，它基于信息驅動跳頻(Message-Driven Frequency Hopping，MDFH)思想，實現跳頻通信。M-DFH系統的頻譜利用率比現有跳頻通信系統有了很大提高，但

3、抗定頻干擾的能力較差。    本文基于信息驅動跳頻思想，提出了一種基于信息驅動的跳頻通信新方案，與文獻相比，新方案的抗定頻干擾能力明顯提高。1 信息驅動跳頻    與傳統的跳頻通信系統不同，在MDFH系統中，發送端載頻的跳變不是按照預先約定的PN碼序列，而是取決于傳送的基帶信息，即用部分基帶信息決定載波頻率的跳變。    假設f1，f2，fNc)為可用頻率集，其中Nc(Nc為2的整次冪)為可用頻率數，令：        所以每Bcb二進制信息可以

4、從Nc個可用頻率中選定一個。    假定碼元符號集共有M個碼元符號，則每個符號可用Bs=log2 M比特表示。通過Ts和Tb分別表示碼元周期和每一跳持續時間，可以求出每一個碼元持續時間內載波頻率的跳變次數為Nh=TsTh。    將發送的數據按照數據格式：        分段劃分，每段數據包括兩部分。NhBc為載頻信息，Bs為調制信息。在發送端先將Bsb信息進行基帶調制，然后將調制后的基帶信號變頻到由載頻信息選定的Nh個頻率上，實現跳頻。   

5、在接收端，與傳統FH系統不同，不再采用與發送端結構相同的頻率合成器對接收信號進行變頻處理，而是采用類似FSK系統的方法，用Nc個中心頻率分別為fi(i=1，2，Nc)的濾波器捕獲信息。在每一跳時間Th內，選擇信號強度最強的一路，恢復出相應的Bcb二進制信息。這樣在一個碼元持續時間內，可恢復出NhBcb載頻信息，再通過基帶解調恢復出Bsb調制信息，然后將恢復出來的載頻信息與調制信息合并，完成信息檢測。    假設在某一時刻Bcb二進制信息選定某一載波頻率，而此時干擾頻率也對準該載頻，當干擾信號的相位與有效信號的相位相反時，就可能出現信號相抵現象，使得接收端可能檢測不

6、到該有效信號，從而無法恢復出對應的Bcb載頻信息。這是由于接收端采用濾波器檢測信號，根據信號強弱來判斷發送信號頻率，所以其抗定頻干擾能力有限，尤其是當發送信息在某一段時間內連續選定某一個頻率時，這種載頻信息無法恢復的現象會更加嚴重，進而會產生很大的誤碼率，導致系統無法正常工作。    基于MDFH系統抗定頻干擾能力有限這一缺陷，本文提出了一種改進型結構，新系統具有較好的抗定頻干擾性能。2 改進系統原理    本文是基于FFH系統，即Nh1，討論系統抗定頻干擾能力。21 發送端設計    設f1，f2，fN

7、為可用頻率集，其中N為可用頻率總數。從可用頻率集中選取Nc種可用頻率組合(每種組合中，同一頻率可出現多次)，每種組合包含Nh個可用頻率。集合f1,Nh，f2,Nh，fNc,Nh表示選取的所有組合，該頻率跳變集合也可看成Nc種頻率跳變圖案。其中fi,Nh，i(1，2，Nc)包含Nh個頻率。根據式(1)，Bcb二進制信息與Nc種頻率跳變組合一一對應(在MDFH中，每Bcb二進制信息對應于Nc個頻率之一)，即從發送信息中每選取Bcb，便可確定一種頻率跳變規律。    為了提高系統抗干擾性能，在選取Nc種頻率組合時引入糾錯編碼思想，使得在任意兩個頻率組合中不同頻率的個數不

8、小于某一整數d，稱為各頻率組合之間的距離。    將待發送的二進制數據信息流分塊處理，每塊數據流格式為：        式中：Bc確定載頻跳變規律；Bs為調制信息。    假設第i塊數據為Di，用Bc,i表示Di中用來決定載頻跳變規律的Bcb信息，相應的頻率跳變組合為fi,Nh，以Bs,i表示Di中用來進行基帶調制的數據信息，經過基帶調制以后的信號用ai(t)表示。    系統發送端原理框圖如圖1所示。頻率合成器根據Bcb的載頻信息，輸出相應的一組頻率跳變規律中的Nh個頻率。    由于在跳頻通信系統中，合成跳頻圖樣所用頻率時很難保持相位相干。同時，當信號在信道中傳播時，信號在一個很寬的帶寬上從一個頻率跳到另一個頻率，要保持相位相干也很困難。因此，信息調制方式通常采用非相干檢測MFSK。    在本文的討論中，基帶調制采用MFSK調制方式。由log2M個信息比特決定發送M個符號中的一個。設頻率集為MFSK調制的M個頻率，并令集合與集合0，1，2，M-1一一對應。由前述可知，Bs=log2 M。如圖1所示，