随着我国科技事业的持续快速发展, 对超短波通信系统的性能要求也愈发的严苛。特别是在现代市场中“高技术战争”领域,“电子战”的竞争也越来越激烈。若要确保通信链路的安全性与可靠性, 通信系统及设备就一定要具有很强的抗干扰能力与抗测向能力。超短波通信即高频通信, 以频段范围为 30MHz 至300MHz的电磁波作为通信的媒介实施通信, 在系统的创设阶段应用跳频保密技术具有重要的现实意义。
一 跳频保密技术在超短波无线通信系统的发展现状
跳频保密技术自诞生以来, 之所以能够取得迅速的发展态势, 关键在于跳频保密技术自身拥有的突出优势, 而这些特征正是非常契合超短波无线通信环境下对于抗电子干扰的要求。毫无疑问, 跳频干扰和反干扰属于相互矛盾又相互制约的关系, 同时, 两者却也推动了彼此的发展。虽然跳频保密技术下的通信不用担心来自单频和多频的干扰,但仍需要规避跟踪式干扰。
在有线通信的范围, 权衡到一方面扩建需耗费巨额的投资,另一方面无线通信又能够当成有线通信网络的应急形式，故而跳频保密技术正是一条值得无线通信系统构建的考虑路径。当前, 在某些对信息保密要求非常高的部门或政企单位, 采用跳频保密技术作为其内部通信, 能够取得不错的信息保密的效果, 究其原因在于跳频保密技术的被截获几率非常低。
无论是在军用通信亦或民用通信, 跳频保密技术在无线通信中都有着非常广泛的发展前景, 国内外对这一课题都相当重视。从国内外近些年的发展态势来说, 跳频保密技术的通信主要有几个层面的发展路径: 一是其跳速越来越高；二是 跳频序列日臻优化；三是朝着全数字化发展；四是向着自适应跳频保密通信技术的发展。
二 跳频保密技术在超短波无线通信系统中的优势
2.1 保密性强
由于跳频保密技术系统载波具有快速跳变的特点, 使另一方无法截获通信信息。即使被截取了某一环节的载波频率，也会因为跳频频点具有很强的伪随机特征, 使得截取方也不能预测到接下来会跳到哪个频点上。
2.2 抗衰落
抗衰落的工作原理为, 假使相邻跳变的频差非常大, 而形成的频率衰落属于某一个窄带现象, 频差大的频率在同一阶段出现的衰落情况是非常小的, 频率跳变至别的频率时, 那么则能够维续正常的通信。
2.3 抗干扰
基于跳频保密情况下的无线通信系可以很好的实现抗频带阻塞式干扰。但是, 此类抗干扰需要在条件具备下才能够得以限制。例如,在频点数目足够多, 能够满足在跳频频域占一定宽度时方可实现抗频带阻塞式干扰。
2.4 抗多径
跳频保密技术之所以可以完成抗多径, 是因为它可以预先设计接收机的两条信号方向, 即直射波和反射波, 这两条路径会存在相对的时延差。某一个信号路径波到达接收机时，假使设备的频率已跳至其他的频率, 那么此时接收机就能够避免后至信号路径波的干扰, 满足一定程度上抗多径的需求。
三 跳频保密技术在超短波无线通信系统中的关键技术
3.1 跳频图案
跳频图案需要满足几个层面的要求:1、任何跳频图案都能够应用频隙集合的全部频隙,以完成最大限度的处理增益；2、任何两个跳频图案在一定时延之下出现频隙重合尽量少；3、为了达到多址通信，则需要序列数量尽量多；4、跳频图案所实现电路较为简单。
3.2 同步技术
同步技术设计的优劣程度不仅直接影响到通信系统性能的好坏, 还会直接影响到通信系统是否可以有序工作和是否可以体现跳频保密技术应有效果。因此, 同步技术应当具备 以下几个标准：首先，同步创设的过程必须要快；其次, 同步技术的设计系统本身具备很好的抗干扰水平；再次, 同步技术具备十分强的隐蔽程度与抗侦察程度, 最后, 同步技术能够达到通信系统的组网标准, 以及“再同步”的性能要求。
3.3 频率合成器
跳频保密技术中的频率合成器在通信系统中属决定性的部件,其总跳变频率及其速率都直接影响了通信系统的抗干扰水平。自工作原理的逻辑而言, 跳频保密技术的合成器和常规的合成器并未有显著的差别, 然而其主要有两层面的特性。一方面主要是受到序列的左右, 数量的增加其频率也会进一步变宽, 因而通信系统的处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换频率，进而可以让通信系统能够非常快速地完成频率直接的转换, 最终规避与外界环境的干扰。
整体而言, 跳频保密技术对频率合成器的要求非常严格, 比常规的设备苛刻很多。由上可知, 对频谱纯的输出有很大标准, 能够选择的频率数(N)特别之大, 跳变快、频率的直接锁定时间非常小、指令的切换速度非常快等。一般而言, 基于跳频保密技术的频率合成器主要可分为直接式与间接式两种。
四 仿真分析
在对跳频保密技术的码的择取上, 本文采用混合混沌序列的形式予以加密。并通过 Matlab 对超短波无线通信系统实施仿真,首先创设每一个系统部分的模型框图, 如图 1 所示。 该混沌扩频序列所形成的伪随机序列的码元时间非常长、且具有很强的复杂度,运用在超短波无线通信系统中具备稳定、可靠的优点。
图 1 发射端数学建模
图 1 仿真参数如下：发射速率 30KHz, 输出采样 100MHz, 载波频率 30MHz,跳频保密技术系统的序列发生器每隔 3ms 跳变。其工作原理为把最初的数据带到转换器, 转换器再把二进制序列分别分为双极性序列 a、b, 每一对 ab 可以解释为双比特码元。取为差分编码器的功能在于把特码 ab 变换成特数 cd, 并且需要通过cd 形成 QPSK 信号和通过 ab 形成 QDPSK 信号。
调制器通过乘法器与实数加法器构成而言, 数量分别为 2 个、1 个, 调制器通过差分之后的数据去整合正交本振, 采样率 100MHz、载波频率中频信号 30MHz；发生器隔 2ms 跳变, 一跳发送 40 比特。
计算该跳频通信系统的误码率, 改变干扰功率与信号功率比值的大小, 得到如图 2 所示的误码率(Pe)随干信比(JSR)变 化的曲线结果示意图。其中采用‘-*-’表示的曲线为 simulink 仿真高速跳频通信系统模型得到的仿真结果, ‘-o-’为跳频通信系统误码率理论值曲线。
仿真分析后的结果显示,上文所研究的跳频抗干扰系统在干信比低于 22dB 时获得的误码率小于 10-1,说明该系统具有较强的抗宽带干扰能力。
图2：宽带干扰下系统仿真结果(干信比/dB)
五 结语
综上所述, 无论是民用通信或军用通信中, 超短波无线通信都在应急性通信技术都起着至关重要的共用。而跳频保密技术作为无线通信中纲领性的抗干扰技术, 一直以来就在超短波通信电台中获得广泛应用。在跳频保密技术领域, 频率合成器是其中受到广泛关注的研究议题, 因而, 在研究应用跳频通信中, 非常有必要制造出低相位噪声、低杂散、小频率间隔以及能够极快改变时间频率合成器, 这对跳频通信的发展有重要的现实意义。通过超短波无线通信系统实施混沌跳频序列的保密通信仿真分析可以得知, 形成的混沌序列非常适用于所创设的跳频保密技术, 该技术不仅更容易实现, 且保密性能也较为优异, 值得推广与普及。
