摘要:差分跳頻通訊技術是一種以數字訊號處理為基礎的新興通訊技術，不同於傳統的通訊技術，差分跳頻通訊技術具有更好的抗干擾能力和跳變速度，因此，在現代化船舶通訊系統中獲得了大量的應用。本文首先系統介紹了差分跳頻通訊技術的原理和基本組成，然後設計和開發了船用通訊系統的中頻控制平臺，最後進行了差分跳頻通訊的軟體程式設計和功能性模擬試驗。
關鍵詞：差分跳頻通訊；船舶通訊系統；中頻控制平臺
0引言
船舶通訊系統不僅起到船舶之間、船舶與岸基之間的資料傳遞功能，還起到船舶導航功能，因此，通訊系統在船舶上佔有重要的地位。軍事艦艇對通訊系統的效能有更高的要求，需要具有更高的隱蔽性、穩定性和抗干擾能力，而傳統的船舶短波通訊普遍存在著抗干擾能力差，隱蔽性差等問題，因此，研究一種新型的船舶短波通訊技術有重要意義[1]。現在，大量軍事艦艇在複雜電磁環境中均採用差分跳頻通訊方式，這種通訊方式的頻率不斷髮生變化，可以抵抗多徑干擾[2]、鄰道干擾等干擾型別，有效提高了通訊的可靠性和安全性。本文詳細的介紹了差分跳頻通訊技術的原理和特性，將差分跳頻通訊技術應用到普通船舶上，開發了一種新型的船用通訊系統。
1差分跳頻通訊技術的.研究
所謂差分跳頻通訊是指將調製、編碼和跳頻技術結合在一起，訊號的載波頻率以某特定的規律發生變化。差分跳頻通訊提高了短波通訊裝置的抗干擾能力、資料傳輸能力和抗衰減能力，有重要的潛在應用價值。差分跳頻通訊是一種擴充套件頻譜的通訊方式，在時域上，差分跳頻訊號具有多頻率特徵；在頻域上，差分跳頻訊號的頻率按照不同的間隔隨機發生變化，但始終處於一個較寬的頻帶上，且差分跳頻訊號在每個頻率的駐留時間均不相同。訊號首先經過調製電路和同步電路的處理，然後在差分跳頻發生器和頻率合成器中進行頻率變換，最終經過訊號解調以跳頻訊號輸出。差分跳頻通訊技術的優勢集中在下列幾個方面：1）訊號的調製解調功能強差分跳頻通訊技術採用G函式變換[3]完成訊號的數-頻切換，不需要通過基帶調製等流程。因此，差分跳頻通訊的調製解調功能強。2）資料傳輸速度快當通訊鏈路中每一跳攜帶的位元數確定時，差分跳頻通訊的資料傳輸速度與跳速[4]成正比。當跳速保持恆定時，資料傳輸速度與每一跳攜帶的位元數成正比。差分調頻通訊技術利用多位元編碼，可獲得2500bps的傳輸速率，足以滿足船舶通訊系統的日常資料傳輸需求。3）抗干擾能力強差分跳頻通訊的抗干擾能力主要體現在兩個方面：一方面，差分跳頻通訊具有高跳速的特點，跳速遠遠高於常用的干擾機；另一方面，差分跳頻通訊採用隨機的資料流控制跳頻訊號，干擾機難以預測和追蹤訊號的路徑，具有良好的抗干擾性能。
2差分跳頻通訊技術在船用通訊系統的應用
2.1差分跳頻通訊的抗干擾性能研究
差分跳頻通訊技術的跳速較高，抗干擾能力強，因此，本研究將差分跳頻通訊應用於船舶的通訊系統中。下面主要對差分跳頻通訊的抗干擾性能進行分析.為了簡化分析過程，本節將訊號中的白噪聲忽略，設定訊號的跳頻時間間隙為T，跳頻訊號具有的能量為，發射訊號的基帶如下式：可以得到干擾訊號作用下，跳頻訊號的特徵函式與概率密度函式
2.2差分跳頻通訊的跳頻同步
差分跳頻通訊的跳頻同步是指接收機與發射機在同一時刻保持相同的訊號頻率，從而獲得與本地頻率合成器相同的通訊訊號。
2.3差分跳頻通訊系統設計
基於跳頻通訊技術，設計了一種新型的船舶通訊系統，該系統由訊號雷達、使用者終端、寬頻通道和差分跳頻通訊器等組成，該船舶通訊系統的跳頻訊號處理通過DSP晶片實現，主要體現在以下3個方面：1）DSP基帶任務處理在基於差分跳頻技術的船用通訊系統中，所有的基帶訊號任務均由DSP晶片完成，主要包括通道編碼、差分編碼、資料時序控制、頻譜分析等。由於基帶任務的種類和數量繁多，本研究採用了雙DSP晶片協同模式，確保基帶任務完成效果。2）DSP控制頻率合成器頻率合成器產生高速跳頻訊號，由儲存器ROM、相位累加器和濾波器等器件組成，頻率合成器的工作狀態受DSP控制。3）DSP控制FPGA單元FPGA單元具有VHDL程式設計功能[5]，可以進行終端與DSP之間的指令傳輸，並向DSP傳送每秒4500次的定時中斷，從而控制跳頻訊號的速率。
3差分跳頻通訊系統的模擬試驗
為了探究基於差分跳頻短波通訊的船舶通訊系統效果，本文對不同頻帶干擾下的訊號噪聲比進行模擬分析，模擬軟體為Matlab，B為噪聲頻帶為50Hz下，船舶通訊系統訊號的噪聲比變化曲線；C為噪聲頻帶為70Hz下，船舶通訊系統訊號的噪聲比變化曲線；D為噪聲頻帶為90Hz下，船舶通訊系統訊號的噪聲比變化曲線.
4結語
差分跳頻技術具有良好的穩定性和抗干擾能力，將差分跳頻技術應用到船舶通訊系統中具有良好的市場潛力。本文介紹了差分跳頻技術的抗干擾性原理和跳頻同步流程，設計基於差分跳頻技術的船用通訊系統。