您当前所在位置: 首页 > 我是教师 > 正文
我是教师
李赞教授:从事可靠通信研究的年轻女学者


跳频通信系统原理图

如果用更专业的术语来解释,可以这样来描述:

在发信机中,使用一定频率的载波对输入的信码进行调制,得到带宽一定的调制信号;独立产生的跳频序列控制频率合成器,在不同的时隙内输出频率跳变的本振信号;再用本振信号对调制信号进行变频,使变频后的射频信号频率在跳频序列的控制下伪随机地跳变,以达到抗干扰的目的。

类似地,在收信机中,跳频序列控制频率合成器,使输出的本振信号频率随发方频率相应的跳变;跳变的本振信号,对接收到的跳频信号进行变频,将频率搬回到原有频率实现解跳;解跳后的调制信号在本地载波作用下,经解调后恢复出信码,从而实现信息的可靠传输。

在实际复杂信道环境下,跳频通信如何有效抗干扰?李赞举例说,因为信号传输频率是跳变的,固定式频率干扰自然起不了作用;即便对方干扰了一个或几个频段,只要跳变的频隙数目足够多、跳变范围足够宽、跳变速率足够高,也能够有效的抵御干扰。与此同时,跳频通信信号载波频率在跳频序列控制下随机跳变,难以截获、预测和干扰传输信息,因而还具有好的安全性。由此也可以看出,作为跳频通信的三大关键技术之一,跳频序列是决定跳频通信系统安全可靠的关键。

从1998年跟随导师金力军教授攻读硕士开始,李赞就在导师的点拨引领和悉心指导下,迈入了跳频通信的研究领域。她以研究跳频序列为起点,逐步开展了对于该领域的深入研究。

实现跳频抗干扰新突破

在掌握跳频通信基础理论和工作原理的基础上,李赞发现国内外系统所普遍采用的跳频序列设计大都基于有限域理论。针对日益复杂的无线电磁环境导致跳频通信性能逐步下降的现状,是否存在更优秀的跳频序列使得系统传输性能有效提升呢?

带着对这个问题的深入思考,李赞带领团队开展了一系列创新性研究,在跳频通信领域成果初现,相关技术和成果走在了同行前列,实现了三个方面的理论和技术突破。

李赞及其团队的第一个重要突破,就是首次将密码学的加密机制,引入到了跳频序列族的设计之中,提出了密码学加密和跳频序列设计的等价性原理,创建了基于加密思想的智能跳频序列族。“我们提出的基于加密原理的序列族产生方法,生成的序列具有优异的综合性能指标。”

李赞介绍说,目前国内外所能查阅到的跳频序列一般最多可以满足均匀性、随机性、周期性、线性复杂性等少数几项性能,而且还经常“顾此失彼”,即一旦某一项性能指标受到破坏,其他的几项性能也会被影响。同时,按照已有理论生成的跳频序列部分性能存在一定局限,比如周期性,也就是说在高速跳频通信时其周期性规律难以抵御跟踪式干扰;或者在多用户接入和组网时,由于序列碰撞会影响网络传输能力等。

李赞团队提出的算法,成功地将序列性能指标拓展到13项,包括多址接入特性、游程特性、敏感性、相关性、组网特性等新性能。“最为重要的是,还顺利破解了各指标之间无法兼顾的难题,实现了13项性能指标全部同时优异。”李赞特别强调,“我们所提出的序列完全没有周期,且对于该体制的破解,理论上只能采用穷尽攻击法。”

基于高性能序列族理论的提出,针对新一代可靠通信系统需要适应无线信道高动态变化的迫切需求,李赞及其团队在跳频通信技术上的第二个重要突破,就是设计出系统参数随信道特性实时变化的跳频体制。

在研究中他们进一步发现,跳频通信系统除了需要保证抗干扰性、抗截获等综合性能指标达到最优之外,同时还要求系统参数,比如跳频频隙数、跳频间隔、跳频用户数、跳频频率集等,能够随着实际环境中的干扰、用户等动态变化,实现高的通信可靠性和频谱利用率。而现有的序列难以按照实际需求动态变化,因此系统参数的不可变也是亟需解决的重要问题。

上一页 [1] [2] [3] 下一页

123

南校区地址:陕西省西安市西沣路兴隆段266号

邮编:710126

北校区地址:陕西省西安市太白南路2号

邮编:710071

电话:029-88201000

访问量:

版权所有:西安电子科技大学     陕ICP备05016463号     建设与运维:信息网络技术中心