基于离散分数阶傅里叶变换的二维跳频通信系统及性能分析

来源：电子与信息学报杂志2023年第2期北京时间：

作者：宁晓燕, 赵东旭, 朱云飞, 王震铎

单位：哈尔滨工程大学信息与通信工程学院 哈尔滨 150001

摘要：传统跳频(FH)通信技术具有抗干扰能力强、截获概率低等优点，广泛应用在军民领域。针对检测传统跳频的手段越来越成熟，信息易被截获的问题，该文借鉴正交频分复用(OFDM)系统框架，提出一种基于离散分数阶傅里叶变换(DFrFT)的时宽与起始频率跳变的分数阶跳频(FrFT-FH-VTFB)系统，设计了一种新的系统框架，实现信息隐蔽传输的同时，通过DFrFT的工程实现规避传统跳频工程应用中跳速受频率合成器限制的问题。该系统通过两组不同伪随机序列选取时宽与起始频率跳变的Chirp基信号，实现系统参数的多维变换，打破系统的周期特性。此外，建立了系统发送与接收两端数学模型，并在此基础上推导了系统在白噪声信道下的理论误码率。仿真结果表明，该文所设计的系统有较好的抗衰落性能；且功率谱淹没在噪声之下，时频域特征无明显周期特性，有较好的隐蔽性。

关键词：跳频, 隐蔽通信, 分数阶傅里叶变换, 变时宽信号

基金资助：国家自然科学基金(62001138)，黑龙江省自然科学基金(LH2021F009)，中国博士后科学基金(2020M670885)