跳频(FH)通信是一种常用的扩频通信技术。常规跳频通信系统采用跳频序列控制收发双方的载波频率发生跳变,跳频序列的汉明相关特性对跳频码分多址(FH-CDMA)通信系统的性能有极其重要的影响。无碰撞区(NHZ)跳频序列在一定的相关区内具有理想的汉明相关特性,因而在准同步FH-CDMA系统中可被用作用户地址码,以消除或降低多址干扰,提高系统性能。本文对NHZ跳频序列理论界、NHZ跳频序列集设计方法和基于NHZ跳频序列的准同步FH-CDMA系统进行了研究,得到了一些重要的结果。消息驱动跳频(MDFH)通信与常规跳频通信不同,它用部分信源数据代替跳频序列控制载波频率跳变,以提高系统频谱效率。本文对一种增强型消息驱动跳频系统进行了研究,对其性能做了分析,并提出了改进方案。论文首先对NHZ跳频序列集的性质进行了分析,并结合NHZ跳频序列集的结构特点,导出了一个NHZ跳频序列集的理论界,给出了频隙数、序列数目与无碰撞区宽度三个参数之间的约束不等式。通过考察频隙在序列集中的出现次数与序列长度的关系,本文还建立了一个包含频隙数目、序列长度、序列数目与无碰撞区宽度四项参数的理论界。论文将这两个理论界与目前已有的另一个NHZ跳频序列理论界进行了比较,分析和数值结果表明,本文提出的第二个理论界比其他两个界更紧。接着,在NHZ跳频序列理论界指导下,论文提出了三种NHZ跳频序列设计方法,即基于矩阵变换的构造法、基于映射的构造法和非重复NHZ跳频序列集构造方法,这些设计方法都达到了理论界,即所构造出的序列集为最优NHZ跳频序列集。通过对所构造的一类NHZ跳频序列集相关特性进行分析,指出此类NHZ跳频序列集的汉明互相关函数具有一种窗棱式特征。其次,论文将NHZ概念延展到二维时延-频移无碰撞区(TF-NHZ, Time delay and Frequency shift No Hit Zone),给出了TF-NHZ的定义。以TF-NHZ概念为出发点,利用NHZ跳频序列设计理论界的研究结果,推导了频隙数目、序列长度、序列数目与时延-频移无碰撞区参数之间的约束关系不等式,建立了TF-NHZ跳频序列集的理论界。以此理论界为指导,提出了三种TF-NHZ跳频序列集构造方法,其中有两种方法构造的跳频序列集是最优的。然后,提出一种基于NHZ跳频序列的两级FFH/MFSK准同步通信系统,在该系统中,全体用户被分成若干个组,为每组分配一个互不相同的NHZ跳频序列。当用户间为准同步状态时,只要其相对延迟不超过无碰撞区,就可以消除组间用户的干扰；残余多址干扰只存在于组内用户之间,可以在接收端采用异步多用户检测器改善系统的检测性能。分析与仿真结果表明,在准同步情况下所提出的NHZ-FFH/MFSK系统性能优于Yang和Hanzo提出的一种多级快跳频通信系统。最后,论文研究了一种增强型消息驱动跳频(E-MDFH)通信系统,对E-MDFH/MFSK系统在AWGN信道和瑞利衰落信道下的误码率性能进行了理论分析和仿真比较。针对E-MDFH系统在接收端对载波比特和常规比特检测时的算法缺陷,提出一种改进的接收检测算法。仿真结果表明,在AWGN信道和瑞利衰落信道下,本文提出的算法使两种信息比特的误码率都有所降低。为进一步改善E-MDFH系统的误码率性能,还提出了一种E-MDFH发送和接收改进系统模型,对改进模型的常规比特BER性能进行了理论分析,数值与仿真结果表明,改进系统的常规比特BER性能和载波比特BER性能与E-MDFH系统性能相比,都有较大提高。