减少跳频通信系统跳频信号同步时间的方法与电路技术方案

本发明专利技术提出了一种减少跳频系统同步时间的方法，利用本发明专利技术能够显著改善跳频信号同步性能。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：运用跳频同步电路，在确定跳频信号所处的频段后，以跳频图案和跳频频点为基础对跳频信号所覆盖的频带进行信道划分，记录各个信道内信号出现的时刻，把记录的跳频点映射为产生跳频图案的序列，并与产生跳频图案的周期序列进行相关，找出已经接收到的信号在跳频图案中的位置；当找到信号在跳频图案中的位置后，结合本地计数器值确定出现的频点和时间，就可以确定下一次信号出现的频点和时间，从而完成粗同步。对粗同步后的信号进行解跳和解调后得到精确的跳频频点切换时刻，从而实现跳频信号的精确同步和跟踪。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种主要用于跳频通信系统的跳频信号接收设备在通信建立阶段的快速同步方法，本专利技术能够显著减少跳频信号的同步时间。
技术介绍
跳频通信是现代通信领域中一种有效的抗干扰和抗截获通信手段。跳频通信正常工作的核心技术之一是实现收发双方的同步。跳频同步性能的好坏对于跳频通信系统性能有极大的影响。跳频同步的要求是：自动、迅速、可靠、能抗干扰，失步后能迅速同步。在跳频系统中接收机本地输出的跳变频率必须与发送端的跳频器产生的频率严格地同步,才能正确地进行相关解调,解调出有用信号。但由于时钟漂移、收发信机之间距离不定,产生了时间差异,又因为振荡器频率漂移等引起的收发失步,所以同步的过程就是搜索跳频频点,消除时间与频率差的过程,以保证收发双方码相位与载波的一致性。只有建立起准确的跳频同步,跳频系统才能正常工作。同步建立的快慢和同步系统的抗干扰能力直接影响着整个跳频系统的性能,它已成为跳频通信的关键技术。跳频同步包括跳频信号的捕获与跳频信号的跟踪两部分。常规跳频通信实现同步的方法主要采用精确时钟法、独立信道法、同步字头法、匹配滤波器法和自同步法等，包括同步时间收端采用快速扫描驻留同步的方法。由于各种方法单独使用都存在需要利用固定频点传输同步信息，同步时间长、同步困难的缺点，因此目前常用的同步方法大多都是几种方法的整合，如基于精确时钟法和同步头法等。随着现代电子技术和电路的发展，跳频通信系统向高速跳频、超高速跳频方向发展，跳频图案也越来越复杂。与以往的跳频通信系统相比，这两方面的发展使跳频信号的抗截获能力和抗干扰能力得到了大幅提升，能够很好保障传输信息的安全性。高速跳频信号在提供这些优势的同时也给跳频信号的同步带来了更大的挑战，跳频速率越高，跳频图案越复杂，抗截获和抗干扰能力越强，但跳频同步实现难度也越大。以往的跳频同步方法由于存在同步时间长、同步难的问题，已经难以实现对超高速、复杂跳频图案跳频信号的同步。因此，需要采用新的跳频同步方法来完成对高跳速、复杂跳频图案跳频信号的同步。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术在高跳速、复杂跳频图案跳频信号同步过程中存在的同步时间长、同步概率低的问题，提供一种同步时间短、捕获概率高、虚警概率低、抗干扰能力强，能够显著改善跳频信号同步性能的跳频同步方法。本专利技术解决现有技术问题所采用的方案是：一种减少跳频系统同步时间的方法，其特征在于包括如下步骤：运用跳频同步电路，在确定跳频信号所处的频段后，通过高速AD进行采样，把模拟形式的跳频信号转换为宽带数字信号，以跳频图案和跳频频点为基础对跳频信号所覆盖的频带进行信道划分，在各个信道内对信号是否出现进行检测，记录各个信道内信号出现的时刻，把记录的跳频点映射为产生跳频图案的序列，并与产生跳频图案的周期序列进行相关，找出已经接收到的信号在跳频图案中的位置；频率控制字产生模块根据接收信号在跳频图案中的位置以及本地计数器的计数值，就可以确定下一次信号出现的频点和时间，据此产生出相应的频率控制字送给解跳模块，解跳模块块根据接收到的频率控制字对高速采样后的跳频信号进行下变频，并把下变频后的基带信号送给解调模块进行解调，解调模块在对基带信号进行解调的同时，根据解调结果确定跳频信号频点的切换时刻，送给频率控制字产生模块。然后采用解跳模块对产生的用于解跳的频率控制字进行动态调整，保持对跳频信号的跟踪，频率控制字产生模块根据跳频信号频点的切换时刻调整送给解跳模块的频率控制字来实现对跳频频点的跟踪，从而实现跳频信号的同步。本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：虚警概率低、抗干扰能力强。本专利技术针对跳频通信系统中跳频同步的主要要求，采用高速采样技术把模拟形式的跳频信号转换为宽带数字信号，再通过以跳频图案为基础对宽带信号进行高效的信道划分，记录各个信道内信号出现的时刻，最后把记录的跳频点映射为产生跳频图案的序列，与产生跳频图案的周期序列进行相关，找出已经接收到的信号在跳频图案中的位置，实现跳频信号的同步，不需要利用固定频点传输同步信息，提高了跳频信号抗干扰和抗截获能力。在缩短同步捕获时间方面优于等待搜索式和位移等待式自同步方式；在可靠性方面优于精确时钟定时同步方式；在节省频率资源方面优于插入导频头同步方式。同步时间短、捕获概率高。本专利技术根据已知的跳频频点采用数字信道化接收方法来实现具有针对性的高效信道化划分。按照时间顺序对信号在出现的不同跳频频点进行记录，通过把记录结果与已知的跳频图案进行相关来得到接收信号在跳频图案中所处的位置，把跳频信号的同步过程转换成跳频图案产生序列的同步，简化了处理过程，缩短了同步时间；显著提高了对具有复杂跳频图案、宽带超高速跳频信号的同步性能；能够同时自动适应多种跳频图案。具有同步时间快,同步概率高,同步灵敏度高的特点。本专利技术特别适合于具有复杂跳频图案、超高跳速、宽频带跳频信号的快速同步。附图说明下面结合附图和实施例对本专利进一步说明。图1是跳频同步电路的实现电路框图。具体实施方式参阅图1。在以下描述的本专利技术最佳实施例中，根据本专利技术，运用跳频同步电路，在确定跳频信号所处的频段后，通过高速AD进行采样，把模拟形式的跳频信号转换为宽带数字信号，以跳频图案和跳频频点为基础对跳频信号所覆盖的频带进行信道划分，在各个信道内对信号是否出现进行检测，记录各个信道内信号出现的时刻，把记录的跳频点映射为产生跳频图案的序列，并与产生跳频图案的周期序列进行相关，找出已经接收到的信号在跳频图案中的位置；频率控制字产生模块根据接收信号在跳频图案中的位置以及本地计数器的计数值，就可以确定下一次信号出现的频点和时间，据此产生出相应的频率控制字送给解跳模块，解跳模块块根据接收到的频率控制字对高速采样后的跳频信号进行下变频，并把下变频后的基带信号送给解调模块进行解调。解调模块在对基带信号进行解调的同时，根据解调结果确定跳频信号频点的切换时刻，送给频率控制字产生模块。然后采用解跳模块对产生的用于解跳的频率控制字进行动态调整，保持对跳频信号的跟踪，频率控制字产生模块根据跳频信号频点的切换时刻调整送给解跳模块的频率控制字来实现对跳频频点的跟踪，从而实现跳频信号的同步。整个同步过程分为跳频图案的粗捕和解调模块与频率控制字产生模块之间调整跟踪的精确同步两个环节。具体而言：1)在确定跳频信号所处的频段后，通过高速AD进行采样；以跳频图案和跳频频点为基础进行信道划分，信道划分后，在各个子信道内寻找信号是否出现，当检测到信号存在时，按照时间先后顺序和在每个频点上的信号驻留时间，对跳频频点出现的先后顺序进行记录；2)把已经发现的跳频频点出现顺序与已知的跳频图案进行对比，从跳频图案中找到相应的位置。同时用本地时钟对搜索过程持续时间进行计时。当找到接收信号在跳频图案中的位置后，结合本地计数器值就确定下一次信号出现的频点和时间，从而完成跳频信号的粗略同步。频率控制字产生模块根据下一次信号出现的频点和时间产生相应的频率控制字送给解跳模块。3)解跳模块块根据接收到的频率控制字对高速采样后的跳频信号进行下变频，并把下变频后的基带信号送给解调模块进行解调，解调模块在对基带信号进行解调的同时，根据解调结果进一步确定跳频信号频点的精确切换时刻，送给频率控制字产生模块，完成跳频信号的精确同步。4)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少跳频系统同步时间的方法，其特征在于包括如下步骤：运用跳频同步电路，在确定跳频信号所处的频段后，通过高速AD进行采样，把模拟形式的跳频信号转换为宽带数字信号，以跳频图案和跳频频点为基础对跳频信号所覆盖的频带进行信道划分，在各个信道内对信号是否出现进行检测，记录各个信道内信号出现的时刻，把记录的跳频点映射为产生跳频图案的序列，并与产生跳频图案的周期序列进行相关，找出已经接收到的信号在跳频图案中的位置；频率控制字产生模块根据接收信号在跳频图案中的位置以及本地计数器的计数值，确定下一次信号出现的频点和时间，据此产生出相应的频率控制字送给解跳模块，解跳模块块根据接收到的频率控制字对高速采样后的跳频信号进行下变频，并把下变频后的基带信号送给解调模块进行解调，解调模块在对基带信号进行解调的同时，根据解调结果确定跳频信号频点的切换时刻，送给频率控制字产生模块；然后采用解跳模块对产生的用于解跳的频率控制字进行动态调整，保持对跳频信号的跟踪，频率控制字产生模块根据跳频信号频点的切换时刻调整送给解跳模块的频率控制字来实现对跳频频点的跟踪，从而实现跳频信号的同步。

【技术特征摘要】
1.一种减少跳频系统同步时间的方法，其特征在于包括如下步骤：运用跳频同步电路，在确定跳频信号所处的频段后，通过高速AD进行采样，把模拟形式的跳频信号转换为宽带数字信号，以跳频图案和跳频频点为基础对跳频信号所覆盖的频带进行信道划分，在各个信道内对信号是否出现进行检测，记录各个信道内信号出现的时刻，把记录的跳频点映射为产生跳频图案的序列，并与产生跳频图案的周期序列进行相关，找出已经接收到的信号在跳频图案中的位置；频率控制字产生模块根据接收信号在跳频图案中的位置以及本地计数器的计数值，确定下一次信号出现的频点和时间，据此产生出相应的频率控制字送给解跳模块，解跳模块块根据接收到的频率控制字对高速采样后的跳频信号进行下变频，并把下变频后的基带信号送给解调模块进行解调，解调模块在对基带信号进行解调的同时，根据解调结果确定跳频信号频点的切换时刻，送给频率控制字产生模块；然后采用解跳模块对产生的用于解跳的频率控制字进行动态调整，保持对跳频信号的跟踪，频率控制字产生模块根据跳频信号频点的切换时刻调整送给解跳模块的频率控制字来实现对跳频频点的跟踪，从而实现跳频信号的同步。2.如权利要求1上述的减少跳频系统同步时间的方法，其特征在于：信道划分后，在各个子信道内寻找信号是否出现，当检测到信号存在时，按照时间先后顺序和在每个频点上的信号驻留时间，对跳频频点出现的先后顺序进行记录；把已经发现的跳频频点出现顺序与已知的跳频图案进行对比，从跳频图案中找到相应的位置,同时用本地时钟对搜索过程持续时间进行计时；当找到跳频图案后，结合本地计数器值确定下一条信号出现的频点和时间，通过调整送给解跳模块的频率控制字来实现对接收跳频信号的解跳。3.如权利要求2所述的减少跳频系统同步时间的方法，其特征在于：采用解调模块的解调结果确定精确的跳频频点切换时刻，对用于解跳的频率控制字进行动态调整，保持对跳频信号的持续跟踪，同时对解跳后的信号进行解调，恢复出发送的数据。4.一种按权利要求1所述方法采用的跳频同步电路，包括：依次串联在同一线路上的高速采样模块、数字信道化模块、频点切换时刻估计模块、信号检测模块、跳频频点记录模块和跳频频点搜索模块，其特征在于：在信号检测模块和跳频频点搜索模块之间电连接有形成并联回路的本地计数器和频率控制字产生模块，以及串联高速采样模块，与上述频率控制字产生模块形成并联回路的解跳模块和解调模块。5.如权利要求4所述的减少跳频系统同步时间的方法，其特征在于：高速采样模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：张波，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51