高速跳频通信系统同步技术研究
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I G I T C W技术 研究Technology Study32DIGITCW2023.09随着通信技术的不断发展,超短波无线通信系统面临着越来越严峻的保密和安全挑战。
为了确保超短波无线通信系统的保密性和安全性,需要采用一系列的保密技术。
这些保密技术涵盖了通信链路的加密、信道建立、跳频通信技术等多个方面。
其中,跳频通信技术是超短波无线通信保密技术的一种重要实现方式,其是一种利用快速在多个不同频率间切换的方式传输数据的通信技术,其可以应用于超短波无线通信保密技术中,增加频谱扩展和干扰抵抗能力,从而提高通信保密性和可靠性[1]。
1 超短波无线通信系统概述超短波无线通信系统是无线通信技术的一种。
超短波通信具有传输距离远、抗干扰能力强等优点,广泛应用于政务、金融等领域。
在政务和公共安全领域中,超短波无线通信系统可以用于警务通信、紧急救援等方面,可以提高政务通信的保密性和抗干扰能力。
在金融领域中,超短波无线通信系统可以用于证券交易、银行转账等方面,可以保证通信的机密性和完整性。
1.1 超短波无线通信系统超短波无线通信系统是指利用超短波无线电波进行信息传输的通信系统,其工作频率范围通常为300 MHz ~3 GHz 。
与其他无线通信系统相比,超短波无线通信系统具有传输距离远、抗干扰能力强等优点。
由于其传输距离远,因此在政务、金融等领域得到广泛的应用。
超短波无线通信系统包括发射机和接收机两个部分。
发射机通过电路将电信号转换成无线电波,并将其通过天线发射出去;接收机负责接收来自天线的无线电波,并将其转换成电信号。
为了确保通信的机密性和完整性,超短波无线通信保密技术是在超短波通信的基础上结合各种加密、解密、密钥管理技术等,实超短波无线通信保密技术中关键跳频通信技术探究周 三(中国电子科技集团公司第三十研究所,四川 成都 610000)摘要:文章针对跳频通信技术展开了深入探究和分析。
首先,对超短波无线通信技术与跳频通信技术做了简要论述。
软件无线电跳频技术研究摘要:软件无线电台是软件无线电技术在通信电台中的应用,本文围绕软件无线电技术与跳频技术概念简介、dds基本概念与设计原理简介、dds在软件无线电跳频技术中的应用、跳频功能在软件方面的实现四大部分展开讨论,对软件无线电跳频技术进行了一个系统的研究。
关键词:软件无线电、跳频、dds、中图分类号:tp91文献标识码:a文章编号:1007-9599 (2013) 07-0000-021软件无线电技术与跳频技术概念简介1.1软件无线电技术。
软件无线电是为了实现与下一代无线通信系统同步运行所产生的新型系统,被各相关领域公认为是目前最具有前景的新型通信技术,该技术是在1992年由miltre公司旗下的数十人研发出来的,整个技术均是围绕以下思想为核心进行研发:通过构建一个具有开放性、标准化的通用硬件平台,用软件来实现数据格式、调制解调等工作。
软件无线电的技术核心是将电线杆应的射频模拟信号转化为数字化模式,使其能够通过数字化信号处理器或者计算机处理器进行处理,处理之后再利用软件来实现其他多种功能。
通过这种处理,可以使其获得更有效的扩展性能及适应性,整个系统都着重于它的开放性及全面性。
硬件的相关配套功能的变更均能够通过对软件进行更改而实现,最后达到新的功能。
1.2跳频技术。
在传统的无线电通信中,通常是采用“定频”的方式进行运作,在这种工作模式下,虽然可以在适当的时间内切换通信频率,但是由于通信频率的切换时间较长,因此其载波频率在一定的时间段内是恒定不变的,但是根据目前战争通信的现状来看,敌方只要发现到我方频率,就可以轻而易举地进行频率截获或进行干扰,因此这种方式不能较好地维护隐私,保密性和抗干扰性不佳。
基于这种现状,我们研发出了跳频技术,并在通信领域中得到广泛的应用。
跳频技术与传统的固频技术最大的不同就是在于跳频技术多了一个地址码产生器,任何一个电台的地址码产生器均会产生一个区别于其他电台的伪随机序列地址码,用来控制频率合成器的本振频率,这种输出的频率会随着伪随机序列的改变而改变,且相同的地址码序列也随之在接收端被输出,本地频率合成器产生的频率码与预期接收的信号频率保持同步变化,最后跳频信号被转化为固频信号,在一系列解调之后恢复到原信息码。
跳频通信网台分选方法的研究摘要:随着经济的发展,跳频通信被广泛应用于短波、超短波电台和数据链技术等军用领域,以及蓝牙、GSM和卫星通信等民用领域,具备抗干扰性强、频谱利用率低、截获概率低、组网方式灵活和信道衰减慢等优点,因此针对跳频通信的侦测技术成为研究热点。
关键词:跳频通信;网台分选;方法研究引言现代信息化战争中,跳频通信由于其低截获概率、组网方式灵活、信道衰减缓慢等优点,在军事通信、指挥、控制和情报系统均得到了广泛应用。
对于信号侦查方而言,跳频信号的网台分选是一个非常重要的环节,具有重要的理论研究和工程应用价值。
1跳频通信工作原理、特点与技术指标1.1跳频通信的基本原理在发送方,待发送的原始信息经过调制得到中频调制信号,在伪随机的跳频序列的作用下,生成高稳定度和高精度的离散射频频率,信号再通过射频调制发送给接收端。
接收端使用相同的伪随机序列生成取值相同、同步跳变的本振,最后通过解跳和解调恢复出原始信息。
非合作条件下,敌方不清楚跳频信号的载频跳变规律,因此无论是人为施加的干扰信号还是随机的干扰信号,即使进入了接收端,由于外来跳频图案与本地图案不一致,无法通过解跳和解调,因此系统不会受到干扰。
对于非合作侦察方,由于载频跳变规律未知,为了尽可能的获取更多的情报,往往需要接收预设频段内的所有信号,并进行一系列处理。
1.2特点具有较强的抗干扰能力。
跳频信号的频率在一个很宽的范围内伪随机跳变,使干扰信号不能保证每一时刻都与其频率相同,因此有效躲避了敌方的干扰。
且跳频信号的带宽越大、频率数目越多、跳率越高,抗干扰能力越强。
截获概率低。
跳频信号的频率在伪随机序列的控制下随机跳变,使得敌方难以获取跳频图案,难以获知频率跳变规律,难以截获通信信息。
组网能力灵活。
不同的用户可以使用不同的频率集,也可以使用相同的频率集,但必须是不同的跳频序列,以保证绝大多数的频率在同一时刻是不同的,避免用户之间的干扰。
用户只能解调与自己保持同步、具有相同跳频序列和相同频率集的跳频信号,不会或很少受到其他用户的干扰。
1 跳频图案的产生什么是跳频图案为了不让敌方知道我们通信使用的频率,需要经常改变载波频率,即“打一枪换一个地方”似地对载波频率进行跳变,跳频通信中载波频率改变的规律,叫作跳频图案。
通常我们希望频率跳变的规律不被敌方所识破,所以需要随机地改变以至无规律可循才好。
但是若真的无规律可循的话,通信的双方(或友军)也将失去联系而不能建立通信。
因此,常采用伪随机改变的跳频图案。
只有通信的双方才知道此跳频图案,而对敌方则是绝对的机密。
所谓“伪随机”,就是“假”的随机,其实是有规律性可循的,但当敌方不知跳频图案时,就很难猜出其跳频的规律来。
图1-1所示为一个跳频图案。
图中横轴为时间,纵轴为频率。
这个时间与频率的平面叫作时频域。
也可将这个时频域看作一个棋盘,横轴上的时间段与纵轴上的频率段构成了棋盘格子。
阴影线代表所布棋子的方案,就是跳频图案;它表明什么时间采用什么频率进行通信,时间不同频率也不同。
图1-1图1-1中所示为一跳频图案,它是在一个时间段内传送一个或多个比特信息。
通常称此时间段叫跳频的驻留时间,称频率段为信道带宽。
在时频域这个“模盘”上的一种布子方案就是一个跳频图案。
当通信收发双方的跳频图案完全一致时,就可以建立跳频通信了。
图1-2所示就是建立跳频通信的示意图。
图1-2其中t表示时间,s表示空间,f表示频率。
当收、发双方在空间上相距一定距离时,只要时频域上的跳频图案完全相重合,就表示收、发双方同步跳频地进行通信。
跳频图案与跳频频率表跳频图案是由跳频指令控制频率合成器所产生的频率序列。
跳频系统中,跳频带宽和可供跳变的频率(频道)数目都是预先定好的。
比如说,跳频带宽为5MHz,跳频频率的数目是64个,频道间隔是25kHz。
这样,在5MHz带宽内可供选用的频道数远大于64个,那么你怎样选择出64个频率来呢这就是所谓的跳频频率表。
根据电波传播条件、电磁环境条件以及敌方干扰的条件等因素来制定一张或几张具有64个频率的频率表,即f1,f2,…f64,另一张可以是f1’,f2’,…f64’。
跳频原理
跳频(Frequency Hopping)是一种无线通信技术,用于在无线信道中抵御干扰和窃听。
该技术通过在通信过程中快速改变信号的频率来实现。
跳频的原理是基于时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)技术和频分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA)技术。
在跳频系统中,通信双方事先约定一组用于跳
频的频率序列,在信息传输过程中按照这个频率序列进行频率的切换。
跳频系统的发射器和接收器需要通过同步信号进行同步,以便在通信过程中准确地进行频率切换。
发射器和接收器的跳频序列需要严格一致,通常是通过伪随机序列生成算法生成。
在跳频通信中,数据被分成一系列较小的数据包进行传输。
每个数据包在分配的时间段内通过不同的频率进行传输。
接收端根据之前约定好的频率序列,可以正确地接收和解析出原始的数据。
跳频技术具有抗干扰和窃听的特点。
由于频率在传输过程中不断变化,即使有人试图对某一频率进行干扰或窃听,由于频率的变化,这种试图也会变得无效。
此外,跳频技术还可以通过将频率序列加密,进一步提高通信的保密性。
总体来说,跳频技术通过快速改变信号的频率来抵御干扰和窃
听。
它在军事通信、无线网络以及一些对保密性和可靠性要求较高的应用中得到了广泛应用。
摘要扩频通信作为一种新型的通信体制,具有很多独特的优点,在军用和民用领域中都得到了广泛的应用。
扩频通信中一个关键性的问题就是扩频信号的同步,包括捕获和跟踪两个步骤,同步性能的优劣直接影响到整个扩频通信系统的性能。
因此,对直扩系统同步的研究具有很大的实用价值。
本文深入研究了扩频通信中直接扩频系统的同步技术,包括伪随机(PN)序列的捕获、跟踪和载波同步。
在伪随机(PN)序列的捕获中研究了串并结合的大步进方法。
研究了伪码串行-载波并行、伪码并行-载波串行、伪码串行-载波并行、伪码并行-载波并行4种捕获方法。
在特定的参数下,设计出直扩通信系统,并在高斯信道条件下,仿真得出了直扩系统的误码率性能曲线,在此基础上运用了伪码并行-载波串行的方法进行仿真分析,从MATLAB仿真结果可以看出捕获方案确实可行。
关键词:扩频通信;同步;捕获;跟踪AbstractAs a new type of communications system,spread spectrum communications has many unique advantages, and has been widely used in both military and civilian fields. The synchronization of spread specturn signal, including acquisition and tracking, is the key problem of spread specturn communication. The performance of synchronizing has direct impact on the whole spread spectrun communication system. As a result, it’s very important to discuss this problem.This paper researches into synchronization techniques of direct-sequence spread spectrum systems, which include PN code acquisition, PN code tracking and carrier recovery. we studied PN acquisition scheme, large step acquision scheme. This paper discusses four capture methods about serial PN code, serial carrier, parallel PN code, serial carrier, serial PN code, parallel carrier, and parallel PN code, parallel carrier. Incertain parameters, design of direct sequence spread spectrum communication system, and in the Gauss channel conditions, simulation of the curve of the BER performance of DSSS system, on the basis of using the parallel PN code, carrier serial simulation, simulation results can be seen from the MATLAB capture scheme is feasible.Keywords: S pread Spectrum Communications; Synchronization; Acquisition; Tracking目录1 绪论 (1)2直接序列扩频通信的理论基础 (4)2.1扩频通信的理论基础 (4)2.1.1基本理论 (4)2.1.2扩频通信的特点 (5)2.2直接序列扩频通信系统 (6)2.3伪随机序列 (9)2.3.1m序列 (10)3 直接序列扩频系统的同步 (12)3.1同步机理 (12)3.2信号捕获 (12)3.3 信号跟踪 (17)3.3.1 载波跟踪技术 (17)3.3.2 锁相环原理 (18)3.3.3 锁频环原理 (20)3.3.4 锁相环与锁频环的性能比较 (21)4直扩系统的仿真分析 (23)4.1设计参数 (23)4.2 直扩通信系统的原理框图 (23)4.3直扩通信系统的仿真分析 (24)4.4 直扩系统的抗干扰性能分析 (30)5 同步仿真分析 (31)5.1同步参数设计 (31)5.2 PN码的自相关性仿真 (31)5.3 捕获 (32)5.4 跟踪 (36)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录A 英文原文 (43)附录B 中文翻译 (55)附录C 程序 (64)1 绪 论扩频通信是建立在ClaudeE.Shannon 信息论基础之上的一种新型现代通信体制。
跳频通信系统抗干扰性能探讨【摘要】在现代科技技术日益发展的情况下,已经越来越重视战争中对于高科技技术的应用,但是军事环境的恶劣和情势险峻,使得军事通信系统必须保证安全可靠,也就是说通信系统必须具有极强的抗干扰能力,最常用的就是跳频通信系统抗干扰技术。
为了提高军事通信的有效性、保密性和可靠性,世界各国的军事通信技术都加强了研究和应用。
跳频通信系统技术替代了原有的常规电台,成为军事通信技术的重点。
【关键词】抗干扰;通信保密;跳频通信系统跳频通信系统具有其他常规电台所不具有的特点,如抗干扰性强、抗截获能力强、抗衰落能力强、可以进行多网址组网。
因此,在各国的战争之中,为了保证在恶劣的战争环境中,进行可靠安全的通信活动,跳频通信系统技术被广泛应用,并借助计算机仿真技术进行程序仿真,获得了准确性高、灵活性强、抗干扰能力强等诸多优点。
本文将从以下几个方面对跳频通信系统的抗干扰性能进行分析。
1跳频通信系统的优势1、1抗干扰能力强跳频通信系统实行抗干扰效果的原理是“打一枪,换一个地方”,也就是采取游击转移的策略,混淆敌方的视听,使敌方搞不清楚我方的载频规律,从而实现极强的抗干扰能力。
这个工作的原理就是,载频采用伪随机码生成,运行的周期就可以长达几年或者更长的时间,而另一方面,发生变动的频率数量可以达到成千上万个,也就是说,即使敌方在其中一频率上实施干扰或者在多个频率上实施长时间的干扰,也不影响我方信息的传输。
受伪随机码控制的载频频率随跳频速度的增加而降低,进一步降低了通信对抗设备对我新号的截获概率。
1、2频谱的利用率高跳频通信系统可以利用不同地图案或者时钟,在一定的信道宽带内可以容纳多个跳频通信系统同时进行工作,以实现资源共享,提高频谱资源的利用率。
2跳频通信系统抗干扰性能的分析2、1跳频通信抗瞄准式干扰性能分析在对跳频通信系统进行波形瞄准式干扰时,通信对抗设备针对所掌握的跳频通信系统的跳频的特定图案,在进行干扰的过程中,主动调整干扰跳频频率和信号频率的同步变化,以完成干扰。
跳频通信系统的原理及应用引言跳频通信是一种广泛应用于军事和民用通信系统中的通信技术。
它以其安全性和抗干扰性在现代通信领域扮演着重要角色。
本文将介绍跳频通信系统的原理及其在不同领域的应用。
一、跳频通信系统的原理跳频通信系统通过在时间或频域上频繁切换通信频率来减小被敌对干扰的可能性。
其主要原理如下:1.频率跳变:跳频通信系统通过定期改变通信信号传输的频率,使其在一段时间内在多个频率上进行传输。
这种频率跳变的方式大大增加了系统的隐蔽性,使被敌对干扰的可能性降低。
2.序列码技术:跳频通信系统使用序列码技术对传输的数据进行编码。
发送方和接收方都事先约定好相同的序列码,然后将编码后的信号发送出去。
接收方使用相同的序列码进行解码,以得到原始的数据。
3.调频技术:跳频通信系统使用调频技术将数字信号转化为模拟信号进行传输。
调频技术通过改变载波信号的频率来携带数字信号。
二、跳频通信系统的应用跳频通信系统在各个领域中都有不同的应用,以下是几个重要领域的应用示例:1. 军事通信跳频通信系统广泛应用于军事通信领域,主要用于提高通信的安全性和抗干扰性。
通过使用跳频技术,军队可以避免被敌对势力的监听和干扰,提供安全可靠的通信手段。
•保密通信:跳频通信系统的频率跳变和序列码技术使得军事通信更加难以被窃听,保护机密信息的安全。
•抗干扰:跳频通信系统的频率跳变和抗干扰技术使其能够在敌对环境中保持通信质量,在电子战等干扰环境中仍能有效传输。
2. 无线电频率分配跳频通信系统也适用于无线电频率分配问题,特别是在多用户场景下。
通过频率跳变和序列码技术,跳频通信系统可以将不同用户的通信信号进行分离,避免频率冲突和干扰。
•频率复用:跳频通信系统可以实现频率复用,通过在不同时间或空间上切换通信频率,将多个用户的信号分别传输,避免频谱资源的浪费。
•抗干扰:跳频通信系统通过频率跳变和序列码技术,可以抵御环境中的干扰,提高通信的质量和可靠性。
3. 蓝牙通信蓝牙技术是一种基于跳频通信的无线通信技术,广泛应用于近距离通信和数据传输领域。
第34卷 第1期 电 子 科 技 大 学 学 报 Vol.34 No.1 2005年2月 Journal of UEST of China Feb. 2005
高速跳频通信系统同步技术研究
蒋定顺 ,金力军 (西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室 西安 710071)
【摘要】同步是跳频通信系统关键技术之一。针对高速跳频通信系统中同步的主要要求,提出了一种高速跳频通信同步的方案,采用同步字头法和时间信息相结合的方法实现跳频同步。研究了系统定时,跳频图案同步,位同步等问题,并对其同步性能进行了分析。同步性能分析结果表明该跳频通信系统的同步时间短、捕获概率高、虚警概率低。 关 键 词 高速跳频通信; 时间信息; 初始同步; 勤务同步; 虚警概率 中图分类号 TN914.4 文献标识码 A
Research on Synchronization Technique for a High-Speed FH Communication System
JIANG Ding-shun,JIN Li-jun (National Key Lab. Of Integrated Services Network, Xidian Univ. Xi’an 710071)
Abstract Synchronization is one of the key techniques to frequency-hopping (FH) communication system. Based on the main requests of synchronization for a high-speed FH communication system, this paper puts forward a synchronization scheme of a high-speed FH system, which is achieved by using a method combined synchronization-head with time of day (TOD). This paper mainly studies time of system, synchronization of FH pattern, bit synchronization, and so on. The performance of synchronization shows that the synchronization of FH communication system makes synchronization time short, capture probability high, false probability low. Key words high-speed frequency-hopping communication; time of day; initial synchronization; service synchronization; false probability
跳频通信是现代通信领域中一种有效的抗干扰通信手段。对于中低速跳频通信形成直接的威胁主要有跟踪式干扰或转发式干扰。能够有效的对抗这种干扰措施是提高跳速。这样研究高速跳频通信系统成为了必然。高速跳频通信系统有着良好的保密能力和抗干扰能力,但对其实现带来了一系列的技术难题,如同步、组网问题等。如跳频速率越高,同步技术问题难度越大,因此,同步系统是高速跳频通信的核心。
1 高速跳频同步要求 对高速跳频通信系统的同步要求主要有如下5点[1]: 1) 能自动快速实现同步; 2) 同步捕获能力要高,能抗噪声或干扰信号引起的虚假同步,失步后的再同步能力要强; 3) 同一网内的跳频电台任何时间入网都可以实现同步,同步不影响信息传输质量;
收稿日期:2003 − 06 − 11 作者简介:蒋定顺(1977 − ),男,硕士,主要从事数字通信与信号处理、扩频通信方面的研究;金力军(1944 − ),女,教授,主要从事无线通信方面的研究. 第1期 蒋定顺 等: 高速跳频通信系统同步技术研究 49
4) 同步用的频率必须随机分布,对方难以捕获和跟踪,抗干扰能力强; 5) 在短时无线电寂静后,同步能迅速再建立。
2 同步方法与时间信息格式 2.1 跳频同步方法 跳频同步的关键是跳频图案同步。跳频同步字头法是将带有同步信息的同步头置于跳频信号的最前面,收端根据同步字头的特点,可以从接收到的跳频信号中将它们识别出来,作为调整伪随机发生器之用,从而使收发双方实现跳频同步。这种同步方法具有同步搜索快,容易实现,同步可靠等特点。其缺点是一旦同步头受到干扰,整个系统将无法工作。故使用同步字头法应设法提高同步字头的抗干扰性和隐蔽性能。可以采用由时间信息(Time of Day,TOD)控制伪随机序列得到跳频图案同步来避免此缺点[2]。
2.2 时间信息格式 TOD是一个时间变量,随时间的变化而变化,它是由一高精度时钟提供。收发双方的TOD信息保持完
全一致是跳频图案同步的关键。为此设计了一种非线性的TOD表示格式,如图1所示。将TOD分为两段:高段TODh和低段TODl,分别以分钟、跳频间隔为计时单位。收方TODh通过粗同步捕获修正,TODl通过同步
头传送,这样达到与发方TOD一致,从而实现跳频同步。
TODh bit31 bit30 bit29 … bit2 bit1 bit0 TODl
bit31 bit30 bit29 … bit2 bit1 bit0
图1 TOD格式表示
3 高速跳频通信同步方案 跳频通信系统同步包括初始同步,迟入网同步和勤务同步。 3.1 同步序列格式 各种同步的建立离不开同步信息。为提高跳频通信系统同步的抗干扰性和保密性,同步信息包括原始密钥PK、相关码、跳频频率表、网号,TOD信息及其他信息等[3]。原始密钥PK、跳频频率表在电台初始化
时已设定。跳频同步序列组成格式如图2所示。其中前导序列为N1跳,用同步频率发送相关特性较好的相关
码,以便收方通过对它的捕获取得双方的粗同步,完成同步信息的识别功能。帧同步用来作为信息同步的开始。网号用来传送组网信息,只有收发网号相同,才能进行组网。时间信息用来传送TOD低段,保证收发双方随机码同步跳。保留缓冲用于位同步调整及TOD信息更新等。
前导序列 帧同步 网号 时间信息 保留缓冲 图2 同步序列格式 3.2 TOD与同步频率 收方或发方每次进入跳频状态,读完各自的实时钟后,都将时间信息转化成如上所述的TOD信息:TODh
和TODl两部分。使用TODh根据相应的算法计算出一个M位的伪随机序列,为使此伪随机序列真正意义上的
随机,对这一算法提出了很高要求。用此伪随机序列可以从频率表中取出同步频率。 假设采用同步频率有n个,分别用F0,F1,…,Fn−1,则它们与TODh的对应关系为:TODh〈——〉F0,TODh−1〈——〉F1,…,TODh−n+1〈——〉Fn−1。当n值取得越大,则收方的捕获概率越小,捕获时间也越
长,如果n值小,则系统的抗干扰性不好。故n值应选择适中。 3.3 初始同步方案 用一组相关码作为同步信息,它们与同步频率保持一定的对应关系,收方用自己已计算出来的同步频 电 子 科 技 大 学 学 报 第34卷 50
率去不断地扫描。扫描采用慢扫描。收方可以从相同的同步频率中捕获相关码,一旦捕获第一个相关码后,收方就转为正常跳速同步跟跳。如果收方同步跟跳后在随后的K跳中连续收到L个相关码,这里L>K/2,则认为捕获成功;如果L出其相对应频率,由此判断出与发方的时间差,根据此时间差就可以调整收方自己的TODh,使之与发方的
TODh相同。这样初始同步完成。 收方TODl精确值可以通过同步头传送得到。发方TODl可以采用相应的相关码编码(K, k)方式传送,收方
同样采用频率分集方式接收,并且进行大数判决,收方可以接收到TODl的精确值。此时收方可得到与发方
完全一致的TOD信息。收发双方同时在某一确定时刻去启动跳频码发生器,获得伪随机码,又在某一确定时刻去驱动频率合成器,从而实现跳频图案同步。这样初始同步得以实现。 3.4 迟入网和勤务同步方案 迟入网是指未能通过接收初始同步入网的电台或者初始同步后又失步的电台,通过接收勤务信息实现同步。迟入网是通过接收发送方在信息跳中插入的勤务跳来实现同步的,这些含有同步信息的勤务跳一起构成了勤务序列。勤务信息是同步保持及快速再同步的保证。实际上迟入网与初始同步基本类似。 勤务跳可用来做位同步调整。收方通过对勤务信息不停地作相关得到相关峰位置,与期望出现位置相比,根据差值可调整后续跳的跳沿位置,使之与发方跳沿重新对齐。为保证收方调整的可靠性,可根据多跳相关峰位置所得到的差值的平均值来进行调整。同时限定每一勤务跳最多可调整的样点个数。
4 跳频同步实现简要框图 如上所述的系统同步简要框图如图3所示。其中数字信号处理器1(Digital Signal Processor 1, DSP1)是进行同步控制和信号处理的核心部件;信号发送时DSP1完成整个系统同步定时控制,信号调制,驱动频合等任务;信号接收时DSP1完成扫描、捕获、同步跟跳、定时控制、读相关器、对基带信号解调、信道估值和信道均衡等。数字信号处理器2主要完成计算机或电台主控单片机和DSP1的数据交换及组网控制。中频上、下变换器的主要作用是在DSP1和高速A/D/A器件之间完成取样率的匹配。相关器对接收信号完成相关运算。跳频码发生器根据TOD启动加密算法计算出跳频码。实时钟提供系统初始时间信息。 跳频同步控制系统采用中频数字化,基带部分全部可以软件实现,符合软件无线电的设计思想。
数字信号处理器1
数字信号处理器2
异步串口
计算机
主控单片机
中频下变换器模数转换器
中频上变换器数模转换器
跳频码发生器
相关器
实时钟天
线
信道机
频率合成器
图3 跳频同步实现框图 5 同步性能分析 5.1 同步时间 同步时间是指完成同步所需的时间。该方案中同步时间就是初始同步的时间。设初始同步跳共为N跳,