復(fù)雜電磁環(huán)境下的現(xiàn)代戰(zhàn)場上,存在著很多人為干擾,這些有針對性的干擾信號會嚴(yán)重地影響我方在戰(zhàn)場上的信息傳輸?,F(xiàn)今對抗干擾的方法有擴(kuò)頻通信、信道糾錯編碼等技術(shù)。其中作為擴(kuò)頻通信中的跳頻通信,以其抗干擾、抗衰落、抗截獲等優(yōu)良性能,在軍事通信中有著及其重要的地位。
跳頻通信 中,跳頻同步策略對于系統(tǒng)的性能指標(biāo)有著極大的影響,是系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵所在。由于跳頻同步策略中用到的頻點(diǎn)數(shù)量相對隨機(jī)跳的頻點(diǎn)數(shù)量少得多,而且由于其重復(fù)性很高,極易受到敵方的偵測和干擾,給系統(tǒng)的可靠性帶來極大的隱患。通常的同步頭法和自同步法的跳頻同步策略,很難抵抗敵方的單音和多音干擾,而精確時鐘法易受時鐘漂移的影響,同步的精度不夠,不利于在可靠性要求極高的軍用通信中使用。
(資料圖片)
在敵方偵測到我同步跳頻點(diǎn)并開始加以干擾的過程中,我方有少許時間是可以有效通信的,故我方認(rèn)為對于最先接收到的信息給予較高的信任度,在后續(xù)的信號處理中起到很重要的作用;同時我方需要能夠僅用幾位有效的頻點(diǎn)信息就能夠完成同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳的工作(跳頻同步),其余信息可以作為剔出干擾的校驗(yàn)信息,故設(shè)計策略要求在獲得較少的有效頻點(diǎn)峰值信息的情況下,可以有效地完成跳頻同步工作的要求,所以需要在同步頭序列中加入定位信息。
1 跳頻同步頭的設(shè)計
為了完成提出的在獲得較少有效頻點(diǎn)峰值信息的情況下,可以有效地完成跳頻同步工作,需要設(shè)計發(fā)送端同步跳的跳頻序列。
若使用跳頻同步搜索方法,接收端在獲得有效頻點(diǎn)峰值信息的時候,可以從中獲得的信息有:
頻點(diǎn)信息,即F1,F(xiàn)2,F(xiàn)3,F(xiàn)4;頻點(diǎn)的前后順序關(guān)系,即F1頻點(diǎn)接的是F2頻點(diǎn),而不是其他頻點(diǎn);頻點(diǎn)之間的間隔信息,即F1與F3之間的間隔為一跳。
將發(fā)送端頻點(diǎn)序列設(shè)計成F1,F(xiàn)1,F(xiàn)2,F(xiàn)3,F(xiàn)4,F(xiàn)3,F(xiàn)2,F(xiàn)1,F(xiàn)3,即按照上面的3條信息分析,由此序列中任意的兩個頻點(diǎn)的信息,都完全可以確定它們在此序列的位置。由于發(fā)端序列中任意兩個頻點(diǎn)所確定的位置信息是惟一的,故可以推斷出當(dāng)前收到的頻點(diǎn)信息與同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳位置之間的距離,亦可以給出同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳的時間信息,這是所需要的,而且以同樣頻點(diǎn)組成的這樣的序列有很多組,可以保證發(fā)端同步序列在頻點(diǎn)確定的情況下可以有較大的選擇空間。
2 系統(tǒng)框架
其中頻點(diǎn)跟蹤同步、同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳定時信息的確定及抗干擾處理是此處提出算法策略的重點(diǎn)。由于本文算法是從接收到能量峰值、頻點(diǎn)值和峰值之間的距離來提取所需要的信息,而不是頻點(diǎn)傳送的調(diào)制信息,故本文的算法策略對于調(diào)制方式?jīng)]有限定,可以很好地和現(xiàn)行的各種調(diào)制解調(diào)方式相結(jié)合。
3.1 接收端峰值的計算
接收端以4倍發(fā)端速度在F1,F(xiàn)2,F(xiàn)3,F(xiàn)4四個頻點(diǎn)上進(jìn)行循環(huán),并且對接收到的信號進(jìn)行下變頻,求出其能量,同時記下峰值出現(xiàn)的時刻值,由發(fā)送端同步頻點(diǎn)序列的設(shè)計可知,同一頻點(diǎn)連續(xù)的峰值個數(shù)不會超過兩個,此一點(diǎn)是去除單頻干擾的信息的簡單方法。
3.2 接收端峰值信息模板
根據(jù)發(fā)端頻點(diǎn)序列,設(shè)計接收端4個模板序列,分別代表本地接收頻點(diǎn)與發(fā)端頻點(diǎn)的四種對齊方式,如圖4所示。其中F1~F4代表4個頻點(diǎn)的峰值,一代表沒有峰值出現(xiàn)的情況。這4個模板代表了接收端4種可能的與發(fā)送端頻點(diǎn)對齊產(chǎn)生峰值信息的組合形式。用本地實(shí)際收到的頻點(diǎn)峰值信息組合與4個模板的比較,可以迅速地確定收到的頻點(diǎn)峰值信息在序列中的位置,同時給出同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳的時間信息。
3.3 接收端頻點(diǎn)峰值信息組合
由設(shè)計的發(fā)送端序列的性質(zhì)可知,接收端頻點(diǎn)峰值的任意組合均可正確地給出同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳的時間信息,所以為了充分利用得到的頻點(diǎn)信息,提高抗干擾能力,故對收到的頻點(diǎn)峰值信息進(jìn)行組合。每收到一個新的頻點(diǎn)峰值信息以一定的概率與之前收到的頻點(diǎn)峰值信息進(jìn)行組合,保證最先收到的頻點(diǎn)峰值信息有最大的權(quán)重。
3.4 利用頻點(diǎn)信息的不同組合計算時間信息
由3.3節(jié)得到的各種頻點(diǎn)峰值信息的組合分別和本地產(chǎn)生的4個模板進(jìn)行滑動相關(guān),得到組合序列在模板中的位置,從而得到同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳時所需要的時間信息。由于正確的頻點(diǎn)峰值信息的任意組合,他們在序列中所指示的位置是確定的,干擾頻點(diǎn)的峰值信息他們的組合在序列中所指示的位置是不確定的,是發(fā)散的。所以當(dāng)接收到一定數(shù)量的頻點(diǎn)峰值信息后,將這些峰值信息進(jìn)行全組合,然后在序列中搜索他們所指示的跳轉(zhuǎn)位置,取這一步中指示跳轉(zhuǎn)位置最多的那個作為同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳的跳轉(zhuǎn)位置。
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