高速跳频通信系统同步技术,该文是关于通信系统相关本科论文开题报告范文跟跳频和通信系统和高速方面论文写作资料范文.
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【摘 要】 在跳频通信系统中,同步是一项关键技术.本文以高速跳频通信系统为例,按照其主要的同步要求,跳频同步利用同步头结合时间信息的方法实现,并对相关问题问题作出研究,如系统定时、位同步等,为实践提供参考.
【关键词】 高速跳频通信系统 同步技术 方案
前言：现代通信领域中,抗干扰通信手段存在多种,其中一种有效手段即为跳频通信.跳频通信中低速情况下,跟踪式干扰、转发式干扰为主要的直接威胁,将跳速提高为对抗这两种干扰的最佳方法.对于高速跳频通信系统来说,其不仅抗干扰能力良好,而且保密能力比较高,不过实际实现过程中,在同步方面遇到了技术难题,较难实现同步.因此,本文研究了高速跳频通信系统的同步技术,旨在为高速跳频通信系统的实现提供可行的理论参考.
一、跳频同步方法
目前,有多种方法可以实现跳频同步,如独立信道法、同步头法等,其中,同步头法是指将一个同步头在通信建立之前发送出去,同步则利用该同步头实现.跳频序列生成的所有信息都包含在同步头中,依据同步信息,接收机实现跳频同步.同步头法的特点包含快速同步搜索、实现难度低、可靠性强等,跳速可以很高的实现,但尽管专门的同步信息信道并不需要,却仍然对通信信道的频率资源和信号功率做出挤占.同时,干扰一旦发生在同步头中后,整个系统的正常工作均无法开展.因此,跳频同步采用同步头法实现时,同步头抗干扰性及隐蔽性的提升需有效解决,本文解决此问题时,采取结合时间信息的方式,即伪随机序列由时间信息控制,使跳频图案同步获得.
二、设计同步序列格式
为能将同步抗干扰性能、保密性能增强,需对原始密钥、跳频频率表等信息同步.系统初始化过程中,原始密钥、跳频频率表已经设定,所以只需设计跳频同步序列.跳频同步序列由多个部分组成,如前导序列、时间信息TOD、网号等,其中,前导序列是一组伪随机码,具有良好的相关性,接收方捕获前导序列后,双方的同步可粗实现,完成识别同步信息；帧同步的作用为开始信息同步；网号用于组网信息的传送,只有网号相同情况下才能收发、组网；时间信息负责TOD 低段的传送,使收发双方伪随机码同步跳得到保证；保留缓冲的功能为调整位同步、更新TOD 信息[1].
TOD 属于时间变量,时间出现变化后,TOD 也会相应变化,其来源于高精度时钟.接收方与发送方保持完全一致的TOD 信息时,可以实现跳频图案同步.基于此,本文进行了非线性TOD 表示格式的设计,共2 段,一段为高段TOD,计时单位为分钟间隔,另一段为低段TOD,计时单位为跳频间隔.经粗同步,接收方高段TOD 进行捕获修正,同步头将低段TOD 传送给发送方,实现TOD 的一致,最终达到跳频同步的目的.跳频状态每次出现在接收方或发送方时,实时钟读取完成后,转化时间信息,变为包含低段和高段的TOD 信息,再按照算法,将伪随机序列算出,至此,真正的实现了伪随机序列的随机.
三、高速跳频通信系统同步方案
3.1 初始同步方案
同步信息选择一组相关码,其一定的对应同步频率,接收方先将同步频率计算出来,再用此频繁的进行慢扫描.通过相同的同步频率,接收方可将相关码捕获,第一个相关码捕获之后,接收方的跳速即转变为正常,同步跟跳.同步跟跳后,在随后的K 跳中,假如接收方连续收到的相关码共L 个,若K/2 ＜ L,则认为成功捕获,若K/2 ＞ L,则认为未成功捕获,重新进行慢扫描[2].成功捕获之后,接收方以相关码为依据,将与其对应的同步频率确定,据此判断与发送方之间存在的时间差,再对自己的高段TOD 信息做出调整,以能一致于发送方的高段TOD 信息.由此,即完成了初始的同步.
利用同步头,接收方可获得精确的低段TOD 值.发送方传送低段TOD 信息时,采取的方式为相应相关码的编码（K,k）,接收方的接收则利用频率收集方式,同时开展大数判决,获得低段TOD 精确值.这之后,接收方获得的TOD 信息将会完全一致于发送方.某一确定时刻,接收方与发送方同时将跳频码发生器启动后,伪随机码获得,在另外一个确定时刻,再将频率合成器驱动,实现初始同步.
3.2 迟入网和勤务同步方案
电台未能利用接收实现初始同步入网,或初步同步实现后走失时,即可利用迟入网和勤务信息来重新实现同步.利用迟入网实现同步时,发送方要先将勤务跳插入到信息跳中,之后接收方接受该信息跳,因勤务跳中包含同步信息,所以所有的勤务跳共同形成了勤务序列.通过勤务信息,能够保持同步,并保证再次快速的实现同步.实际上,迟入网同步方案基本相同于初始同步.
结论：本文利用同步头结合时间信息的方法设计了高速跳频通信系统的同步方案,能够良好的实现跳频同步,且具有较强的抗干扰能力和隐蔽性,可靠性好,可用于高速跳频电台实践中.
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