摘 要:简要介绍了抗干扰通信中同步的方式和作用,阐述了一种扩跳频自同步方法和一种纯跳频同步方法,给出了试验结果,对该技术的发展进行了评价和预测。
关键词:抗干扰通信;跳频;同步;现场可编程门阵列
synchronization scheme for anti-jamming communication
abstract:synchronization schemes and functions in anti-jamming communication are introduced. a spread spectrum and frequency hopping self- synchronization scheme and a frequency hopping synchronization scheme are described. the test result is given. finally, development trend of this technology is evaluated and predicted.
keywords: anti-jamming communication; frequency hopping;synchronization; fpga
一、概述
随着技术的发展,现代战争中信息战的作用越来越大。在复杂的信息量需求越来越大的战场环境中,通信的抗干扰能力是指挥、通信畅通无阻的有力保障。
目前的抗干扰通信在信道调制上主要采用扩谱、跳频、跳时等方式。
跳频同步分为同步头同步、自同步和参考同步。同步是通信中信息有效传输的关键。快速有效的同步配合有效的保密算法、纠错算法、数据交织算法、频率分集算法、文件压缩算法等数据基带处理算法可成为现代军事抗干扰通信最实用的发展方向。
在无线通信中参考同步一般采用gps授时同步,但在军用通信中,为了不受制于人,采用别国的卫星系统需谨慎,必须保证有安全可靠的备份方案。
二、一种扩跳频同步
1 扩跳频通信设备中同步单元的位置
在扩跳频通信设备中,信号解扩后成为中频相关峰信号,该信号检波后为视频相关峰信号,该信号作为同步单元的输入信号。
2. 同步过程和依据
同步分为2步:相位同步和跳频同步。跳频同步分为搜索、同步和失步判断。同步的依据是:视频相关峰信号在理想的情况下是周期性的,其周期为信道传输速率;发端的跳频时钟也是是周期性的,其周期为跳频速率。发射的信号见图1。
输入信号整形和分路是把输入信号变成一定宽度的脉冲(间隔距离大于信号周期的1/16)后按脉冲顺序循环分配到各相关通道,见图2。
3. 相位同步
相位同步是同步的基础,所以相位同步必须尽量保证最高的同步概率和最低的错同步概率。
根据信号特征,相位同步采用最大似然判决提取,即在有可容忍噪声信号的情况下,输入的视频相关峰主峰超过检测门限的概率会大于旁瓣超过检测门限的概率,在一定信号量中,根据概率分布的差别来判断确认主峰的相位信息即相位同步信息。
具体的方式是采用相关通道进行判断,实际是采用多路相关通道进行交替判断以减少同步时间和降低相位误差量。图3是相位同步原理简图。
各相关通道根据本路的输入产生以该相位为基础的8个标准周期的脉冲与整形后信号进行相关比较,根据相关度判定该路该次输入的相位信息是否为主峰。8个标准周期的脉冲的宽度即为允许的相位误差。相关度即为似然门限,门限越高则同步概率越低错同步概率越小。
4. 跳频同步
跳频同步的输入为上述整形后的相关峰,收端以规定跳速的1/8跳频,当位同步建立后发现有连续相关峰输入(设门限制判断是否是连续输入,比如在一定时间内输入的相关峰数量超过规定门限,以尽可能防止在该步骤误操作影响同步时间,该步骤误操作在后面步骤判断要花费大量时间)则停跳,搜索完成。
计数器清0。等待相关峰输入消失(默认为对方跳到下一频点),相关峰输入消失的依据一定时间内无输入,一般选择3个信号周期,因为在收发处在同频时连续丢失3个相关峰的概率几乎为0。用相位记录1记录默认对方跳到下一频点的相位,跳到下一频点,计数器加1。重复本步骤,用相位记录2记录默认对方跳到下一频点的相位,跳到下一频点,计数器加1。比较相位记录1、2的相位误差,超过范围计数器置1。重复操作,交替用相位记录1、2记录,到计数器的值达到门限规定,则完成了同步,认为该默认相位为发端跳频相位。
失步判断以位同步的各相关通道在一定时间内均没判出主峰为依据。
5实现
方案的实现用vhdl编程于fpga来完成,现已在多个工程上进行了验证。该方案占用资源小,同步效率高,满足实用要求。
三、一种纯跳频同步
纯跳频(fh)通信模式具有很强的隐蔽性(抗跟踪监听能力)和较强的抗干扰能力,该通信模式频率资源利用率高,传输效率高,可有效应用于军事航空话音通信和数据通信,特别是在数据链的发展领域具有较高的研发价值。
本方案的











