跳頻通信中的抗干擾同步算法研究

摘要：跳頻通信體制以其較好的抗干擾和低截獲性能，在軍事通信中有著廣泛的應(yīng)用，其中跳頻同步是該體制的關(guān)鍵技術(shù)之一。為提高跳頻通信系統(tǒng)抗干擾性能，提出了一種具有自適應(yīng)抗干擾能力的跳頻同步方案，并給出了系統(tǒng)框圖及關(guān)鍵算法分析及性能討論。最后仿真結(jié)果表明，該同步方案具有抗干擾能力強(qiáng)，捕獲概率高，虛警概率低的特點(diǎn)，而且在保證同步時間要求的前提下，具有根據(jù)信道特性，自適應(yīng)地調(diào)整抗干擾門限的能力。
關(guān)鍵詞：跳頻同步；捕獲概率；虛警概率；抗干擾；自適應(yīng)

0 引言
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。
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
跳頻系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示。

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。