[发明专利]一种频率预置分布式跳频同步方法

说明书

技术领域

本发明属于跳频通信技术领域，涉及一种频率预置分布式跳频同步方法。

技术背景

跳频通信具有很强的抗干扰、抗衰落、抗截获能力和多址组网能力，最初用于军事通信中，逐渐推广到民用领域，如GSM、HomeRF、Bluetooth等都应用了跳频技术。自1963年美国海军Sylvania的BLADES系统中开始采用跳频技术以来，英、法、以色列等国家相继成功地研制出实用的跳频通信系统，到80年代，跳频通信系统已成为世界各军事强国的主要军用通信装备。随着战场干扰环境日趋复杂化以及民用无线电定频干扰日益增多，对跳频通信系统的稳定性和灵活性提出了更高要求，发展一种分布式的能自动避开各种干扰的新型跳频通信体制成为各军事强国研究的热点。

跳频同步是跳频通信的关键技术，无论是传统跳频通信系统还是新发展起来的跳频通信系统，都必需首先解决与系统匹配的跳频同步问题。

现有跳频同步方法大致可分为外同步法和自同步法两大类。

外同步法是将同步信息额外加在其它信息码元之上的同步方法，同步速度快，同步概率高，但发端发送同步信息时不能发送信号，需占据发射信号的功率和一定的带宽。根据同步信息加载位置区别，可分为独立信道同步法、参考时钟法(TOD)和同步字头法。

自同步法是将同步信息离散地插入跳频信号的一个或多个频率中，接收机从这些频率中将离散的同步信息提取出来，用来调整接收机的有关参数(比如伪随机码的相位等)从而完成同步。自同步法可以自动迅速地从接收到的跳频信号中提取同步信息，不需要同步头，可节省功率，且有较强的抗干扰能力和组网灵活等优点。但其同步时间相对外同步法要长，跳频频道数较少，不能实现高跳速和多跳频频道数，在防跟踪和干扰上有一定的局限性。根据捕获方法的不同，自同步法又可分为匹配滤波器同步法、滑动相关同步法、等待搜索同步法、位移等待同步法和快速扫描同步法等。

现有各种跳频同步方法尽管实现同步的方式不同但有两点是共同的：一是同步建立时都需经过初始捕获、同步识别、同步跟踪等复杂的处理过程；二是信号传输都是间歇式的。同步建立的复杂过程以及间歇式信号传输在很大程度上限制了跳频通信系统的灵活性、可靠性以及对各种复杂通信环境的适应性，无法支持具有现代网络结构概念的多用户分布式跳频通信系统。

发明内容

本发明的目的是提出一种频率预置分布式跳频同步方法，该频率预置分布式跳频同步方法具有更强的抗干扰性、抗截获性，能够实现信息无缝连接和信号中继传送。采用本发明的频率预置分布式跳频同步方法，可以发展出具有现代网络结构概念的多用户分布式跳频通信系统。

本发明的技术解决方案如下：

一种频率预置分布式跳频同步方法，包括跳频通信系统的同步建立步骤和同步保持步骤，跳频通信系统依照一个给定频率序列跳频，跳频通信系统内每一部跳频电台依照事先分配的本征频率序列跳频，通过勤务频率发布同步信息；跳频通信系统经过初始化、首入网、迟入网方式完成同步建立，采用先确认后中止方式和频率预置方式实现同步保持；

跳频通信系统由N≥3部跳频电台组成，所有跳频电台都采用全双工通信方式，每一部跳频电台都能同时发送信号并接收跳频通信系统内其它跳频电台的信号，形成一对多发送信号、多对一接收信号的分布式网状信号连通结构。

所述的给定频率序列是对照一个混沌伪随机序列从跳频频率表中依次抽取频点生成；混沌伪随机序列是在给定跳频密钥条件下采用伪随机序列均匀化算法由混沌状态序列生成；

本征频率序列由给定频率序列根据跳频电台依次划分生成；所述的勤务频率是跳频通信系统初始化时在跳频频率表中随机指定的频点。

所述的同步信息由电台号、拓朴码和系统跳频时钟码三部分组成；电台号用于电台识别，拓朴码用于跳频通信系统连通状态分析，系统跳频时钟码用于迟入网同步时计算确定频率预置的起始点。

所述的初始化是跳频通信系统建立跳频通信前的跳频参数选择和程序准备，跳频参数选择包括确定系统跳频密钥、跳频频率表、跳频频率补表和勤务频率表；程序准备包括生成勤务同步信标，将跳频参数和勤务同步信标存入系统内存；

所述的首入网是指跳频通信系统中某一跳频电台初始化后在一定时间阈值内在勤务频点上没有收到同步信号，则按照本跳频电台的本征频率序列跳频，并在勤务频点上发送同步信息；

所述的迟入网是指跳频通信系统中某一跳频电台初始化后在一定时间阈值内在勤务频点上收到同步信号，根据同步信号将解调器分别置于跳频通信系统将要跳到的第一个频点和第二个频点上，当在第二个频点上收到系统内的信号时，则按照本跳频电台的本征频率序列跳频，并在勤务频点上发送同步信息。