[发明专利]一种自适应跳频图案的产生方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，更为具体地讲，涉及跳频通信系统中一种自适应跳频图案的产生方法。

背景技术

跳颇通信是一种扩频通信技术，它将通信频段划分成若干窄带子信道，并用子信道的中心频率来标识这些子信道，在通信中通过类似随机选择这些频点对应的信道，即周期性地改变通信子信道的频率进行通信，因此被称为跳频通信，正是由于其瞬时工作频点的随机跳变性，具有抗干扰，抗截获等优点，被广泛应用于需要保密的通信领域。

跳频通信中的关键技术包括跳频同步、跳频图案生成等。这是因为由于跳频的频率是跳变的，收发双方必须依次按同样的方式进行跳变频率，即进行同步跳变（发方发送的跳频点与收方接收的跳频点一致）才能进行正常通信，也正是这样，跳频同步过程是敌我双方关注的焦点问题之一。另一方面，跳频图案决定了跳频通信中频率跳变的规律，只有收发双方同步一致的跳变才能进行通信，如果敌方一定通过情报或电子手段侦测或破解了跳频图案，就可以有针对性地进行窃听或干扰，因而跳频图案必须设计得足够复杂才能具有良好的抗干扰和抗截获能力。为此，理论上采用具有类似噪声特性的跳变规律是最佳的，但实际应用中只能产生特定长度的伪噪声序列用于控制发射机的频率跳变，这就使频率跳变的规律呈现伪随机特性，其破解难度与跳频同步机制、跳频速率（即单跳持续周期的倒数）、跳频图案的频率集大小及其周期有关。一般而言，跳频图案速率越高，跟踪越难，跳频周期越长，捕获整个跳频图案的可能性越小，破解难度越大，而频率集的大小主要反映抗干扰能力，如仅有两个频点的跳频图案也可以做到非常的长，但很容易被干扰，只需要在已知频率集大小的情况下针对这两个频点进行阻塞式干扰即可。

现有跳频图案通常有两种产生方法，一是基于线性运算的伪随机序列，二是基于非线性运算的伪随机序列。前者实现简单，如m序列，M序列，Gold序列等通过线性移位器实现，为了产生较长周期的伪随机序列，都使用级数较多的线性移位寄存器；后者采用了非线性函数发生器得到伪随机序列，但难于保证不同伪随机序列间的正交性或准正交性，即容易造成跳频网络中各个跳频电台之间的跳变频率重叠或碰撞问题，所以目前大多仍采用线性发生器。

但是这些序列的特性和序列结构已有非常成熟的研究成果，其结构破解是很容易的，即敌方能够构造出所有的序列来进行匹配搜搜，但真正破解是很难的，原因在于：①跳频图案对应的随机序列可以是所有序列中的一个，而码空间的大小使得这种穷举搜索是不可行的，②即便是知道使用了哪个序列，跳频图案的相位跟踪在跳频图案周期很长（最大为年的数量级）的情形下也是很难的。尽管如此，已有研究表明基于高阶累积量统计的方法对伪随机序列的特性进行评估理论上可以实现快速序列匹配及其相位估计。另一方面，一旦某一部跳频电台落入敌手，其序列产生原理可以通过软硬件分析得出，因而其固定跳频图案的模式就成为己方跳频网的最大威胁，因此急需一种动态的跳频图案产生机制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自适应跳频图案的产生方法，以实现跳频图案的动态产生，提高跳频图案的抗截获性。

为实现上述发明目的，本发明自适应跳频图案的产生方法，通信双方通过同步过程获得相同的伪随机序列发生器初始序列，并根据该初始序列生成跳频图案控制字r_t，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、通信双方进行信道估计，得到相同的信杂比SNR、信干比SIR；

（2）、通信双方利用调整函数V_t=f(SNR,SIR)生成跳频图案的调整因子V_t；

（3）、通信双方通过调整因子V_t和伪随机序列发生器生成的跳频图案控制字r_t运算得到跳频图案控制字该跳频图案控制字用于构成跳频码，在跳频码中依次取出二进制数，并作为索引值根据频率映射表取出对应的频率作为当前的频点；

（4）、重复步骤（1）～（3），构成频率按时间变化的样式即跳频图案。

本发明的发明目的是这样实现的：