[发明专利]一种OFDM系统中的跳频抗截获的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种OFDM系统中的跳频抗截获的方法，属于无线通信的技术领域。

背景技术

跳频是无线通信中常用的一种扩频方式，其工作原理是收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化。从通信技术的实现方式来说，跳频技术是一种用码序列进行多频频移键控的通信方式。从信号频谱角度来看，跳频信号一般占用很宽的频带。

常用的跳频码序列是基于m序列、RS码等设计的伪随机序列。这些伪随机码序列通过移位寄存器加反馈结构来实现，结构简单，性能稳定，能够较快实现同步，它们可以实现较长的周期，汉明相关特性也比较好。

跳频通信的优点是抗干扰，与定频通信相比，跳频通信比较隐蔽也难以被截获。定频干扰只会干扰部分频点，只要对方不清楚载频跳变的规律，就很难截获通信内容。但常规跳频通信的缺点是：1)占用带宽大；2)跳频速度受限；3)对大功率宽带干扰没有抑制能力。下面我们对这些缺点分别予以详细说明。

1)常规跳频通信随机改变载波频率，不同载频的信号频谱之间完全不重叠或仅有小部分重叠。假如信号带宽为B，如果不同载频之间信号频谱不重叠，则N个频点的跳频系统使用的总带宽为NB。当前由于对通信系统的传输数据率需求越来越高，单个频点的信号带宽也变得越来越宽，例如只采用15个频点、单个频点信号带宽为20MHz时，总的信号带宽就将达到300MHz。这么大的带宽给射频链路设计以及AD/DA变换等都将带来很大困难。

2)常规跳频系统转换工作频点时需要改变振荡器的输出频率，并且需要锁相环重新进入稳定跟踪状态，这需要较长的时间，因此目前最快跳频速度只有几万次每秒。

3)当面对大功率宽带干扰时，如果干扰频谱覆盖跳频系统工作的全部频点，则常规跳频系统失去抗干扰能力，通信性能急剧恶化。

发明内容

本发明的目的是提出一种OFDM系统中的跳频抗截获的方法，从而提高信干噪比，降低宽带干扰带来的影响。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种OFDM系统中的跳频抗截获的方法，包括窄带干扰时的小幅跳频方法和宽带干扰时的随机跳频方法，其中小幅跳频方法包括以下步骤：

(1)确定通信系统的子载波个数N，其中空子载波个数为N₀，数据子载波个数为N₁，导频子载波个数N₂，数据子载波标号为k＝0,1,...,N₁-1，未跳频时插入导频后的数据子载波标号为f(k)；

(2)生成周期为T的伪随机序列a(n)，其中n＝1,...,T，再截取其中一段长度为T₁的序列a₁(n)，并将其转换为M进制序列b(n)，长度为T₂，其中为整数，n＝1,2,...,T₂,M≤N₀；

(3)根据伪随机序列的取值调整每个OFDM符号中数据子载波的位置；

(4)对插入导频后的子载波进行映射得到最终的频域序列，再经过IFFT发射出去；

(5)接收端经过FFT解映射、删除导频后得到接收端频域序列，再生成与发射端相同的M进制序列，进一步解得每个数据子载波原始标号上对应的数据值，完成解跳频；

其中宽带干扰时的随机跳频方法包括以下步骤：

(1)在未跳频状态下对应的N₀个空子载波和N₁个数据子载波中随机选取N₂个子载波，再用这N₂个标号对应的子载波用来传输数据；

(2)对插入导频后的子载波进行映射得到最终的频域序列，再经过IFFT发射出去；

(3)接收端经过FFT解映射、删除导频后得到接收端频域序列，根据解出的随机函数的种子，即得到随机选取的N₂个子载波，再进一步解出这N₂个子载波上的数据值，完成解跳频。

其中随机跳频方法中的步骤(1)中随机选取标号的过程在不同的OFDM符号中相互独立，且在N₀+N₁个子载波上满足均匀分布，并记录所采用的随机函数的种子，附在数据中。

本发明的有益效果：