[发明专利]减少跳频通信系统跳频信号同步时间的方法与电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要用于短波调频电台、移动无线电话网及卫星通频技术的跳频通信系统，尤其是跳频信号接收设备在通信建立阶段的快速同步方法，本发明能够显著减少跳频信号的同步时间。

背景技术

随着无线电通信技术的发展,跳频通信系统已经广泛应密安全问题已经成为人们关注的一个焦点。跳频通信是一种数字化通信，是 扩频通信的一种。在这种通信方式中，信号传输所使用的射频带宽是原信号带宽的几十倍、几百倍以至几千倍。但仅就某一瞬间来说，它只工作在某一频率上。它的主要作用是使跳频通信发射的载波按一定规则的随机跳变序列发生变化。跳频通信是现代通信领域中一种有效的抗干扰和抗截获通信手段。跳频通信正常工作的核心技术之一是实现收发双方的同步。跳频通信一般分为两种：跳频频率高于信元码率时，称作快速跳频。跳频频率低于信元码率时，称作慢速跳频。跳频同步性能的好坏对于跳频通信系统性能有极大的影响。跳频是最常用的扩频方式之一，其工作原理是指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的通信方式，也就是说，通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变。从通信技术的实现方式来说，"跳频"是一种用码序列进行多频频移键控的通信方式，也是一种码控载频跳变的通信系统。时域上来看，跳频信号是一个多频率的频移键控信号；从频域上来看，跳频信号的频谱是一个在很宽频带上以不等间隔随机跳变的。实现跳频通信的关键是，收发双方受伪随机码控制的、用来改变载频频率的本振频率必须严格同步。跳频同步的要求是：自动、迅速、可靠、能抗干扰，失步后能迅速同步。在跳频系统中接收机本地输出的跳变频率必须与发送端的码控跳频器产生的频率严格地同步,才能正确地进行相关解调,解调出有用信号。但由于时钟漂移、收发信机之间距离不定,产生了时间差异,又因为振荡器频率漂移等引起的收发失步, 所以同步的过程就是搜索跳频频点,消除时间与频率差的过程,以保证收发双方码相位与载波的一致性。只有建立起准确的跳频同步,跳频系统才能正常工作。同步建立的快慢和同步系统的抗干扰能力直接影响着整个跳频系统的性能,它已成为跳频通信的关键技术。跳频同步包括跳频信号的捕获与跳频信号的跟踪两部分。常规跳频通信实现同步的方法主要采用精确时钟法、独立信道法、同步字头法、匹配滤波器法和自同步法等，包括同步时间收端采用快速扫描驻留同步的方法。由于各种方法单独使用都存在需要利用固定频点传输同步信息，同步时间长、同步困难的缺点，因此目前常用的同步方法大多都是几种方法的整合，如基于精确时钟法和同步头法等。

随着现代电子技术和电路的发展，跳频通信系统向高速跳频、超高速跳频方向发展，跳频图案也越来越复杂。与以往的跳频通信系统相比，这两方面的发展使跳频信号的抗截获能力和抗干扰能力得到了大幅提升，能够很好保障传输信息的安全性。高速跳频信号在提供这些优势的同时也给跳频信号的同步带来了更大的挑战，跳频速率越高，跳频图案越复杂，抗截获和抗干扰能力越强，但跳频同步实现难度也越大。以往的跳频同步方法由于存在同步时间长、同步难的问题，已经难以实现对超高速、复杂跳频图案跳频信号的同步。因此，需要采用新的跳频同步方法来完成对高跳速、复杂跳频图案跳频信号的同步。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术在高跳速、复杂跳频图案跳频信号同步过程中存在的同步时间长、同步概率低的问题，提供一种同步时间短、捕获概率高、虚警概率低、抗干扰能力强，能够显著改善跳频信号同步性能的跳频同步方法。