[发明专利]一种适用于卫星通信的猝发跳频传输快速同步方法

说明书

本发明公开一种适用于卫星通信的猝发跳频传输快速同步方法，涉及卫星通信中的跳频同步技术，包含以下几个步骤：步骤一、用户站接收广播的TOD信息，同时估计信号传播时延；步骤二、用户站推算猝发跳频信号发送时的参考TOD值，并生成跳频图案；步骤三、用户站按照猝发跳频信号帧结构及跳频图案发送同步和数据信息；步骤四、地面站进行猝发跳频信号捕获和TOD值恢复，实现快速跳频同步。本发明设计猝发跳频信号中同步序列载波频率按跳频图案跳变，保证猝发信号的抗干扰和抗侦察定位性能，同时通过在发送端设计同步信号结构，使得接收端能够完成猝发跳频信号快速同步。

技术领域

本发明涉及一种卫星通信中的猝发跳频传输快速同步方法，属于卫星通信领域。

背景技术

卫星通信具有覆盖区域广阔、不受地理条件和陆地灾害影响、通信容量大等特点，目前已在军事、商业以及应急救灾等领域得到广泛应用。但是卫星信道的开放性使其易于被干扰和截获。为了有效提升卫星通信的抗干扰、抗截获能力，将跳频技术引入卫星通信，从而融合跳频在抗干扰和抗截获方面的技术优势。在跳频卫星通信中，考虑某些特殊用户站与地面站的传输要求具备抗侦察定位能力，需要采用猝发通信方式，设计猝发跳频传输体制。

猝发跳频传输中首先需要完成跳频同步，进而实现突发捕获以及信号解调。目前实现跳频同步的方法主要有参考时钟法、独立信道法、自同步法、同步字头法和基于时间信息(Time of Day,TOD)的同步方法。其中基于TOD的跳频同步方法中，同步序列载波频率能够跳变，具有较强的抗干扰、抗侦察能力，但无法适用于猝发跳频传输。猝发跳频信号的跳频同步主要采用同步字头法，并且同步头传输使用固定频点，降低了猝发跳频信号的抗干扰、抗侦察能力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提出一种适用于卫星通信的猝发跳频传输快速同步方法，使得同步序列载波频率能够跳变，同时保证猝发跳频信号的可靠捕获与接收，从而满足卫星通信中特殊用户的抗干扰、抗侦察使用要求。

一种适用于卫星通信的猝发跳频传输快速同步方法，具体包括以下步骤：

步骤一：用户站接收地面站通过卫星广播的信号，提取卫星广播信号中的同步信息和TOD信息，提取的TOD信息记为TOD_R；同时用户站根据自身位置信息和卫星轨位估计信号传播时延，并将其记为T_d；

步骤二：用户站利用提取的TOD_R和估计得到的信号传播时延T_d，计算得到猝发跳频信号发送时的参考TOD，记为TOD_T；根据TOD_T值，采用设定的基于TOD的跳频图案生成方案生成信号跳频图案；

步骤三：用户站生成猝发跳频信号中的同步序列和当前时刻的TOD信息，将待发送的数据信息与同步序列、TOD信息复接构成完整的猝发跳频信号帧，并基于跳频图案生成猝发跳频信号的载波频率，之后按照帧结构发送；

步骤四：地面站基于本地跳频图案和同步序列进行猝发跳频信号捕获，之后获取猝发跳频信号中TOD信息；根据获取的TOD信息，采用与用户站相同的跳频图案生成方案生成新的跳频图案，实现猝发跳频信号快速跳频同步。

其中，步骤二中计算TOD_T的表达式为：

TOD_T＝TOD_R+2×round(T_d/Δ_TOD)

式中round(·)表示近似取整；Δ_TOD为TOD信息表示的单位时间。

其中，步骤三中猝发跳频信号中的同步序列为伪随机序列，同步序列和TOD信息发送时，每一跳两侧添加保护间隔，并且保护间隔长度根据可能存在的最大同步误差确定。

本发明的优点在于：