跳频通信系统中同步技术研究
宽带抗干扰通信系统的跳频同步研究及应用
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｎ ｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｐ ｆｅ ｕ ｎ ｙ Ｓ ｎ ｈ ｏ ｉａ ｏ ｔ ｄ ｎ ａ ｄ Ａｐ ｌ ｔｏ ｆＨｏ —ｒ ｑ ｅ ｃ ｙ ｃ ｒ ｎ ｚ ｔ ｎ ｃ ｉ
ｏ ｉｅ ａ ｄＡｎｉ ａ ｆＷ ｄ ｂ ｎ ｔｊｍｍｉｇＣ ｍｍｕ ｉａｉｎ Ｓ ｓ ｍ － ｎ ｏ ｎｃ ｔ ｙｔ ｏ ｅ
在 现代 通 信领 域 ， 扩 系 统 和跳频 系统都 具 有 直 良好 的抗干扰 能 力 ， 过 它们 各 自都 有 一定 的 局 限 不
性， 比如直 扩系统 的处 理 增 益受 扩 频 码 率和 信元码
率的限制 ， 而跳 频 系统 在 跳 速 不 高时 就 很容 易 被 跟 踪 和干扰 ， 将跳 频 和扩 频 混 合构 成 的跳 扩 混台 系统 则正 好将 跳 频 系统 和 直 扩 系统 的优 势 及 局 限 性互
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பைடு நூலகம்
也 弘 技 ２２ 第 期 ０ 年 １ ０
文章编 号 ：０ １ ９ Ｘ（０ ２ ０ —００ １０ —８ ３ ２ ０ ） １ １６—０ ４
ＥＷ Ｒ ＆ ＯＭ Ｎ络 Ｉ ＴＯＫ ＣＭ ＵＩ与 信 网Ａ通 ＣＴ Ｎ ｏ
宽 带抗 干扰 通 信 系统 的跳 频 同步研 究及 应 用
李 燕 斌
（ 息 产 业 部 电 子第 十研 究 所 、 川 成都 ６ ０３ ） 信 四 ｉ ０６ Ｌ
【 要 】 文 分析 了宽 带抗干 扰跳频 通信 系统的抗 干 扰性 能 ， 绍 了跳 频 同步 的 多种 实现 方 法 ， 出 摘 本 介 提
了一 种较好 的组 合 同步 方法 ， 对这 种方法的 实现原理 作 了较详 细的论 述 。 并 关 键词 ： 频 通信 ； 干托 ； 频 同步 ； 元 同步 ； 频 图案 跳 抗 跳 码 跳
点对多点微波通信系统跳频同步的设计实现
点对多点微波通信系统跳频同步的设计实现点对多点微波通信系统跳频同步的设计实现随着无线通信技术的不断发展，点对多点微波通信系统已经成为了现代通信系统中不可或缺的一部分。
而在点对多点微波通信系统中，跳频同步技术的应用则是非常重要的。
本文将介绍点对多点微波通信系统跳频同步的设计实现。
一、跳频同步的基本原理跳频同步是指在跳频通信中，接收端和发送端之间通过一定的同步方式，使得接收端能够正确地接收到发送端发送的跳频信号。
跳频同步的基本原理是通过在发送端和接收端之间建立同步信号，使得接收端能够正确地接收到发送端发送的跳频信号。
在跳频通信中，发送端和接收端之间需要建立一个同步信号，以确保接收端能够正确地接收到发送端发送的跳频信号。
二、跳频同步的设计实现在点对多点微波通信系统中，跳频同步的设计实现需要考虑以下几个方面：1.同步信号的生成在跳频同步中，同步信号的生成是非常重要的。
同步信号的生成需要考虑到发送端和接收端之间的距离、信道的噪声等因素。
通常情况下，同步信号的生成可以采用GPS信号或者其他的同步信号。
2.同步信号的传输在跳频同步中，同步信号的传输也是非常重要的。
同步信号的传输需要考虑到信道的噪声、信号的干扰等因素。
通常情况下，同步信号的传输可以采用数字信号传输技术或者其他的传输技术。
3.同步信号的接收在跳频同步中，同步信号的接收也是非常重要的。
同步信号的接收需要考虑到接收端的灵敏度、信道的噪声等因素。
通常情况下，同步信号的接收可以采用数字信号接收技术或者其他的接收技术。
4.同步信号的处理在跳频同步中，同步信号的处理也是非常重要的。
同步信号的处理需要考虑到信号的噪声、信号的干扰等因素。
通常情况下，同步信号的处理可以采用数字信号处理技术或者其他的处理技术。
三、总结跳频同步是点对多点微波通信系统中非常重要的一部分。
跳频同步的设计实现需要考虑到同步信号的生成、同步信号的传输、同步信号的接收和同步信号的处理等方面。
通过合理的设计和实现，可以有效地提高点对多点微波通信系统的跳频同步效果，从而提高通信系统的可靠性和稳定性。
无线通信中的同步技术研究
无线通信中的同步技术研究在现代通信系统中，数据传输的可靠性是一个至关重要的问题。
无线通信中的同步技术即是处理该问题的一个重要手段。
同步技术是一项研究如何使接收端与发送端在时间和频率上保持一致，以确保数据正确传输的技术。
本文将介绍无线通信中的同步技术及其研究进展。
一、同步技术的基本原理与分类同步技术资源非常重要，对于用户自身的使用也是非常好的。
所谓同步技术，就是确保发送及接收两端始终保持时间与频率一致的技术。
同步技术的基本原理是将时间和频率的差异反馈给发送端进行补偿，从而使发送端与接收端始终保持同步状态。
同步技术根据时间和频率的同步方式，可以分为粗同步和细同步两种。
粗同步是通过发送端发送同步信号，接收端接收信号后使用包含时间戳信息的帧同步信号进行同步。
这种同步方式精度相对较低，但对于某些应用如广播系统等仍有一定的使用价值。
而细同步则是通过发送端与接收端之间的精细相互协调使得两端保持同步状态，其同步精度相对较高。
细同步依据不同的原理可分为以下三种类型：1. 基于时钟同步的同步技术时钟同步是指通过时间信号将发送端和接收端的时钟同步到同一时间点，从而使得插入时间戳的消息在同一时间点被接收。
该技术主要用于时间同步比较重要的应用如高精度数据传输等。
2. 基于载波同步的同步技术载波同步是指通过将发送信号与接收端中的参考信号相互对准，并对接收信号进行相位和频率调整来保证载波同步的技术。
该技术应用更为广泛，主要可以应用与多通道的数据传输，多通道的多点通讯等领域。
3. 基于序列同步的同步技术序列同步是通过接收端与发送端之间的序列比对来实现同步，该技术可以应用于无线局域网(WLAN)、广域无线网络等领域，利用了信道的特性以保证数据传输的准确性。
二、同步技术在无线通信中的应用无线通信中的同步技术是至关重要的一环，其应用场景主要分为以下几个方面。
1. 无线接口的数据同步对于无线接口来说，由于信号路径的复杂性和信道变动等原因都增加了数据传输的难度，而同步技术正是用来处理这些问题的技术手段。
OFDM在跳频通信系统中的同步问题研究
越具有广泛的应用前景。
图 １ 跳 频通 信 系统 的基本 组成
收 稿 日期 ：０ ６１ － ２ ０ ．１０ ６
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第 ６期
郑仲桥 ， 金力军 ：Ｆ Ｍ在跳频通信系统 中的同步问题研究 ＯＤ
２ ７
要想接收到跳频信号 ， 跳频系统必须有一个 同步过程（ 逻辑控制 ） 。同步 的过程就是搜索 、 消 除 时间差 、 正频率 差 的过程 ， 校 以保 证 收发 双 方相
内跳变 的通信 系统 。跳 频通 信 系统 的基 本组 成 如
图１ 所示 。跳频通信系统具有 以下 优点： ①抗 干 扰能力强 ； ②具有多址组网能力 ； ③具有抗衰落能 力； ④具有兼容性 ； ⑤具有一定的保密能力 。基于
这些 优点 ， 跳频通 信 越来 越受 到人 们 的关 注 ， 来 越
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第 ｌ 第 ６期 ９卷
２０ ０ ６年 ｌ ２月
常 州 工 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎａ ｆＣｈ ｎｇ ｈｏ ｎｓｉｕ ｅ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｒ ｌｏ ａ ｚ ｕ Ｉ ｔｔ ｔ ｆＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ
ＶＯ ＿ ９ Ｎｏ． ｌ１ ６ Ｄｅ ． ０ ６ ｃ２ｏ
Ｏ Ｄ 技术开始 走 向实 用化。Ｏ Ｄ 在频域把 ＦＭ ＦＭ
信 道分 成许 多正 交子 信道 ， 各子 信 道间保持 正交 ， 频 谱相 互重 叠 ， 这样减 少 了子信 道 间干扰 ， 高 了 提 频 谱利 用率 。同时 在每个 子信 道上 信号 带宽 小 于 信道带 宽 ， 虽然 整 个 信 道 的 频 率选 择 性 是 非 平 坦 的 ， 是 每个子 信 道是平 坦 的 ， 但 大大 减 少 了符 号 间 干扰 。此 外 ， 过 在 Ｏ ＤＭ 中 添 加循 环 前 缀 ， 通 Ｆ 可 增加 其抗 多 径 衰 落 的 能 力 。 由于 Ｏ Ｄ 把 整 个 ＦＭ
短波跳频技术的发展历程及研究现状
短波跳频技术的发展历程及研究现状引言短波通信是一种无线电通信技术，其频率范围通常在3至30 MHz之间。
然而，由于电离层的变化和信道特性的限制，短波通信受到了很大的挑战。
为了克服这些挑战，短波跳频技术应运而生。
本文将介绍短波跳频技术的发展历程及研究现状。
一、短波跳频技术的发展历程短波跳频技术是在20世纪中叶提出的。
当时，军队发现传统的短波通信受到了电离层的干扰，容易被敌方侦测和破解。
为了解决这个问题，短波跳频技术被引入。
短波跳频技术的核心思想是在通信过程中频率不断变化，通过频率的跳变来实现抗干扰和抗窃听的目的。
跳频技术最初采用机械式技术，通过使频率机械地跳变来达到通信安全和鲁棒性的要求。
然而，这种机械技术的应用受到了技术和设备限制，不便于大规模使用。
随着电子技术的发展，电子跳频技术逐渐取代了机械跳频技术。
电子跳频技术通过使用现代集成电路和数字信号处理方法，使得跳频技术更加灵活、可靠和高效。
同时，电子跳频技术还具备更高的频谱效率和更好的抗干扰能力。
二、短波跳频技术的研究现状目前，短波跳频技术已经取得了显著的进展，并得到了广泛的应用。
下面列出了当前短波跳频技术的研究现状：1. 跳频序列设计跳频序列是短波跳频系统的关键。
当前的研究主要集中在跳频序列的设计和优化上。
研究人员通过设计合适的跳频序列，可以提高通信系统的安全性和抗干扰能力。
2. 抗干扰技术由于短波通信受到电离层的影响，容易受到干扰。
因此，抗干扰技术是研究的一个重点。
当前研究主要集中在设计新的信号处理算法和技术，以提高系统的抗干扰能力。
3. 跳频系统的性能分析性能分析是短波跳频技术研究的一个重要方面。
通过性能分析，可以评估并改进系统的抗干扰性能、通信性能等。
目前的研究主要集中在跳频系统的均衡、解调和干扰对信号质量的影响等方面。
4. 网络化跳频技术随着网络化通信的发展，网络化跳频技术逐渐崭露头角。
网络化跳频技术允许多个跳频设备之间相互配合，实现更高效的通信和抗干扰能力。
跳频算法的基本原理和应用
跳频算法的基本原理和应用一、跳频算法的概述跳频算法是一种在无线通信中广泛应用的技术，通过在一定范围内随机或按照特定序列改变通信频率，从而增强通信系统的安全性和抗干扰能力。
本文将介绍跳频算法的基本原理和应用。
二、跳频算法的基本原理跳频算法是通过跳频序列来改变通信频率，其基本原理如下：1.频率跳变：在跳频通信系统中，发送和接收信号的频率会按照跳频序列进行跳变。
2.频率选择器：跳频通信系统会使用一种特定的频率选择器来选择信号的频率。
3.窄带信号和宽带信号：跳频通信系统中的窄带信号会在较短的时间内在频谱上进行跳变，而宽带信号则会在较长的时间内进行跳变。
4.同步：跳频通信系统中，发送方和接收方需要保持同步，以便正确接收到跳频序列。
三、跳频算法的应用场景跳频算法在许多领域中得到了广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：1. 无线通信系统跳频算法在无线通信系统中起到了很重要的作用，它可以提高通信系统的安全性和抗干扰能力。
跳频通信系统能够减少单个频率上的干扰，并且跳频序列的随机性可以增加系统的安全性。
2. 雷达通信系统在雷达通信系统中，跳频算法能够提供更高的隐蔽性和抗干扰性能。
通过频率的跳变，雷达系统可以减少被敌方干扰的概率，提高系统的可靠性。
3. 蓝牙通信技术蓝牙通信技术是一种短距离无线通信技术，跳频算法被广泛应用于蓝牙通信中。
跳频技术可以减少蓝牙通信的干扰，并且提高通信的可靠性和稳定性。
4. 军事通信系统在军事通信系统中，跳频算法被广泛应用于军事通信设备中。
跳频通信系统可以提供更高的抗干扰能力和抗干扰性能，保障军事通信的安全性和可靠性。
四、跳频算法的优势与不足跳频算法具有以下优势和不足：1. 优势•提高系统的安全性：跳频算法可以增加通信系统的安全性，防止被恶意干扰和攻击。
•提高抗干扰能力：跳频算法可以减少单一频率上的干扰，提高系统的抗干扰能力。
•提高系统的可靠性：跳频算法可以提高通信系统的可靠性，减少通信中断和数据丢失的概率。
跳频通信图案同步的技术研究
二N 下 M斋瓦品 1踢现 E E‘ IO 、 Y N 磅 o
跳 频 通 信 图 案 同 步 的 技 术 研 究
姜敏
(江苏苏州建设交通高等职:载波同步， 跳频图案的同步， 位同步， 帧同步. 在这些同步中， 关键的是跳频图案的同步， 跳频图案的同 步过程包括捕获和跟踪过程， 捕获过程是使收发双方的同步图案的差在时间 上小于一跳的时间。1 ， 同步是解决时间的不确定性， 用于直 扩系统的同步方法可以用在跳频系统中， 如相关检测、匹配滤波等。但跳领系统的同步与直扩系统的不同点是， 直扩系统中， 伪随机码是
可 见的 。
关健词:跳频系统 外同步法 中图分类号 TN9 1
自同步法 文献标识码: A
文宜编号: 1672- 379 1(2007)0 8(c)- 006 1- 01 接收过程中 每隔一段时间， 匹配滤波器与有 源相关器组联合对输入信号进许鉴别， 判断系 统是否出现失步 ， 若多次鉴别均出现失步 ， 则 检测电路停止接收数据， 系统重新进人搜索状 态， 从上述过程可以看出， 若有源相关器分别 对应着同步头传输阶段中不同时刻的跳频图 案， 这样通过利用一组同步频率传输该组频率 所在不同时刻跳频规律就可建立同步。 从分析的结果可以看出， (1)方案的性能参 数与跳速无关， 这就从根本上避开了跳周期资 源不足的困淮,(2)选择较多的频率数及跳频图 案数， 系统可在信噪比比较低的情况下获得较 高的检测概率， 捕获时间随着跳速率的增加而 减少， 所以方案的优越性随着跳速的增加表现 得更加明显,( 3)可改变跳领图案 ， 方案具有很 强捕获性能， 可用在没有时间参数、跳颇周期 长， 但又要求快速捕获和恶劣条件下可靠捕获 的场合。但方案的实现比较复杂。 2 .4 利用 A T实现快速捕获 P 该方案是在现代谱估计的基础上提出来
自组织跳频组网网络同步技术研究
步保 持 和迟入 网过程 。开 机后 ，各 节 点均 在 自己 的 同步 时帧 内发送 同步 时标 。并 在其 它时 帧 内接 收其 它 节点所 发 的 同步 时标 ，在一 个周 期 后 ，它 们 会 根据 互 同步公 式计 算 下一个 周 期发 同步 时标
因此必 须采 用多 级 同步组 网技 术 。 多级 同步 组 网 的原理 是 ：先 在 网络 中规定 一
假设 网络中任意两节点 ，那么节点 和 所观
察 到 的定 时偏差 △ ｔ 将包 括两 个节 点间 的绝 对时 间 偏 移和 它们 之间 的传 播 时延 。即 ：
的 捕获 了初 始 同步信 息 或者 一个 已建 好 的 网络信
息 。在 网络 外 ，如果 有一 个节 点 要加 入 网络 ，它
并 使 其一致 来 达到 全 网同 步的 。如果 网络 中各 节 点 的 时钟不 一致 。那 么 通信 双方 的 可靠性 、连续
性 、完 整性就 无法保 障 。
２ ０ 年５ ｏ ｌ 月 ７
自组织跳频组网网络同步技术研究
徐 倩 ．陈 彦 辉
（ 西安 电子科技 大学信 息科 学研 究所 ，陕西 西安
摘
７ ０７） １０ １
要 ：无线跳 频 自组 织 网络是 具有很 强抗 干扰 能 力和 高度机 动 性 的分布 式通 信 网络 。文 中
分析 了无 线跳 频 自组 织 网络 中的主 从 同步和 互 同步技 术 ，提 出了一种 改进 互 同步 的新 算 法 ，
凭 借 它的组 网速 特点 已经逐 渐成 为 国 内外研 究 的热点 。
图１ 同 步组 网过 程 框 图
２ 自组 织 跳 频 网 络 同 步 技 术 １ 自组 织 跳 频 网络 同步 的 基 本 思 想
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跳频通信系统中同步技术研究
作者：李娜
来源：《现代电子技术》2011年第01期
摘要：同步技术是跳频通信系统关键技术之一。
针对跳频通信系统中同步的要求，采用同步字头与时间信息相结合的方法实现跳频同步。
首先研究了跳频同步方法、同步信息格式和初始同步等问题，最后对同步性能进行了分析。
结果表明，该跳频通信系统的同步时间短、捕获概率高、虚警概率低。
关键词：跳频通信；同步字头; 时间信息TOD; 同步方案；同步性能
中图分类号：TN914.41-34文献标识码：A
文章编号：1004-373X(2011)01-0095-02
Technology of Synchronization in Frequency-hopping Communication System
LI Na
(Beijing HAIGE SHENZHOU Communications Technology Co. Ltd., Guangzhou HAIGE Communications Group，Beijng 100070, China)
Abstract： Synchronization is one of the key technologies of FH communication. The synchronization of frequency hopping is achieved by adopting synchronization head and time of day to meet the requirement of practical development of FH communication system. The method of frequency-hopping synchronization, the format of synchronization information and the capture of synchronization are studied, and the performance of synchronization is analyzed. The results show that the FH communication system has characteristics of short synchronization time, high capture probability and low false probability.
Keywords： frequency-hopping communication; synchronization head; TOD; synchronization scheme; synchronization performance
0 引言
跳频通信是现代通信领域中一种有效的抗干扰通信手段，其独特的抗干扰性能使其在军事和民用领域都得到了越来越广泛的应用。
由于定时时钟相对误差、传输信道的多普勒频移等因素，跳频通信系统存在时间和频率的不确定性，为保证正常工作，建立和实现准确的跳频同步是关键［1］。
1 跳频同步方法的研究
实现跳频同步的方法有许多种，主要有独立信道法、参考时钟法、自同步法和同步字头法［2］。
同步字头法具有同步搜索快，容易实现，同步可靠等特点。
其缺点是一旦同步头受到干扰，整个系统将无法工作。
故使用同步字头法应设法提高同步字头的抗干扰性和隐蔽性能。
本系统采用同步头加勤务跳引导的连续同步方法实现同步，并采用由时间信息TOD(Time of Day)控制伪随机序列得到跳频图案同步来提高同步头的抗干扰能力［3］。
2 同步序列格式的设计
为提高跳频系统同步的抗干扰性和保密性，同步信息包括原始密钥、相关码、跳频频率表、网号、TOD信息及其他信息等［4］。
原始密钥、跳频频率表在系统初始化时已设定。
跳频同步序列包括前导序列、帧同步、网号、时间信息TOD以及保留缓冲等部分［5］。
其中,前导序列为一组相关性很好的伪随机码，以便收方通过对它的捕获取得双方的粗同步，完成对同步信息的识别。
帧同步用来作为信息的开始；网号用来传送组网信息，只有收发网号相同，才能进行组网；时间信息用来传送TOD，保证收发双方伪随机同步跳；保留缓冲用于位同步调整及TOD信息更新等［5-6］。
收发双方的TOD信息保持完全一致是跳频图案同步的关键。
为此，设计了一种非线性的TOD表示格式。
将TOD分为两段：高段和低段。
由年、月、日、时、分、秒组成。
收发双方读完实时时钟后,都要将读到的时间信息转化为和两部分。
以1 min为计时单位，以跳频间隔为计时单位, 低段记满1 min后向高段进位, 所以低段只需16 b, 高段为32 b。
与一起构成了系统实时状态。
根据TOD用相应算法计算得到M位的伪随机序列, 用此伪随机序列可以从频率表中取出同步频率［5-8］。
3 初始同步方案
初始同步是发送端在发送数据前，先发送包含同步信息的同步头，接收端通过接收同步头，获取同步信息，从而建立通信的方式。
同步时间为完成同步所需的时间，也就是同步头的时间。
假设同步头占用的跳数为N，跳速为，同步时间［9］为。
初始同步是同步头法建立通信的基本手段，要求具有高的同步概率和低的虚警概率。
同步信息是通过相关码的方式发送的，在接收端通过数字相关器对解调后的信号进行相关检测，大于检测门限则认为该跳收发双方的频点对齐。
设码元错误概率为p;相关码组的码元数为n;m为判决器容许码组中的错误码元最大数，则相关码组n个码元中所有不超过m个错误码元的码组都能被识别器识别，因此［6］：
相关器的检测概率为：
－－
相关器的虚警概率为：
在初始同步方案中，N次搜索中至少要正确接收次同步码才认为抓住了同步头，因此同步概率为［5］：
--
相应的同步虚警概率为：
--
4 算法仿真结果分析
初始同步完成两个功能：一是信号到达检测;二是确定最佳采样点。
整个过程分为两个阶段：初始判断和判决确认。
仿真条件：同步跳采用2CPM调制方式，脉冲成型采用矩形脉冲，6倍的采样率，加入高斯白噪声，采用差分相干解调方式；同步序列采用自相关性较好的PN伪随机码，长度为63；每时隙有100个符号，最后一位为归零码。
能量门限用来确定接收的信号与本地存储的信号已经基本对齐。
相关值门限用来确定发送PN序列的序列号,如图1，图2所示。
当判决出最佳采样点后，要对最佳采样点进行确认。
最后得到初始同步的单次检测概率,如图3所示。
初始同步的虚警概率如图4所示。
图1 能量因子对单次同步检测概率的影响
图2 PN序列的自相关性与互相关性的对比图
图3 初始同步的检测概率
图4 初始同步的虚警概率
5 结语
以上同步方案用于跳频通信系统中，经过仿真验证，同步时间短，捕获概率高，同步可靠。
同步性能满足设计要求。
参考文献
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注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。