高速跳频通信系统同步技术研究
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
跳频通信技术的研究
跳频通信技术的研究摘要:跳频通信是一种具有较强抗干扰能力的通信体制。
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。
通过对跳频通信对多种干扰信号的抑制能力与跳频处理增益相关性的分析，研究了跳频通信系统抗干扰能力的方法。
介绍了一种基于FPGA和DDS（Direct Digital Synthesizer）技术的跳频信号源实现方案。
DDS采用AD公司的最新频率合成器件AD9852，其中频率控制字存储在FPGA内部RAM单元中，FPGA通过40针总线接口向AD9852写入频率控制字。
该信号源具有可编程、可升级的优点。
详细分析了GSM跳频原理，图文并茂地说明了GSM跳频的目的、原因、过程以及方法和计算等，并且介绍了跳频电台的组网的分类和方法等。
跳频技术是一种具有高抗干扰性、高抗截获得能力的扩频技术。
随着微电子与数字信号处理技术的飞速发展,原先存在的频率合成器和跳频同步等难题已经解决。
现在它不仅已经在军事通信中大展身手,较好地满足了现代战争提出的电子对抗与反对抗要求,而且在民用通信中也展示出良好的应用前景。
可以相信,跳频技术仍将继续向高跳频速率、高数据传输速率发展。
各种新颖的跳频实现方法也不断地推出,软件无线电概念的提出为跳频技术的发展开辟了一个新领域。
关键词:跳频通信跳频技术跳频系统射频跳频Frequency-hopping communications technologyresearchAbstract:Frequency-hopping communication is a stronganti-interference ability of the communications system. Its principle of work is refers to receives and dispatches both sides transmission signal the carrier frequency to carry on the separate change according to the predetermined rule the mailing address , that is, in the correspondence uses carrier frequency pseudo-random change code control, but jumps stochastically Frequency-hopping communication through a variety of interference suppression and signal processing gain of frequency hopping correlation analysis to study the broadbafrequency-hoppingcommunication system interference,multi-frequency interference, tracking, anti-interference ability is calculated. Introduced one kind (Direct Digital Synthesizer) the technical frequency-hopping supply oscillator realizes the plan based on FPGA and DDS. DDS uses AD Corporation's newest frequency synthesis component AD9852, the frequency control word saves in FPGA in the internal RAM unit，FPGA reads in the frequency control word through 40 needle bus interface to AD9852. This supply oscillator has the merit which programmable, may promote. Multianalysis GSM frequency-hopping principle, explained the GSM frequency-hopping's goal, the reason, the process as well as the method and the computation abundantly and elegantly and so on，and introduced Hopping radio's network's classification and the method and so on. Along with micro electron and digital signal processing technology swift development，original difficult problems and so on existence's frequency synthesizer and frequency-hopping synchronization already solved. Now it not only already in military correspondence big exhibition skill，has satisfied the electronic countermeasure which and the counter-resistance request well the modern warfare proposed, moreover also demonstrates the good application prospect in the civil correspondence. May believe that the frequency-hopping spread spectrum will still continue to the high frequency-hopping speed, the high data transfer rate development. Plants the novel frequency-hopping to realize the method also unceasingly to promote，Software radio concept's statement opened a new domain forfrequency-hopping spread spectrum's development.Keywords:Frequency-hopping communications Frequency-hopping spread spectrum Frequency-hopping system Radio frequency frequency-hopping目录1引言 (1)2 跳频通信概述 (2)2.1跳频通信的基本概念 (2)2.2跳频通信系统的组成 (2)2.3跳频通信的原理 (4)2.4跳频通信技术的发展历程和特点 (4)2.5跳频系统的分类以及应用 (8)2.6跳频通信技术的搜索和截获 (12)3 跳频通信信号源的研制 (14)3.1基于FPGA和DDS技术的跳频信号源设计 (14)3.2FPGA与DDS接口设计 (16)4 基带跳频和射频跳频 (19)4.1基带跳频和射频跳频原理 (19)4.2基带跳频和射频跳频优缺点 (21)5 GSM跳频原理 (22)5.1概述 (22)5.2跳频实现流程 (24)5.3跳频算法 (26)5.4ZXG10中以BBX方式实现跳频的过程 (29)6 跳频电台的组网 (37)6.1组网过程 (37)6.2组网方法 (37)结束语 (40)参考文献 (42)致谢 (43)1引言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。
基于软件无线电的跳频通信关键技术研究的开题报告
基于软件无线电的跳频通信关键技术研究的开题报告一、研究背景和意义软件无线电技术是指通过计算机程序控制现有的硬件完成无线电传输功能，实现了无线通信标准的软件化，具有高度灵活性、可维护性强、协议可升级扩展等优势。
跳频通信技术是指在通信中不断改变载频频率，以增强信息的安全性和抗干扰能力，广泛应用于军事和民用领域。
基于软件无线电的跳频通信技术将两种技术进行有机结合，可以为未来通信网络的建设发展提供技术支持。
本研究的意义在于探索基于软件无线电的跳频通信关键技术，为实现高速、高效、安全的通信方式提供理论支持和技术保障。
通过开展相关研究，有助于推动软件无线电技术与跳频通信技术在军事和民用通信领域的广泛应用。
二、研究目的和内容本研究旨在探索基于软件无线电的跳频通信关键技术，具体内容包括：1、对软件无线电和跳频通信技术进行深入了解和研究，梳理相关理论基础和发展历程。
2、研究基于软件无线电的跳频通信信号产生与处理技术，包括跳频序列的生成和选择、频带选择技术、调制解调技术、协议设计等方面的技术探索。
3、建立基于软件无线电的跳频通信模拟实验平台，在模拟环境下对应用领域进行实验验证。
4、通过实验数据分析和效果评估，进一步完善基于软件无线电的跳频通信技术。
三、研究方法本研究将采用理论研究和实验研究相结合的方法，通过文献调研和实验验证相结合进行系统分析。
具体方法如下：1、对软件无线电和跳频通信技术进行综合分析，引入信息论和通信理论的知识。
2、确定基于软件无线电的跳频通信技术的实验方案，开展相应实验研究。
3、通过实验数据分析、效果评估，对技术进行优化调整，并提出具体的技术路线和解决方案。
四、预期成果本研究的预期成果包括：1、基于软件无线电的跳频通信技术的理论研究报告，包括理论基础、技术路线和具体解决方案。
2、建立基于软件无线电的跳频通信模拟实验平台。
3、相关实验数据和分析报告，以及效果评估报告。
4、相关专利和论文发表。
五、研究计划和进度本研究计划分为三个主要阶段：1、前期准备阶段。
浅析跳频通信的关键技术
次 数尽 可能 少； ４ ）为 了有 更多 的跳 频 图案 以提供 用 户使 用 ，实 现多 址通 信 ，要 求跳 频 图案 集合 中的序 列数 目尽 可能 多；
速 ，但 和 独立 信道 法一 样 ，其传 送 同步 头信 息 的信 号具有 一 定的 规律 性 ， 很 容 易被干扰 。
主要讨 论跳频通信的关键技术 中的跳频图案 、频 率合 成器和 同步技术等 方面，以其为超短波通 信技术发展起到一定作 用。 关键词 ： 超短波通信 ：跳 频通信 ；跳频 图案 ；同步技术 中图分 类号：Ｔ ９ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ７ － ７ ９ ２ １ ）０ １ ０ ４ １ Ｎ１ ６ １ ５ ７（ ０ Ｏ ４ ０ １ 一Ｏ
０引言
３同步 技术
跳频 通信 是实 现扩 频通 信 的一种 方式 ，它 有着 扩频 通信 的优 点 ，又具 有 自 己的特 点 ，所 以跳 频 通 信 从一 开 始 就 在 军事 通 信 上获 得 了广 泛地 应
对跳 频 系统来 说 ，同步 就是 收 、发两 端的频 率 必须 具有相 同 的变化 规 律 ， 即每次 跳变 频率 上 有确 切严 格 的对应 关 系。 具体 而言 ，要 求做 到 以下 两 点 ：一是 使表 示接 收机 的跳 频 图案 与发 射机 跳频 图案相 一致 ，这 样才 能 通 过混 频器 （ 相乘 ） 完成 解跳 。二是 提取 接 收信 号 的载波 频率 ，用 它对 接 来 收 信号 作相 关检 测 ，解 调信 息 。同 步建立 过程 包括 捕 获 ，粗 同步 ，细 同步
跳频同步技术及其干扰措施
跳频通信同步技术及其干扰措施摘要：跳频通信是短波通信抗干扰技术中应用最广泛、最为有效的技术，它的特点决定了它具有较强的抗干扰能力。
本文论述了通信对抗中跳频技术的原理、特点、关键技术及其发展方向等，并就如何对跳频通信实施干扰进行了初步探讨。
一、跳频通信技术原理跳频就是用伪码序列构成跳频指令来控制频率合成器，并在多个频率中进行选择的移频键控。
所传递的信息码与伪随机序列模二相加(或波形相乘)构成跳频指令(即跳频图案)，并由它随机选择发送频率。
发送端的信息码序列与伪随机序列经过调制后，按不同的跳频图案控制频率的合成。
在接收端，接收到的信号与干扰经高放滤波后送至混频器。
接收机的本振信号也是一频率跳变信号，跳变规律是相同的，两个合成器产生的频率相对应，但对应的频率有一频差，正好为接收机的中频。
只要收发方的伪随机码同步，就可使收发双方的跳频源一频率合成器产生的跳变频率同步，经混频后，就可得到一个不变的中频信号，然后对此信号进行解调，就可恢复出发送的信息。
而对干扰信号而言，由于不知道跳频频率的变化规律，与本地的频率合成器产生的频率不相关，因此，不能进入混频器后面的中频通道，不能对跳频系统形成干扰，这样就达到了抗干扰的目的。
其工作原理框图如1所示：图1 跳频通信系统框图与定频通信相比，跳频通信比较隐蔽也难以被截获，只要对方不清楚载频跳变的规律，就很难截获对方的通信内容。
同时，跳频通信也具有良好的抗干扰能力，即使有部分频点被干扰，仍能在其它未被干扰的频点上进行正常的通信。
通信双方的跳频图案是事先约好的，同步地按照跳频图案进行跳变，这种跳频方式称为常规跳频。
随着现代战争中的电子对抗越演越烈!在常规跳频的基础上又提出了自适应跳频，它增加了频率自适应控制和功率自适应控制两方面。
二、跳频通信的抗干扰性能分析跳频之抗干扰如同游击战中“打一枪换一个地方”的战术，携带信息的载频不断变化，使敌方的侦察和干扰跟不上通信载频的变化，从而无法施放干扰。
跳频通信图案同步的技术研究
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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
跳频通信系统中同步技术研究
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)01-0095-02Technology of Synchronization in Frequency-hopping Communication SystemLI 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 performance0 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。
跳频通信中同步技术研究及实现
跳频通信中同步技术研究及实现
首先介绍了超短波通信的主要特点和扩频通信的原理、工作机制及发展趋势,着重讨论了直接序列扩频系统的组成和信号分析特性,并结合实际项目介绍了本跳频通信系统的话音信号处理流程及调制方式。
继而分析了跳频系统中同步问题存在的原因及同步捕获常用的方法,通过对项目需求和既定方案的分析,提出了一种使跳频同步快速建立的有效方式：首先进行中频数字化信息处理,然后利用同步字头和时间信息TOD相结合的方法实现跳频同步,并制定了初始同步方案,迟入网同步方案和同步保持方案。
接着介绍了系统实现所需的硬件平台和软件处理流程,对其中使用的关键器件进行了介绍,对话音的发送和接收、迟后入网等关键功能的软件实现过程进行了分析。
最后对于系统的同步性能进行了理论上的分析,并提出了一些改进的方向和建议。
通过对样机进行的性能分析和实际测试均表明该高速跳频电台满足实际要求。
跳频通信系统(跳频同步)
用于PN码同步捕获的匹配滤波器一般采用延时 线匹配滤波器，其目的是识别码序列，它能在 特殊结构中识别特殊序列，而且只识别该序列。 在匹配滤波器捕获过程中，与主动相关法不同 之处在于其相关过程。该相关过程相当于本地 序列是静止的，在每个码元时刻接收信号滑过 本地序列，产生一个相关结果，并与门限值比 较，判断当前相位是否同步，因此提高了捕获 的速度。由于PN码的自相关特性，在一个码周 期内总会出现一个相关峰，此时即实现了PN码 的捕捉。
初始捕获
f8 f7 同步跟踪
2014-9-13
同步识别
f4 Th f12 Th 跳频状态
相关器输出的脉 冲信号与本地跳 频序列的比较
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同步字头法
同步序列 信息序列 勤务序列 信息序列 勤务序列
同步序列：又称同步头，用来实现初始同步； 勤务序列：可以用来进行同步保持，也可以用 作迟入网同步； 信息序列：传输有效信息
跳频通信系统
五、跳频通信系统中的同步问题
大纲
跳频同步概念 跳频同步要求 跳频同步的方法 跳频同步方案实例 跳频同步性能分析
2014-9-13
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同步——和谐的舞步
收发双发在同 一个时刻采用 相同的频率进 行通信.
2014-9-13
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同步所需的信息
跳频频率表——保证收发两端采用相同 的频率进行跳频； 网号——保证收发两端采用同样的跳频 序列； 系统时间信息TOD——实现收发两端跳 频频率的对准； 帧同步和位同步信息——实现数据帧和 数据比特的严格对其，实现数据传输。
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2014-9-13
跳频同步的过程（2）
捕获到同步信息 同步扫描 同步捕获
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第34卷第1期电子科技大学学报V ol.34 No.1 2005年2月Journal of UEST of China Feb. 2005高速跳频通信系统同步技术研究蒋定顺，金力军(西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室西安 710071)【摘要】同步是跳频通信系统关键技术之一。
针对高速跳频通信系统中同步的主要要求，提出了一种高速跳频通信同步的方案，采用同步字头法和时间信息相结合的方法实现跳频同步。
研究了系统定时，跳频图案同步，位同步等问题，并对其同步性能进行了分析。
同步性能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。
关键词高速跳频通信; 时间信息; 初始同步; 勤务同步; 虚警概率中图分类号TN914.4 文献标识码 AResearch on Synchronization Technique for aHigh-Speed FH Communication SystemJIANG Ding-shun，JIN Li-jun(National Key Lab. Of Integrated Services Network, Xidian Univ. Xi’an 710071)Abstract Synchronization is one of the key techniques to frequency-hopping (FH) communication system. Based on the main requests of synchronization for a high-speed FH communication system, this paper puts forward a synchronization scheme of a high-speed FH system, which is achieved by using a method combined synchronization-head with time of day (TOD). This paper mainly studies time of system, synchronization of FH pattern, bit synchronization, and so on. The performance of synchronization shows that the synchronization of FH communication system makes synchronization time short, capture probability high, false probability low.Key words high-speed frequency-hopping communication; time of day; initial synchronization;service synchronization; false probability跳频通信是现代通信领域中一种有效的抗干扰通信手段。
对于中低速跳频通信形成直接的威胁主要有跟踪式干扰或转发式干扰。
能够有效的对抗这种干扰措施是提高跳速。
这样研究高速跳频通信系统成为了必然。
高速跳频通信系统有着良好的保密能力和抗干扰能力，但对其实现带来了一系列的技术难题，如同步、组网问题等。
如跳频速率越高，同步技术问题难度越大，因此，同步系统是高速跳频通信的核心。
1 高速跳频同步要求对高速跳频通信系统的同步要求主要有如下5点[1]：1) 能自动快速实现同步；2) 同步捕获能力要高，能抗噪声或干扰信号引起的虚假同步，失步后的再同步能力要强；3) 同一网内的跳频电台任何时间入网都可以实现同步，同步不影响信息传输质量；收稿日期：2003 − 06 − 11作者简介：蒋定顺(1977 − )，男，硕士，主要从事数字通信与信号处理、扩频通信方面的研究；金力军(1944 − )，女，教授，主要从事无线通信方面的研究.第1期蒋定顺等: 高速跳频通信系统同步技术研究494) 同步用的频率必须随机分布，对方难以捕获和跟踪，抗干扰能力强；5) 在短时无线电寂静后，同步能迅速再建立。
2 同步方法与时间信息格式2.1 跳频同步方法跳频同步的关键是跳频图案同步。
跳频同步字头法是将带有同步信息的同步头置于跳频信号的最前面，收端根据同步字头的特点，可以从接收到的跳频信号中将它们识别出来，作为调整伪随机发生器之用，从而使收发双方实现跳频同步。
这种同步方法具有同步搜索快，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。
可以采用由时间信息(Time of Day，TOD)控制伪随机序列得到跳频图案同步来避免此缺点[2]。
2.2 时间信息格式TOD是一个时间变量，随时间的变化而变化，它是由一高精度时钟提供。
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，如图1所示。
将TOD分为两段：高段TOD h和低段TOD l，分别以分钟、跳频间隔为计时单位。
收方TOD h通过粗同步捕获修正，TOD l通过同步头传送，这样达到与发方TOD一致，从而实现跳频同步。
TOD hbit31 bit30 bit29…bit2 bit1 bit0TOD lbit31 bit30 bit29…bit2 bit1 bit0图1 TOD格式表示3 高速跳频通信同步方案跳频通信系统同步包括初始同步，迟入网同步和勤务同步。
3.1 同步序列格式各种同步的建立离不开同步信息。
为提高跳频通信系统同步的抗干扰性和保密性，同步信息包括原始密钥PK、相关码、跳频频率表、网号，TOD信息及其他信息等[3]。
原始密钥PK、跳频频率表在电台初始化时已设定。
跳频同步序列组成格式如图2所示。
其中前导序列为N1跳，用同步频率发送相关特性较好的相关码，以便收方通过对它的捕获取得双方的粗同步，完成同步信息的识别功能。
帧同步用来作为信息同步的开始。
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低段，保证收发双方随机码同步跳。
保留缓冲用于位同步调整及TOD信息更新等。
前导序列帧同步网号时间信息保留缓冲图2 同步序列格式3.2 TOD与同步频率收方或发方每次进入跳频状态，读完各自的实时钟后，都将时间信息转化成如上所述的TOD信息：TOD h 和TOD l两部分。
使用TOD h根据相应的算法计算出一个M位的伪随机序列，为使此伪随机序列真正意义上的随机，对这一算法提出了很高要求。
用此伪随机序列可以从频率表中取出同步频率。
假设采用同步频率有n个，分别用F0，F1，…，F n−1，则它们与TOD h的对应关系为：TOD h〈——〉F0，TOD h−1〈——〉F1，…，TOD h−n＋1〈——〉F n−1。
当n值取得越大，则收方的捕获概率越小，捕获时间也越长，如果n值小，则系统的抗干扰性不好。
故n值应选择适中。
3.3 初始同步方案用一组相关码作为同步信息，它们与同步频率保持一定的对应关系，收方用自己已计算出来的同步频电子科技大学学报第34卷50率去不断地扫描。
扫描采用慢扫描。
收方可以从相同的同步频率中捕获相关码，一旦捕获第一个相关码后，收方就转为正常跳速同步跟跳。
如果收方同步跟跳后在随后的K跳中连续收到L个相关码，这里L>K/2，则认为捕获成功；如果L<K/2，则认为捕获不成功，退回到扫描状态。
捕获成功后收方根据捕获到的相关码确定出其相对应频率，由此判断出与发方的时间差，根据此时间差就可以调整收方自己的TOD h，使之与发方的TOD h相同。
这样初始同步完成。
收方TOD l精确值可以通过同步头传送得到。
发方TOD l可以采用相应的相关码编码(K, k)方式传送，收方同样采用频率分集方式接收，并且进行大数判决，收方可以接收到TOD l的精确值。
此时收方可得到与发方完全一致的TOD信息。
收发双方同时在某一确定时刻去启动跳频码发生器，获得伪随机码，又在某一确定时刻去驱动频率合成器，从而实现跳频图案同步。
这样初始同步得以实现。
3.4 迟入网和勤务同步方案迟入网是指未能通过接收初始同步入网的电台或者初始同步后又失步的电台，通过接收勤务信息实现同步。
迟入网是通过接收发送方在信息跳中插入的勤务跳来实现同步的，这些含有同步信息的勤务跳一起构成了勤务序列。
勤务信息是同步保持及快速再同步的保证。
实际上迟入网与初始同步基本类似。
勤务跳可用来做位同步调整。
收方通过对勤务信息不停地作相关得到相关峰位置，与期望出现位置相比，根据差值可调整后续跳的跳沿位置，使之与发方跳沿重新对齐。
为保证收方调整的可靠性，可根据多跳相关峰位置所得到的差值的平均值来进行调整。
同时限定每一勤务跳最多可调整的样点个数。
4 跳频同步实现简要框图如上所述的系统同步简要框图如图3所示。
其中数字信号处理器1(Digital Signal Processor 1, DSP1)是进行同步控制和信号处理的核心部件；信号发送时DSP1完成整个系统同步定时控制，信号调制，驱动频合等任务；信号接收时DSP1完成扫描、捕获、同步跟跳、定时控制、读相关器、对基带信号解调、信道估值和信道均衡等。
数字信号处理器2主要完成计算机或电台主控单片机和DSP1的数据交换及组网控制。
中频上、下变换器的主要作用是在DSP1和高速A/D/A器件之间完成取样率的匹配。
相关器对接收信号完成相关运算。
跳频码发生器根据TOD启动加密算法计算出跳频码。
实时钟提供系统初始时间信息。
跳频同步控制系统采用中频数字化，基带部分全部可以软件实现，符合软件无线电的设计思想。
图3 跳频同步实现框图5 同步性能分析5.1 同步时间同步时间是指完成同步所需的时间。
该方案中同步时间就是初始同步的时间。
设初始同步跳共为N跳，第1期 蒋定顺 等: 高速跳频通信系统同步技术研究 51跳速为时，同步时间为h R [4]：。
在通信中，一般要求T h /s T N R =s ≤0.6 s 。
在此同步方案中T s ≤0.3 s ，同步时间短，显然满足这一要求。
5.2 相关码检测概率若恢复基带信号误比特率为，相关码长度为G ，检测门限为g 。
该方案前导序列跳共N b P 1跳，现以N 1=246为例。
要保证验证检测结果时作大数判决的需要、并兼顾到频率合成器换频的滞后性，至少要留出同步前导序列中的一个频率循环(n =6跳)用于验证相关码检测结果。
按慢搜索跳速，依前导发送次序搜索到前导序列跳的机会共有N 1/n =40次(极端的情况是仅留一个频率循环用于验证)，假定每次机会是均等的，则每次机 会中正确检测到相关码的概率和错误检测概率t P f P 分别为：(1)iGGiG i t b b i g P C P P −==−∑，。