一种gps辅助的快速跳频同步方法
【专利摘要】本发明公开了一种GPS辅助的快速跳频同步方法。该方法首先将跳频序列与时间信息建立精确的联系；然后利用GPS系统提供的高精度的秒脉冲与其它时间信息，快速的计算出当前时刻的跳频序列的状态，且跳频序列的状态在高精度的秒脉冲的控制下误差范围可控制到相当小的范围内；最后再利用自同步法，实现精确的序列同步。该方法根据实际应用的跳频通信系统战术与技术需求，针对长周期的跳频序列实现了跳频系统的快速同步，有效解决了跳频序列长度与同步时间之间的矛盾，在不破坏信号隐蔽性的前提下降低了跳频信号的同步时间。
【专利说明】一种GPS辅助的快速跳频同步方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高速跳频（FH，Frequency-Hopping)系统的快速同步，尤其是所采用 的跳频序列码周期很长，且又需要快速同步的战术跳频系统。可应用于跳频系统的快速码 同步。
【背景技术】
[0002] 跳频序列的同步是跳频通信系统需要解决的关键问题。常规的独立信道法、同步 字头法等，具有明显的信号特征，可靠性和隐蔽性差。普通的自同步法需要的同步时间长。 战场复杂电磁环境下，跳频系统的可靠性、隐蔽性与跳频信号的快速同步是一对矛盾，跳频 通信系统既要能够快速的同步，又要能够具有较高的可靠性与隐蔽性，现有的技术手段都 难以满足这种需求。从跳频信号的特征以及同步机理上看，要满足这种需求就是要在不增 加额外固定信号时、频域特征的前提下，根据时间信息快速的获取当前的跳频序列的状态。 目前尚未检索到较为通用和有效的解决上述难题的方法。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是设计一种利用时间信息快速进行跳频序列同步的方法，该方法能 够兼顾长周期跳频序列的快速同步与信号高隐蔽性的要求，在高隐蔽性的条件下降低跳频 同步的时间。
[0004] 本发明的技术方案是：1、首先将跳频序列与时间信息建立精确的联系；2、然后利 用GPS系统提供的高精度的秒脉冲与其它时间信息，快速的计算出当前时刻的跳频序列的 状态，且跳频序列的状态在高精度的秒脉冲的控制下误差范围可控制到相当小的范围内； 3、最后再利用自同步法，实现精确的序列同步。
[0005] 步骤一：利用GPS模块B码获取当前时刻的精确时间信息 时统信息由GPS模块以B码的形式提供。B码一个时帧内携带了天时分秒的时间信息， 帧头的结构为两个连续的索引标志码元，其中第二个索引标志码元的上升沿即为该帧所携 带的时间的秒零点。最终输出精确的时间信息以及秒脉冲信号。
[0006] 步骤二：计算当前时刻对应的伪随机序列状态序号 假设零时刻为伪随机序列的初始状态，亦即第〇个伪随机序列状态，利用时间与伪随 机序列状态的映射关系，可以推算出当前时刻对应的伪随机序列的状态序号。首先将时间 信息&的天时分秒值转换为伪随机序列状态序号T (每一个m序列的状态称之为一个码 片）。设％表示为4天^时心分6秒，则：
【权利要求】
1. 一种GPS辅助的快速跳频同步方法，其特征在于，首先将跳频序列与时间信息建立 精确的联系；然后利用GPS系统提供的高精度的秒脉冲与其它时间信息，计算出当前时刻 的跳频序列的状态；3、最后再利用自同步法，实现精确的序列同步；具体步骤如下： 步骤一：利用GPS模块B码获取当前时刻的精确时间信息 时统信息由GPS模块以B码的形式提供，B码一个时帧内携带了天时分秒的时间信息， 帧头的结构为两个连续的索引标志码元，其中第二个索引标志码元的上升沿即为该帧所携 带的时间的秒零点，最终输出精确的时间信息以及秒脉冲信号； 步骤二：计算当前时刻对应的伪随机序列状态序号 假设零时刻为伪随机序列的初始状态，亦即第〇个伪随机序列状态，利用时间与伪随 机序列状态的映射关系，可以推算出当前时刻对应的伪随机序列的状态序号，首先将时间 信息％的天时分秒值转换为伪随机序列状态序号Z，每一个m序列的状态称之为一个码 片，设表示为々天6时心分A秒，则：
(1) 步骤三：计算伪随机序列的当前时刻对应的状态值 根据前面计算出的伪随机序列状态的序号，推算出对应的伪随机序列的状态值，采用 存储与实时快速计算相结合的方法，首先将整个跳频序列分段，只存储分段后的每段序列 对应的段首的状态值，每一段内的其它状态均由该段段首对应的状态值实时递推出来； 步骤四：采用自同步法实现跳频信号的精确同步 在计算出当前时刻对应的伪随机序列生成器的状态值后，以秒脉冲信号为时间参考 点，在几毫秒的范围内，采用跳频信号自同步法实现跳频序列的捕获与跟踪，以实现跳频信 号的精确同步。
2. 根据权利要求1所述的一种GPS辅助的快速跳频同步方法，其特征在于，所述计算伪 随机序列的当前时刻对应的状态值，具体为： 首先计算出当前时刻对应的伪随机序列状态序号对应的段号S以及段内相对偏移 的序号&后，假设每一段的长度为￡，贝1J:
(2) 然后查表得到第S段的状态值，再根据该段的状态值，在FPGA内基于伪随机序列的产 生逻辑，利用高速时钟快速计算出相对偏移A的当前时刻对应的伪随机序列状态值。
【文档编号】H04B1/7156GK104052524SQ201410313891
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】高凯, 杨军, 朱江, 周资伟, 张炜 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学