一种跳频通信同步系统以及方法与流程

本发明涉及跳频通信领域，特别是涉及一种跳频通信同步系统以及方法。

背景技术：

1、跳频序列作为跳频通信的核心部分之一，它主要是为提高信号的抗干扰、抗噪音和抗多径衰落性，同时跳频通信具有保密、功率谱密度低、隐蔽性、低截获概率、可多址复用、任意选址和高精度测量等优越性能。跳频通信若要有很好的抗干扰性要求其序列发生器产生理想的跳频序列族，理想的跳频序列族要求序列具备良好的汉明自相关和汉明互相关、较大的随机性和线性复杂度、一定的均匀性、尽可能多的序列数目以便较多的用户使用等。

2、但跳频序列越随机、周期越长，所带来的同步时间将成指数增长，要么在系统中引入其他辅助信息进行同步，要么增加接收机计算资源进行并行搜索，要么通过gps等额外的同步信息辅助同步，这些方法均需要额外的条件或者资源才能获得快速同步的性能。

3、因此，亟需提供一个可以快速同步的跳频序列设计方法，能够大大提高同步速度，且不会带来复杂的计算，跳频序列仍然具有高随机性和长周期特性。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种跳频通信同步系统以及方法，能够时跳频序列具有高随机性和长周期特性的前提下，提高同步速度和降低计算的复杂性。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种跳频通信同步系统，包括：发射机和接收机；

4、所述发射机包括：信息模块、插入跳频序列相关信息模块、信息调制器、频率调制器、第一频率表、第一跳频序列生成器以及发射天线；所述信息模块、插入跳频序列相关信息模块、信息调制器、频率调制器依次通信；所述第一跳频序列生成器、所述第一频率表和所述频率调制器依次通信；所述频率调制器与所述发射天线通信；

5、所述接收机包括：接收天线、频率解调器、信息解调器、获取跳频序列相关信息模块、跳频同步模块、第二跳频序列生成器以及第二频率表；所述接收天线、频率解调器、信息解调器、获取跳频序列相关信息模块、跳频同步模块、第二跳频序列生成器以及第二频率表依次通信；所述第二频率表还与所述频率解调器通信。

6、所述信息模块用于用户输入用户信息；

7、所述插入跳频序列相关信息模块用于将跳频序列相关的信息插入到用户信息中，发射到接收机用于跳频同步恢复；

8、所述信息调制器和所述信息解调器均用于将用于信息调制到可用于传输的基带波形；

9、所述频率调制器用于将信息调制器输出的波形调制到对应频率；

10、所述频率解调器用于将输入波形转换到基带波形；

11、所述第一频率表和所述第二频率表用于将跳频序列生成器的结果转换为频率值；

12、所述第一跳频序列生成器和所述第二跳频序列生成器用于生成跳频序列；

13、所述发射天线用于将频率调制器输出波形发射到空中输出无线电波；

14、所述接收天线用于将空中的无线电波转换为波形输入；

15、所述获取跳频序列相关信息模块用于在原始信息中获取跳频序列相关信息；

16、所述跳频同步模块用于根据接收状态和信息设置第二跳频序列生成器，进行跳频同步。

17、可选地，所述波形调制方式包括：ofdm或fsk。

18、一种跳频通信同步方法，应用于所述的一种跳频通信同步系统，所述的一种跳频通信同步方法包括：

19、发射机和接收机确定相同的数值id，并根据数值id生成m序列的寄存器dn的初始值dinit；

20、发射机和接收机利用初始值dinit始化m序列的寄存器dn和同步频率周期计数器c；同步频率周期计数器c每个跳频间隔加1，周期为k，m序列的周期为l；

21、在发射机中，根据初始值dinit生成m序列对应的跳频序列wm；跳频序列wm中第一个跳频序列w0为同步频率f0；

22、将跳频序列wm中对应的频率为f0的跳频序列删除，获得跳频序列w′n；w′n的周期小于l；

23、当同步频率周期计数器c为0的位置时，将跳频序列w′n替换为f0，获得跳频序列fn；

24、按照跳频序列fn发送信息sn，sn中包含当前跳频序列fn对应的m序列寄存器dn；

25、在接收机中，根据初始值dinit生成m序列对应的跳频序列w0，跳频序列w0为同步频率f0；

26、接收机在同步频率f0上等待接收信息；

27、当p时刻，接收到信息sp后，获得当前跳频频率下对应的m序列寄存器值dp；

28、利用获取的m序列寄存器值dp初始化m序列寄存器并将同步频率周期计数器c置0；

29、根据m序列寄存器值dp生成后续的m序列对应的跳频序列rwm；

30、将跳频序列rwm中对应的频率为f0的序列的删除，获得跳频序列rw′n，rw′n的周期小于l；

31、当同步频率周期计数器c为0的位置时，将跳频序列rw′n替换为f0，获得跳频序列rfn；跳频序列rfn＝fn，完成跳频序列同步。

32、可选地，所述数值id为网络id。

33、可选地，跳频序列同步的次数小于或等于k。

34、可选地，控制同步频率周期计数器的周期k调节同步周期。

35、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

36、本发明所提供的一种跳频通信同步系统以及方法，接收机中的所述获取跳频序列相关信息模块在原始信息中获取跳频序列相关信息；接收机中的跳频同步模块根据接收状态和信息设置第二跳频序列生成器，进行跳频同步；跳频序列同步时间稳定可控，通过设计可以满足任意同步时间；跳频序列仍然满足高随机性和长周期性，保密性强；支持多个跳频序列同时工作，互不干扰；接收机同步简单，没有复杂计算。

技术特征：

1.一种跳频通信同步系统，其特征在于，包括：发射机和接收机；

2.根据权利要求1所述的一种跳频通信同步系统，其特征在于，所述波形调制方式包括：ofdm或fsk。

3.一种跳频通信同步方法，应用于权利要求1-2任一项所述的一种跳频通信同步系统，其特征在于，所述的一种跳频通信同步方法包括：

4.根据权利要求3所述的一种跳频通信同步方法，其特征在于，所述数值id为网络id。

5.根据权利要求3所述的一种跳频通信同步方法，其特征在于，跳频序列同步的次数小于或等于k。

6.根据权利要求3所述的一种跳频通信同步方法，其特征在于，控制同步频率周期计数器的周期k调节同步周期。

技术总结
本发明公开一种跳频通信同步系统以及方法，涉及跳频通信领域，该系统中的发射机中的信息模块、插入跳频序列相关信息模块、信息调制器、频率调制器依次通信；第一跳频序列生成器、所述第一频率表和频率调制器依次通信；频率调制器与发射天线通信；接收机中的接收天线、频率解调器、信息解调器、获取跳频序列相关信息模块、跳频同步模块、第二跳频序列生成器以及第二频率表依次通信；第二频率表还与所述频率解调器通信。本发明能够时跳频序列具有高随机性和长周期特性的前提下，提高同步速度和降低计算的复杂性。

技术研发人员：胡俊杰,张晓峰,田一康
受保护的技术使用者：浙江天则通信技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14