[發明專利]一種采用高密度差分跳頻的通信方法

有效

• 申請號: 201010202138.1
• 申請日: 2010-06-13
• 公開（公告）號: CN101888262A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 董彬虹;柴占鑫;劉濤
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B1/713
• 分類號: H04B1/713
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 詹福五

技術領域

本發明屬于通信技術領域中的差分跳頻通信技術，特別是一種采用高密度差分跳頻的抗截獲及信息安全傳輸方法。

背景技術

眾所周知，跳頻通信以其良好的抗干擾，抗截獲性能，是一種基本的保密通信技術之一。差分跳頻系統的保密性一般體現在其抗截獲能力上。多年來，通信的安全、保密及抗干擾能力一直是外交、商業，特別是軍事通信設備的主要性能要求，它保證了通信在惡劣的電磁環境中使用的能力。而從信息戰的角度考慮，軍事通信抗截獲的要求往往處于優先地位，信息被截獲的危害很多情況下甚至高于信息被干擾。廣泛使用的傳統抗截獲方法是采用信息加密傳輸，但加密僅限于對抗信息還原的層次，在眾多情況下，僅僅依靠信息加密技術往往難以以保證信息的安全傳輸。

1995年美國洛克希德·馬丁公司下屬的Sanders公司推出了新型短波跳頻系統——相關跳頻增強型擴譜電臺(Correlated?Hopping?Enhanced?Spread?Spectrum，CHESS)。該系統以數字信號處理(Digital?Signal?Processing，DSP)技術為基礎，以高跳速來提高數據傳輸速率，跳頻速率高達5000跳/秒，數據傳輸率最高可達19.2kbit/s。該系統最突出的特點是采用了差分跳頻(Differential?Frequency?Hopping，DFH)技術；此類差分跳頻通信系統的工作流程如圖1所示，即：

發射端：

A.信息通過串并轉換處理(1)將串行比特數據流轉換為并行的比特數據流X_n；

B.并行的比特信息流X_n進入G函數(差分跳頻比特頻點映射函數)映射處理(2)，映射為待發送的頻率控制字；

C.所得頻率控制字經DDS(直接數字頻率合成器)波形生成處理(3)，以生成相應的中頻時域波形；

D.中頻波形由中頻濾波處理(4)和生成射頻波形(5)后發送出去，發送的頻點的間隔為5kHz；

接收端：

E.進入接收機的信號經射頻信號處理(6)、經變頻/濾波處理(7)后、經抽樣處理(8)進行離散采集；

F.離散信號經過FFT(快速傅里葉變換)變換(9)，將時域信號轉換為頻域信號；

G.譯碼數據通過軟判決處理(10)、保留有用頻點；

H.軟判決處理：譯碼數據通過軟判決處理、保留有用頻點；

I.所得有用頻點經過同步判決(11)：當系統同步時，直接進入維特比譯碼(12)進行數據的譯碼；當系統未同步時，則進入同步捕獲和跟蹤處理(13)、進行同步處理，然后反饋信息給抽樣處理(8)、以調整抽樣窗口，完成數據的同步；

J.串并轉換處理：譯碼后的數據經串并轉換(14)進行符號數據流的轉換，并輸出轉換后的數據。

傳統的差分跳頻通信系統的主要缺點在于：隨著時頻分析技術的發展和無線截獲技術的發展，基于現有5kHz頻譜間隔的差分跳頻通信系統因其頻點間隔寬、易被截獲，信息傳輸的安全性差，目前已無法滿足外交、商業，特別是現代軍事通信的安全及頻譜抗截獲性能的要求。因而存在易被截獲、破譯，抗截獲性及信息傳輸的安全性差等缺陷。

發明內容

本發明的目的是針對背景技術存在的缺陷，研究設計一種采用高密度差分跳頻的通信方法，以加大頻譜截獲的難度，增強差分跳頻通信系統的抗截獲性能，強化對抗現有截獲技術的能力、有效提高信息傳輸的安全性等目的。

本發明的解決方案是針對背景技術頻譜間隔寬，抗截獲性能較差，通過現有的時頻分析方法很容易截獲其頻點位置，信息傳輸的安全性差等弊病；在發射端，采用在原有一級頻率字的基礎上、引入二級頻率字，即由DDS單元產生密集跳頻頻率，將頻點間隔細分、以縮短差分跳頻信號傳輸過程中頻率的間隔，加大頻點的密度；在接收端又通過信號特征在頻域中去除二級頻率控制字帶來的頻率偏移，恢復原差分跳頻頻點間隔的寬度，從而完成數據的譯碼。頻點密集度越高、系統抗截獲性能就越高，從而有效提高對抗現有截獲技術的能力及信息傳輸的安全性；本發明即以此實現其發明目的，附圖2即為本發明方法流程示意圖。本發明方法包括發射和接收流程兩部分，其中：

發射流程

A.串并轉換處理：將待發送的串行比特數據流轉換為并行的比特數據流；

B.差分跳頻比特頻點映射處理：將步驟A所得并行的比特數據流送入G函數(差分跳頻比特頻點映射函數)進行映射處理、映射為密集系統的一級頻率控制字；