[發明專利]一種差分跳頻通信中信號的同步跟蹤方法

有效

• 申請號: 201010206064.9
• 申請日: 2010-06-21
• 公開（公告）號: CN101873153A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 董彬虹;董振奇;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

本發明屬于差分跳頻通信技術，特別是一種基于維特比(Viterbi)譯碼的差分跳頻信號的同步跟蹤方法。

背景技術

在現有的通信技術中，差分跳頻通信是現代通信領域中一種較為有效的抗干擾、抗截獲的通信手段，其中接收端同步處理的有效性則是差分跳頻通信能正常進行的前提。自從1995年，美國Sanders公司成功推出了一種相關跳頻增強型擴頻電臺(Correlated?HoppingEnhanced?Spread?Spectrum)簡稱CHESS電臺，CHESS技術受到廣泛關注，它從高速差分跳頻新體制出發，較好地解決了提高數據輸率和抗干擾等問題。該系統最突出的特點是采用了差分跳頻(Differential?Frequency?Hopping，DFH)技術、其工作原理如圖1所示(圖中虛框部分I為其接收端針對差分跳頻信號的跟蹤流程示意圖)；其系統包括發射端和接收端，工作流程如下：

發射端：

步驟A：將輸入的串行的比特數據流送入串并轉換單元(1)轉換為并行的比特數據流；

步驟B：并行的比特數據流經過G函數(差分跳頻比特頻點映射函數)映射處理(2)映射為頻率控制字f_n、并組成頻率控制字數據幀；

步驟C：時域波形的生成：在輸入DDS單元的各頻率控制字數據幀前插入由本機所設同步序列數據(3)，以生成相應頻率的時域波形(4)；

步驟D：發射處理：步驟C所得時域波形，依次經中頻濾波處理(5)和射頻信號處理(6)后經天線發送；發送的頻率間的間隔Δf_n為5kHz；

接收端：

步驟E：接收端收到的信號通過射頻處理(7)后，再經變頻/濾波處理(8)轉變為中頻信號；

步驟F：步驟E所得中頻信號經抽樣處理(9)以采集離散的時域信號；

步驟F：將離散的時域信號通過FFT(快速傅里葉變換)處理(11)，將時域信號轉換為頻域信號；

步驟G：同步性判決：步驟F所得頻域信號同步時，直接進行維特比譯碼(12)處理；當未同步時，則首先取當前窗口的前一跳作為早門窗口，下(后)一跳作為遲門窗口，以確定早、遲門窗口(13)，然后通過FFT變換所得早、遲門能量值送入同步捕獲和跟蹤單元進行同步處理(14)，若未捕獲到相應的同步序列則繼續捕獲，直至捕獲到相應的同步序列止；然后進行同步跟蹤，跟蹤方法為：若早門窗口(信號)能量值大于遲門窗口能量值、則用早門窗口能量值和當前窗口能量值計算偏移量，否則用遲門窗口能量值和當前窗口能量值計算偏移量，然后將所得偏移量反饋給抽樣單元(9)處理、以調整當前抽樣窗口，使其與發射端的對應窗口對齊；

步驟H：串并轉換處理：譯碼后的數據經串并轉換處理(15)將并行的比特數據流恢復為串行的比特數據流后、輸出。

上述差分跳頻通信系統中的同步跟蹤方法的缺點主要有三個：其一.每個頻率控制字數據幀發送數據前必須先發送相應的同步序列數據，從而降低了數據傳輸速率；其二.由于每個頻率控制字數據幀前的同步序列是相同的，容易被跟蹤干擾及截獲，因而系統的抗截獲性能及通信的安全性低；其三.譯碼處理過程與系統的同步處理兩者不能同時進行，即譯碼的同時不能進行跟蹤處理，因此、譯碼時若窗口偏移，不能及時調整，影響譯碼的性能，且同步處理只能在發送并收到同步序列時進行。因而存在數據傳輸速率低，容易被跟蹤干擾及截獲，譯碼與同步處理不能同時進行，譯碼時窗口偏移不能及時調整而影響譯碼性能等缺陷。

發明內容

本發明的目的是針對背景技術存在的弊病，研究設計一種差分跳頻通信中信號的同步跟蹤方法，以達到提高數據傳輸速率、通信的安全性和譯碼性能，增強抗干擾、抗截獲的能力等目的。

本發明的解決方案是將原接收端抽樣處理所得離散的時域信號、一并通過FFT處理將其轉換為頻域信號后，即進行同步判決；改為將其早門的時域信號及遲門的時域信號分別通過FFT處理后、進行維特比(Viterbi)譯碼處理，依據早門和遲門數據譯碼產生的累積度量值(能量值)和譯出頻率控制字的值、確定采樣窗口偏移量，然后返回給抽樣處理單元、在譯碼的同時可及時調整采樣窗口；若捕獲到同步信息、則將早、遲門累積度量值(能量值)的大小關系送入數據選擇單元以確定(選擇)譯碼數據的輸出；從而實現其發明目的。因此，本發明同步跟蹤方法包括接收端將收到的信號通過射頻處理、再經變頻/濾波處理轉變為中頻信號后，送入抽樣處理單元，然后進行：

步驟1：離散采集：進入抽樣器處理單元的中頻信號分成兩路，一路作為早門信號、另一路作為遲門信號，分別進行離散采集；