[發明專利]一種適用于跳頻抗干擾系統高動態環境下的同步方法

有效

• 申請號: 202010320975.8
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111555775B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 陳敬喬;王賽宇;王楊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04B1/7156
• 分類號: H04B1/7156;H04L27/00;H04L25/02;H04J3/06
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種適用于跳頻抗干擾系統高動態環境下的同步方法，它涉及跳頻抗干擾系統中的高動態同步技術。本發明基于跳頻幀結構中有限的同步序列，采用周期差值統計的方法對多普勒碼偏進行估計與校正，消除多普勒碼偏產生的時鐘偏差。載波同步采用分段匹配濾波、基于分段累加的FFT頻偏估計等方式，實現了大頻偏搜索、頻率動態補償與跟蹤。同步過程中，碼偏和頻偏的估計與校正二者相互配合，互為基礎，使得機載等高動態平臺的同步性能穩定可靠。特別適用于提高衛星跳頻通信系統的抗多普勒能力。

技術領域

本發明涉及衛星通信領域中的一種適用于跳頻抗干擾系統高動態環境下的同步方法，適應高動態特性，支持各類機載平臺應用，特別適用于提高衛星通信中高速跳頻系統的抗大多普勒頻偏和碼偏的能力。

背景技術

近年來，針對高動態環境下通信接收機的同步問題，國內外都展開了廣泛而深入的研究，并且已經研制和生產出一些高動態接收機。但是，在高動態環境條件下的跳頻系統同步技術的研究并不多，現尚無成熟的技術與設備支持作戰飛機平臺應用。

因為跳頻系統中用于同步的信號時間間隔較遠，相當于同步速率很低，接收同步序列需要的時間較長，調整較慢，因此對高動態環境下接收機的同步捕獲及跟蹤要求很高，實現也很困難。

由于戰場環境復雜，一般通信裝備很難適應高機動平臺，使得戰場生存能力面臨嚴重威脅。為提高現有跳頻系統的適應能力，滿足高動態的需要，提出了一種基于跳頻系統的同步方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，針對上述背景技術中的缺點，提供一種能夠適應跳頻抗干擾系統高動態的同步方法。

本發明采用的技術方案為：

①根據高機動平臺的飛行速度，計算最大頻偏，決定捕獲的分段長度，并采用分段滑動匹配濾波的方式捕獲跳頻幀結構中的同步序列；其中每段長度不大于最大頻偏周期長度的一半；

②從捕獲到同步序列開始從0計數，計算連續設定個數的同步序列之間的時鐘周期數；每捕獲設定個數的同步序列進行一次周期統計，記錄包含的時鐘周期數A；

③對時鐘周期數A進行初步判斷，判斷其是否滿足約束條件；其中，約束條件為：基準時鐘下，設定個數的同步序列中包含的時鐘周期數為B，若A-B的絕對值小于閾值，則判定該次所得時鐘周期數A值有效，否則，判定為無效；

④根據所得的有效的時鐘周期數A，計算取平均值，得出時鐘偏差，并調整本地時鐘頻率；完成大鐘偏校正；

⑤以本地時鐘為基準獲取下一個同步序列，對同步序列進行分段匹配濾波，消除同步序列中的調制信息，然后利用分段累加后的值做FFT，進行頻偏估計；完成大頻偏校正；

⑥大鐘偏和大頻偏校正后，進入時鐘跟蹤階段，采用延遲鎖定環進行誤差估計，根據誤差值進行本地時鐘調整，完成時鐘的精確同步。

完成適用于跳頻抗干擾系統高動態環境下的同步方法。

本發明相比背景技術具有如下優點：

1.本發明的設計非常適合高速跳頻信號的時鐘同步和載波同步，適合采用FPGA實現。

2.本發明適應的高動態范圍較大，飛行速度為2馬赫，加速度為8g，頻偏范圍為±80kHz，頻率變化率范圍為±9.3kHz/s。

3.本發明幀結構中所含的同步序列很少，幀開銷較小，幀效率較高。

附圖說明

圖1是本發明的跳頻幀結構示意圖。

圖2是本發明的多普勒碼偏估計方法示意圖。

圖3是本發明的跳頻同步流程示意圖。

具體實施方式