[发明专利]一种FFH系统中基于PN序列信噪比的同步捕获方法

说明书

技术领域

本发明属于通信抗干扰技术领域，涉及快速跳频(Fast Frequency Hopping，FFH)通信 系统，尤其是FFH通信系统中的同步方法。

背景技术

跳频通信系统(Frequency Hopping Communication System)是一种抗干扰、抗衰落能力较强 的无线电通信系统，在无线通信领域中应用广泛。为了实现跳频通信系统之间的正常通信， 收发双方必须实现同步，即在同一时间同步地跳变到同一跳频频率(或者收发双发的跳频频率 在同一时间相差一个固定中频)，跳频通信系统的载波频率伪随机变化着，由于传输信道存在 多普勒频移，定时时钟存在相对误差等因素，系统同时存在频率和时间的不确定性，时间的 不确定性可以通过收发双方使用同一跳频图案来解决，而时间的不确定性则要通过跳频同步 技术(包括同步捕获和同步跟踪)来消除。

一般跳频电台的同步指标和同步信号要求如下：(1)初始同步的建立时间短，不超过0.3 秒；(2)迟后入网的时间不超过6秒；(3)同步系统在信道误码率为0.1时，同步捕获概率 需大于90％；(4)同步信号存在的时间要短，使侦听方难以在很短的时间内发现同步信号。

在FFH系统中，频率跳变速率大于或等于信息调制器输出的符号速率，每跳信号最多只 携带一个同步chip，所含的同步信息量少，需要利用多跳信号才能实现同步捕获，因而实现 同步变得更加困难。目前关于FFH系统的同步捕获方法较少，主要是基于串行搜索匹配滤波 器与分集合并技术相结合提出的捕获方法，该方法有以下局限：(1)合并结果并不可靠，在 捕获过程中，收发窗口还未对准，每跳的基带频点能量(或信噪比)不仅受到前一跳和后一 跳信号的影响，而且此时基带调制频点在当前跳接收口内并不正交；(2)门限的选取受信道 信噪比的影响较大，准确选取比较困难。

发明内容

本发明提供一种FFH系统中基于PN序列信噪比的同步捕获方法，以实现FFH通信系 统收发双发的同步。

在阐述本发明方法之前，首先介绍本发明中所用的术语：

(1)跳频频率-同步PN序列双图案

发送方用M个同步跳频频率调制长度为N的同步PN序列(M≤N，K＝N/M，K为正 整数)，每个跳频频率调制一个同步PN-chip，M个跳频同步频率构成了一个跳频频率图案 F＝{f₀，f₁，f_i，...，f_M-1}(f_i记为第i号同步频率，0≤i≤M-1)，N个同步PN-chip构成一个 PN序列图案S＝{PN₀，PN₁，PN_i，...，PN_N-1}，跳频频率图案和同步PN序列图案共同构成了跳 频频率-PN序列双图案，如说明书附图图1所示。

(2)同步PN-chip信噪比

利用本地跳频信号对当前跳接收到的跳频信号进行混频解跳，生成解跳后同步信号，对 该信号进行A/D转换，经过|FFT|²(FFT：Fast Fourier Transform，快速傅氏变换算法；|x|²： 复数x模的平方)和噪声归一化处理后，根据本地PN序列值取出2FSK基带信号对应调制频 点的信噪比，该信噪比成称为当前跳同步PN-chip信噪比。

(3)同步PN信噪比序列

连续N跳按照上述(2)处理后，各同步PN-chip信噪比形成长度为N的同步PN信噪比 序列。

(4)同步信号信噪比相关检测值

对当前同步PN信噪比序列进行代数求和，得到的代数和值为同步信号信噪比相关检测 值。

(5)早、迟门信号

对当前跳同步信号解跳，生成解跳后同步信号，在时间上将该解跳后同步信均分为两个 跳，前半跳信号称为早门信号，对应地，后半跳信号称为迟门信号。