[发明专利]一种采用高密度差分跳频的通信方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域中的差分跳频通信技术，特别是一种采用高密度差分跳频的抗截获及信息安全传输方法。

背景技术

众所周知，跳频通信以其良好的抗干扰，抗截获性能，是一种基本的保密通信技术之一。差分跳频系统的保密性一般体现在其抗截获能力上。多年来，通信的安全、保密及抗干扰能力一直是外交、商业，特别是军事通信设备的主要性能要求，它保证了通信在恶劣的电磁环境中使用的能力。而从信息战的角度考虑，军事通信抗截获的要求往往处于优先地位，信息被截获的危害很多情况下甚至高于信息被干扰。广泛使用的传统抗截获方法是采用信息加密传输，但加密仅限于对抗信息还原的层次，在众多情况下，仅仅依靠信息加密技术往往难以以保证信息的安全传输。

1995年美国洛克希德·马丁公司下属的Sanders公司推出了新型短波跳频系统——相关跳频增强型扩谱电台(Correlated Hopping Enhanced Spread Spectrum，CHESS)。该系统以数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)技术为基础，以高跳速来提高数据传输速率，跳频速率高达5000跳/秒，数据传输率最高可达19.2kbit/s。该系统最突出的特点是采用了差分跳频(Differential Frequency Hopping，DFH)技术；此类差分跳频通信系统的工作流程如图1所示，即：

发射端：

A.信息通过串并转换处理(1)将串行比特数据流转换为并行的比特数据流X_n；

B.并行的比特信息流X_n进入G函数(差分跳频比特频点映射函数)映射处理(2)，映射为待发送的频率控制字；

C.所得频率控制字经DDS(直接数字频率合成器)波形生成处理(3)，以生成相应的中频时域波形；

D.中频波形由中频滤波处理(4)和生成射频波形(5)后发送出去，发送的频点的间隔为5kHz；

接收端：

E.进入接收机的信号经射频信号处理(6)、经变频/滤波处理(7)后、经抽样处理(8)进行离散采集；

F.离散信号经过FFT(快速傅里叶变换)变换(9)，将时域信号转换为频域信号；

G.译码数据通过软判决处理(10)、保留有用频点；

H.软判决处理：译码数据通过软判决处理、保留有用频点；

I.所得有用频点经过同步判决(11)：当系统同步时，直接进入维特比译码(12)进行数据的译码；当系统未同步时，则进入同步捕获和跟踪处理(13)、进行同步处理，然后反馈信息给抽样处理(8)、以调整抽样窗口，完成数据的同步；

J.串并转换处理：译码后的数据经串并转换(14)进行符号数据流的转换，并输出转换后的数据。

传统的差分跳频通信系统的主要缺点在于：随着时频分析技术的发展和无线截获技术的发展，基于现有5kHz频谱间隔的差分跳频通信系统因其频点间隔宽、易被截获，信息传输的安全性差，目前已无法满足外交、商业，特别是现代军事通信的安全及频谱抗截获性能的要求。因而存在易被截获、破译，抗截获性及信息传输的安全性差等缺陷。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术存在的缺陷，研究设计一种采用高密度差分跳频的通信方法，以加大频谱截获的难度，增强差分跳频通信系统的抗截获性能，强化对抗现有截获技术的能力、有效提高信息传输的安全性等目的。

本发明的解决方案是针对背景技术频谱间隔宽，抗截获性能较差，通过现有的时频分析方法很容易截获其频点位置，信息传输的安全性差等弊病；在发射端，采用在原有一级频率字的基础上、引入二级频率字，即由DDS单元产生密集跳频频率，将频点间隔细分、以缩短差分跳频信号传输过程中频率的间隔，加大频点的密度；在接收端又通过信号特征在频域中去除二级频率控制字带来的频率偏移，恢复原差分跳频频点间隔的宽度，从而完成数据的译码。频点密集度越高、系统抗截获性能就越高，从而有效提高对抗现有截获技术的能力及信息传输的安全性；本发明即以此实现其发明目的，附图2即为本发明方法流程示意图。本发明方法包括发射和接收流程两部分，其中：

发射流程

A.串并转换处理：将待发送的串行比特数据流转换为并行的比特数据流；

B.差分跳频比特频点映射处理：将步骤A所得并行的比特数据流送入G函数(差分跳频比特频点映射函数)进行映射处理、映射为密集系统的一级频率控制字；