[发明专利]跳频通信中低开销的认知抗干扰快速帧同步方法

说明书

本发明提供了一种跳频通信中低开销的认知抗干扰快速帧同步方法，开机初始化后，进行入网前频谱感知与噪声功率更新，选择入网前最佳同步频点选择，再进行入网信号帧同步与噪声功率更新和在网时频谱感知与噪声功率更新，选择在网时最佳同步频，并在网时信号帧同步与噪声功率更新。本发明动态规避了干扰严重的频点，减小了干扰对帧同步的影响，提高了跳频通信帧同步的抗干扰能力，自动适应信道环境的变化，处理机制简单，不会增加网络开销。

技术领域

本发明涉及跳频通信技术领域，本发明提出一种综合利用冗余同步脉冲与频点认知信息进行低开销、抗干扰、快速帧捕获与同步的方法，适用于单通道跳频接收终端的抗干扰快速帧同步。

背景技术

电磁环境的复杂性以及干扰的存在，通常导致跳频通信所用的部分频点信道恶化，影响通信性能，尤其是帧同步信号受影响后，容易引起信号捕获失败，造成通信丢包。例如，在普通非抗干扰跳频通信系统中，收发双方按照时段约定某一频点发射同步脉冲，接收端驻守该频点扫描检测完成帧捕获与同步，如果约定频点受到强干扰，则系统在该时段内通信中断。帧捕获同步是影响跳频通信系统抗干扰性能的重要环节，帧捕获同步抗干扰是稳健跳频通信系统(尤其是军用跳频通信系统)中的关键问题之一。

目前，跳频通信的抗干扰捕获与同步方法主要分为两种：慢跳频串行搜索同步方法与多频点并行接收联合检测同步方法。

慢跳频串行搜索同步方法如图1所示，同步头分为多个跳脉冲，并按照非重复图样进行连续多次发射，接收端使用相同的频点集合进行逐频点慢速扫描，当检测到脉冲时即可完成同步捕获。该方法适用于单通道接收终端(只能实时接收一个频点上的信号，不能进行多频点同时接收)，具备抗干扰能力，当某些频点受到强干扰时，接收端在轮换到未受干扰的频点进行扫描时即可完成帧捕获与同步；但该方法同步头开销大，捕获与同步的时间较长。

多频点并行接收联合检测同步方法如图2所示，同步头包含多个脉冲，同步码序列分散到各个同步脉冲中，接收端同时扫描多个频点对同步码序列进行相关检测，并将相关值累加，获得联合检测结果，依据同步门限对其进行帧同步判决。该方法同步头开销小，同步速度快，具备抗干扰能力，如果遇到部分频点干扰，在同步对准时刻，受干扰频点的相关值减小，但未受干扰频点的相关检测值不变，联合检测结果仍然能够超过判决门限，从而能够对抗部分频点干扰。然而，该方法仅适合于采用多通道接收终端的跳频通信系统。多通道接收终端能够同时接收和缓存多个频点的信号，从而支持多跳同步脉冲联合检测，但该类终端需要为不同通道设计独立的硬件电路，设备复杂度、体积、重量、功耗、成本都随通道数的增加而增加。因此，某些小型终端，如小型无人机载终端、手持终端，往往仅具备一路接收通道。在小型终端应用场景中，不具备使用多频点并行接收联合检测方法的条件。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种跳频通信中低开销的认知抗干扰快速帧同步方法。针对现有跳频通信中抗干扰帧同步方法的不足，围绕单通道小型终端抗干扰帧同步需求，本发明提供了一种综合利用冗余同步脉冲与频点认知的低开销认知抗干扰快速帧同步方法，适用于单通道终端，能够在较低开销下，使跳频通信具备抗干扰的快速帧捕获与同步能力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

(1)开机初始化：终端具有跳频频点集合内各频点噪声功率的缓存，接收端在开机后，对缓存进行初始化，初始化值为0；