一种在强电磁干扰环境下实现跳频通信的方法技术

本发明专利技术涉及一种跳频通信的方法，尤其涉及一种在强电磁干扰环境下实现跳频通信的方法，步骤如下：(1)跳频系统数学模型的建立，通过对输入信息码序列进行基带调制，然后通过跳频序列控制器的控制使得收方与发方同步，完成跳频信号的接收与发送；(2)跳频同步的建立，让跳频接收机和跳频发射机在相同的时刻使用相同的频率，得到正确的中频频率；(3)跳频图案的确定，通过基于RS码的跳频图案设计，在伽罗华域中选择系数，再进行变换；(4)跳频通信的组网，进而扩展电台的覆盖范围进行组网。本发明专利技术的优点效果：可以减少系统的误码率从而提升系统的整体性能。提高通信的抗干扰能力，特别是在复杂的战场通信环境下提高通信的保密性以及传输的可靠性，而且跳频通信可以利用不同的跳频图案在一定的宽带内容纳多个跳频系统同时工作，从而大大提高系统频谱利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种跳频通信的方法，尤其涉及一种在强电磁干扰环境下实现跳频通 信的方法，主要提高通信的抗干扰能力，提高通信传输的可靠性。
技术介绍
由于我国经济持续快速稳定的发展，导致城市建设以及生活对电力的需求迅猛增 长，大量高电压等级的变电站以及电网已经建设完成或者正在建设中，使得目前电磁环境 越来越复杂。21世纪战争的焦点将集中在如何准确快速地获取所需信息，以及如何剥夺敌 方的有用信息，信息优势已成为决定战争对峙双方胜负的关键因素，而保证高效、顺畅的信 息传递是综合各种作战要素、发挥整体作战能力的中心环节。这样就形成了有别于传统战 场的新要素一一战场复杂电磁环境。在这样的战场环境下，信息化与联合作战已经发展成 为一种全新的作战方式。信息化条件下的联合作战，要求将分布在陆海空天战场上的各种 侦察探测系统、指挥控制系统和攻击武器系统（包括进攻性电子战系统）有机地结合在一 起，形成一个统一、高效的作战体系，通过夺取信息优势达到决策优势和作战行动优势，实 现战场态势感知的高度共享、作战行动的高度协调与协同，才能极大地提高作战效能。然 而，有矛必有盾，在争夺信息优势的过程中，由于大量电子信息装备的使用，它们不仅数量 庞大、体制复杂、种类多样，而且功率大，使得战场空间中的电磁信号非常密集，形成了极为 复杂的电磁环境。 所谓复杂电磁环境，是指信息化战场上在交战双方激烈对抗条件下所产生的多类 型、全频谱、高密度的电磁辐射信号，以及己方大量使用电子设备引起的相互影响和干扰， 从而造成在时域上突发多变、空域上纵横交错、频域上拥挤重叠，严重影响武器装备效能、 作战指挥和部队作战行动的无形战场环境。 为了提高在复杂电磁环境下的生存能力，研究如何利用先进的数字信号处理技 术，提高或增强现有通信系统的抗干扰能力、尤其提高那些常规抗干扰技术措施不能对抗 的干扰模式显然具有其必要性、重要性和迫切性。 随着通信技术的飞速发展，在业务需求上也不断增加。这样就导致了通信业务需 求的增长与有限的频谱资源之间的矛盾，使得频谱资源越来越紧张。从通信对抗角度来说， 频带的拥挤意味着每个通信系统的可用带宽受限，这样一来必然导致对抗通信干扰的难度 加大。尤其是对于扩频通信而言，其为提高信噪比所展宽的频带还存在着如下的缺点：其 一，它不能充分利用加宽频带带来的抗干扰潜力，在信噪比很低的时候实际上在"浪费"宝 贵的频谱资源；其二，占用了过宽的频带后，同一个小区间同时通信的用户不是一个而是多 个，在多径衰落的环境下，不可避免地要造成严重的码间干扰。在有限的频谱资源内实现 抗干扰通信，就对频谱资源利用，窄带抗干扰技术提出了新的更高的要求。第二个需要解决 的问题是高斯白噪声干扰信号对信道的影响比较大，而且在一般情况下不容易去除。所谓 高斯白噪声干扰信号，就是干扰信号的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均 匀分布的。由于高斯白噪声干扰信号的频带很宽几乎占据了整个领域，它与通信信号重叠 无法区分有用信号和干扰信号，使用上述的跳频技术和扩频技术就不能达到令人满意的效 果。
技术实现思路
为了解决上述技术问题本专利技术提供一种在强电磁干扰环境下实现跳频通信及组 网的方法，目的是提高通信系统的可靠性和有效性使其适应强电磁复杂环境。 为达上述目的本专利技术，步骤如下： (1)跳频系统数学模型的建立，通过对输入信息码序列进行基带调制，然后通过跳 频序列控制器的控制使得收方与发方同步，完成跳频信号的接收与发送； (2)跳频同步的建立，让跳频接收机和跳频发射机在相同的时刻使用相同的频率， 得到正确的中频频率； ⑶跳频图案的确定，通过基于RS码的跳频图案设计，在伽罗华域中选择系数，再 进tx变换； (4)跳频通信的组网，进而扩展电台的覆盖范围进行组网。 步骤（1)中，发送端信息数据被波形转换后，进入载波调制，载波由跳频序列发生 器控制可变频率合成器产生，跳频序列值改变一次，载波频率改变一次，跳频序列的码元宽 T。，则每间隔时间T。，载波频率跳变一次；这样由跳频序列发生器控制频率合成器产生的载 波与信息数据进行载波调制，然后再经过高通滤波器去掉低频信号，信号从高通滤波器出 来以后再经过射频滤波器进行发射出去被接收端接收，在接收端，接收到的信号首先经过 一个宽带滤波器，为了保证收方与发方信号的同步，接收机的本振信号也是一个频率跳变 信号，跳变规律受接收端的伪随机码的控制，而接收端产生的伪随机码与发送端的相同，控 制频率变化的规律是相同的，两个频率合成器产生的频率相对应，但对应的频率有一频差 ^，正好为接收机的中频；只要收发双方的伪随机码同步，就可使收发双方的频率合成器产 生的跳变频率同步，经过一个带通滤波器后，就可得到一固定不变的中频信号，然后该中频 信号经过一个数据解调器进行解调，就可以恢复发送的信息，至此完成跳频信号的发送与 接收。 步骤（2)中，在收方进行同步的过程中，接收方一开机就处于慢扫描状态，以低于 调频速率的速率进行跳频，以捕捉前导序列中的同步信息，如果没有捕捉到同步信息则继 续进行慢扫描再重复上述步骤，如果捕捉到同步信息，则进一步判断是否为前导序列，如果 是前导序列则校对同步时间并进行跟跳，否则进入迟入网状态，校对完同步时间以后则再 次确认前导序列，如果是前导序列则进行接收网号与时间信息，如果还不是前导序列则回 到最初的慢扫描状态，最后完成同步的建立。 步骤（3)中，对跳频图案的设计过程是：（1)输入伽罗华域生成多项式系数，域的 幂次m，以及cl，cO的值；伽罗华域中的元素有三种表示方法，对于GF (23)上，生成的多项式 为f(x) = x3+x+l a = 2 = (010)，对于伽罗华域a = 2 = (010)，这样将域中23= 8个元 素用三种不同的方法表示出来，而且得到αη即为α η1进行左移一位，并且当矢量的左边最 高位为1时，再把左移之后的向量前m-Ι项，与生成多项式对应的幂次的系数模二加，这样 得到伽罗华的系数；（2)计算序列的周期p ; (3)调用子函数，将cl的值由十进制转换成幂 次表示，然后再将cl的幂次表示与域中的元素相乘输出相乘结果的幂矩阵cxm ; (4)判定系 数cO是否为0,如果为O则将矩阵cxm中的幂转换成十进制数，最后进行输出，如果系数不 为0,则将CO和矩阵cxm转换成m位2元矢量c〇-w，CXW，再将c〇-w，CXW的各分量相加并转 换成十进制；（5)码生成多项式的改进，为了解决异步组网，任意两个序列之间汉明互相关 旁瓣激增的问题，下面对生成多项式进行改进，将序列{ P]}的各码位元素加上一个固定量 得到多项式；如果另一个序列{q,}的多项式通 当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在强电磁干扰环境下实现跳频通信的方法，其特征在于步骤如下：(1)跳频系统数学模型的建立，通过对输入信息码序列进行基带调制，然后通过跳频序列控制器的控制使得收方与发方同步，完成跳频信号的接收与发送；(2)跳频同步的建立，让跳频接收机和跳频发射机在相同的时刻使用相同的频率，得到正确的中频频率；(3)跳频图案的确定，通过基于RS码的跳频图案设计，在伽罗华域中选择系数，再进行变换；(4)跳频通信的组网，进而扩展电台的覆盖范围进行组网。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李锡忠，李希元，冯晓明，冯伟，郑炜亮，孙超，谢晖，李维海，段有重，郑薇，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司营口供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21