针对已有跳频系统对抗不同干扰的能力不足或不够全面的问题，提出一种基于时频编码的多序列跳频收发联合抗干扰算法。通过引入时频交叉编码，对多序列跳频系统进行收发联合设计：发送端将信息交叉冗余编码，分别从时域和频域多维传输，干扰方难以跟踪对偶信道；接收端依据不同的特征提取设计窄带匹配解码，采用择多判决获取信息，从而有效获取编码增益和分集增益。仿真结果表明，相比于常规跳频算法，中等干扰下部分频带干扰有约13db的性能增益，跟踪干扰大约有8dB增益，且信号更难被侦察跟踪，能够全面有效提升抗干扰能力。能够全面有效提升抗干扰能力。能够全面有效提升抗干扰能力。
【技术实现步骤摘要】
一种基于时频编码的多序列跳频收发联合抗干扰方法
[0001]本专利技术涉及一种基于时频编码的多序列跳频收发联合抗干扰方法。
技术介绍
[0002]随着科学技术发展，通信系统的传输速率不断提升，满足人们日益增长物质生活需求。然而，通信系统抗干扰能力不足却成为其发展的短板，尤其是对于军事通信系统，这一不足会被利用和放大，从而导致系统瘫痪，因此通信系统的可靠性十分值得研究和关注。
[0003]常规跳频技术(Frequency Hopping/Binary Frequency
‑
shift
‑
keying，FH/BFSK)通过随机切换载波频率，可以有效地躲避部分频带干扰，但是跳频通常依据固定的跳频图案，易被实施跟踪干扰，导致其性能会急剧下降。差分跳频(Differential Frequency hopping，DFH)采用信息即信道的思想，将信息调制和跳频编码有效结合在一起，跳频图案依靠传输的信息来控制而更加随机，具有较强的抗跟踪干扰能力。但是增加了接收方难度，接收方无法预判接收频点，普遍采用宽带接收，导致硬件开销大、易受部分频带干扰等问题。
[0004]为了解决FH/BFSK受跟踪干扰威胁和DFH受部分频带干扰威胁的问题，减小系统瘫痪的危机，唐志强等提出的多序列跳频基于多序列跳频的抗干扰通信方法。该方法有效隐藏了对偶信道，从而难以被实施跟踪干扰；接收机可窄带接收来有效滤除带外干扰,因而具备抗部分频带干扰能力。然而，上述方法都主要依托于躲避干扰的方式，即尽量降低被干扰概率，误码率性能与信道被干扰状况密切相关，抗干扰的手段和能力有进一步提升空间。
[0005]为此，在多序列跳频的基础上，融入时频多维分集传输思想，提出一种基于时频编码的多序列跳频收发联合抗干扰方法。该方法发送端通过时频编码，将相邻符号信息冗余交错编码，分别用于控制多序列的跳频频率和单个符号周期的传输时隙，实现利用载波表征信息，不易被干扰混淆，能够有效抵抗跟踪干扰；接收端根据接收到信号不同的时频特征，以干扰抵消为原则，构建独立的信号检测处理通道，通过择多判决准则将结果汇总，通过获取分集增益和编码增益，提高系统抗部分频带干扰能力。仿真结果表明，所提算法具有较强的抗部分频带干扰和跟踪干扰的能力，且信号更难于被侦察，促使跳频系统抗干扰能力明显地全面提升。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种具有较强的抗部分频带干扰和跟踪干扰的能力，且信号更难于被侦察，跳频系统抗干扰能力全面提升的基于时频编码的多序列跳频收发联合抗干扰方法。
[0007]本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种基于时频编码的多序列跳频收发联合抗干扰方法，其包括如下步骤：
[0009](1)系统初始化，收发双方各自分别产生本地的两组随机调频序列，并完成基本的同步和信道估计；
[0010](2)发送端将n跳频周期的数据信息A
n
经时频编码后生成信道码C
n
和时隙码T
n
，并分别控制第n个跳频符号进行频率和时隙选择，再进行信号发送；
[0011](3)接收端在每个时隙内进行积分，绝对值运算，分别获得检测量；
[0012](4)分别计算出判决量频率信道判决量G
n
、时域时隙判决量H
n
以及时频资源块判决量I
n
；
[0013](5)奇偶位置两两交换前后顺序得到调整后的时域时隙判决量D
n
；
[0014](6)独立判决G
n
、D
n
、I
n
得到判决值
[0015](7)合并判决值得到最终的数据信息
[0016]进一步的，所述发送端独立产生相互正交的两路跳频序列集FS0(n)和FS1(n)(n＝1,2,
…
,N)，分别用于构建子信道0和子信道1的对偶信道，每个发送时隙被均匀等分为TS0和TS1两个子时隙。
[0017]进一步的，发送端控制跳频符号的频率和时隙选择方法为：
[0018]①
频率选择：当信道码C
n
为0时，使用FS0当前的频率f
n,0
作为信道调制频率；如果信道码C
n
为1时，使用FS1当前的频率f
n,1
作为发送信道调制频率；
[0019]②
时隙选择：如果时隙码T
n
为0，利用TS0时隙发送单音信号；如果时隙码T
n
为1，利用TS1时隙发送单音信号。
[0020]进一步的，所述时频编码方法为：假设发送的用户数据序列为A
n
(n＝1,2,
…
,N)，其中N为帧数据的长度，设其为偶数；如果N为奇数，则在末尾添加一位奇偶校验比特，即其中N为帧数据的长度，设其为偶数；如果N为奇数，则在末尾添加一位奇偶校验比特，即表示异或运算，则具体时频编码结构码如下：
[0021][0022]进一步的，发送端信号发送时，假设发送端信号的符号能量为E
S
，跳频周期为T
S
，则第n个跳频周期t时刻发送符号的基带等效表示为：
[0023][0024]其中，f
cn
为第n跳的射频信号频率，且ε(t)为阶跃信号用来限定时隙，且
[0025]进一步的，接收端采用多通道匹配并行接收方式，本地产生FS0和FS1两个跳频序列集，分别与接收信号进行同步窄带接收；
[0026]设第n个跳频周期接收信号R
n
(t)在第j个时隙与本地子信道i产生的频率为f
n,i
单频信号进行积分，得检测量Y
ij
可以表示为：
[0027][0028]其中，为本地跳频信号，其共轭信号记为
[0029]进一步的，第n个跳频周期，频率信道判决量时域时隙判决量时频资源块判决量I
n
＝|Y
11
(n)
‑
Y
10
(n)|
‑
|Y
01
(n)
‑
Y
00
(n)|。
[0030]进一步的，步骤(6)的判决方法为：当判决量大于0，则判为1；当判决量小于0，则判为0。
[0031]进一步的，采用择多准则，合并判决值得到最终的信息具体为：
[0032][0033]其中，表示对数x向下取整。
[0034]本专利技术的有益效果在于：本专利技术的算法通过时频编码的收发设计，能够有效的抵消来自不同频率和不同时隙的干扰，时频联合处理来获取编码增益和分集增益，具有较强的抗部分频带干扰和跟踪干扰的能力，且信号更难于被侦察，促使跳频系统抗干扰能力明显地全面提升。
附图说明
[0035]图1为时频编码双序列发送端示意图。
[0036]图2为时频编本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于时频编码的多序列跳频收发联合抗干扰方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)系统初始化，收发双方各自分别产生本地的两组随机调频序列，并完成基本的同步和信道估计；(2)发送端将n跳频周期的数据信息A
n
经时频编码后生成信道码C
n
和时隙码T
n
，并分别控制第n个跳频符号进行频率和时隙选择，再进行信号发送；(3)接收端在每个时隙内进行积分，绝对值运算，分别获得检测量；(4)分别计算出判决量频率信道判决量G
n
、时域时隙判决量H
n
以及时频资源块判决量I
n
；(5)奇偶位置两两交换前后顺序得到调整后的时域时隙判决量D
n
；(6)独立判决G
n
、D
n
、I
n
得到判决值(7)合并判决值得到最终的数据信息2.根据权利要求1所述的一种基于时频编码的多序列跳频收发联合抗干扰方法，其特征在于，所述发送端独立产生相互正交的两路跳频序列集FS0(n)和FS1(n)(n＝1,2,
…
,N)，分别用于构建子信道0和子信道1的对偶信道，每个发送时隙被均匀等分为TS0和TS1两个子时隙。3.根据权利要求2所述的一种基于时频编码的多序列跳频收发联合抗干扰方法，其特征在于，发送端控制跳频符号的频率和时隙选择方法为：
①
频率选择：当信道码C
n
为0时，使用FS0当前的频率f
n,0
作为信道调制频率；如果信道码C
n
为1时，使用FS1当前的频率f
n,1
作为发送信道调制频率；
②
时隙选择：如果时隙码T
n
为0，利用TS0时隙发送单音信号；如果时隙码T
n
为1，利用TS1时隙发送单音信号。4.根据权利要求3所述的一种基于时频编码的多序列跳频收发联合抗干扰方法，其特征在于，所述时频编码...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱世磊，孙慧贤，陈博航，全厚德，李召瑞，崔佩璋，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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