用于GMSK快跳频系统的通信方法、设备及存储介质技术方案

本申请涉及通信领域，尤其是涉及一种用于GMSK快跳频系统的通信方法、设备及存储介质，用于GMSK快跳频系统的通信方法包括以下步骤：在跳频信号前增加跳频头；对所述跳频信号和跳频头进行编码、滤波和GMSK线性相位累加，以生成跳频GMSK信号和跳频头GMSK信号；在所述跳频GMSK信号后增加所述跳频尾GMSK信号，以生成待发送信号，所述跳频尾GMSK信号与跳频头GMSK信号相同；对所述待发送信号对应的接收信号进行信道同步，所述接收信号中包括跳频信号对应的原始接收信号、跳频头GMSK信号对应的跳频头接收信号，以及跳频尾GMSK信号对应的跳频尾接收信号。本申请具有可以使跳频头和跳频尾联合起来进行信道同步，从而克服相位模糊的问题，降低信道估计工作量的效果。低信道估计工作量的效果。低信道估计工作量的效果。

【技术实现步骤摘要】
用于GMSK快跳频系统的通信方法、设备及存储介质


[0001]本申请涉及通信领域，尤其是涉及一种用于GMSK快跳频系统的通信方法、计算机设备和可读存储介质。

技术介绍

[0002]与定频通信相比，跳频通信比较隐蔽也难以被截获，只要对方不清楚载频跳变的规律，就很难截获对方的通信内容。对于GMSK快跳频系统，如果采用常规的信道估计则会产生错误，导致系统得不到正确的解调数据。因为快跳频结果改变了调制数据在子载波上的位置，所以仅仅通过普通的训练序列估计出来的信道信息已经不能和快跳频后的数据子载波一一对应。
[0003]相关技术中，如图1所示，在跳频信号前添加同步码(跳频头)，然后再将跳频头拷贝至跳频信号的后面,形成跳频尾，接着对携带跳频头和跳频尾的跳频信号进行差分编码、高斯IP倍内插滤波和GMSK线性相位累加等发射前预处理，最终生成待发射信号。由于是在发射前预处理前完成的跳频头到跳频尾的拷贝，而GMSK系统特有4种相位，因此最终的(经过GMSK线性相位累加的)跳频尾GMSK信号相比跳频头GMSK信号有4种不同的相位差，即90
°
、180
°
、270
°
或者0
°
，即产生了相位模糊的后果。为了确定上述相位差，需要复杂的流程，并且跳频通信过程中，每一跳都需要进行时域同步，因此每一跳都需要复杂的流程来解决相位模糊的问题，导致增加了时域同步的工作量，降低了工作效率。

技术实现思路

[0004]为了至少解决上述问题，本申请提供了一种用于GMSK快跳频系统的通信方法,应用于时分多址接入方式组成的、有中心节点结构的无线通信网络，根据通信需求随时调节自身的联网状态，实时建立通信路由，并且计算合适的时隙分配方案，从而在不发生信道冲突的情况下以可靠的方式完成通信。
[0005]本申请采用如下技术方案实现上述目的：第一方面，本申请提供一种用于GMSK快跳频系统的通信方法，包括以下步骤：在跳频信号前增加跳频头；对所述跳频信号和跳频头进行编码、滤波和GMSK线性相位累加，以生成跳频GMSK信号和跳频头GMSK信号；在所述跳频GMSK信号后增加所述跳频尾GMSK信号，以生成待发送信号，所述跳频尾GMSK信号与跳频头GMSK信号相同；对所述待发送信号对应的接收信号进行时域同步，所述接收信号中包括跳频信号对应的原始接收信号、跳频头GMSK信号对应的跳频头接收信号，以及跳频尾GMSK信号对应的跳频尾接收信号。
[0006]通过采用上述技术方案，使跳频尾GMSK信号与跳频头GMSK信号相同，从而避免了跳频尾GMSK信号相对于跳频头GMSK信号有不确定的相位差，最终的跳频尾GMSK信号相对于跳频头GMSK信号没有相位的跳变，因而跳频头和跳频尾可以联合起来确定同步点，进而实现时域同步的功能。
[0007]可选的，所述用于GMSK快跳频系统的通信方法还包括：对所述接收信号进行频偏
修正。
[0008]通过采用上述技术方案，由于最终的跳频尾GMSK信号相对于跳频头GMSK信号没有相位的跳变，因而可以通过跳频头和跳频尾的联合来进行频偏估计。
[0009]可选的，所述用于GMSK快跳频系统的通信方法还包括：根据所述接收信号确定匹配滤波器系数；根据所述匹配滤波器系数对所述原始接收信号进行匹配滤波。
[0010]通过采用上述技术方案，同样可以通过跳频头和跳频尾的联合来确定匹配滤波器系数，从而对接收信号匹配滤波，最终完成对信号的相偏的纠正。
[0011]可选的，所述用于GMSK快跳频系统的通信方法还包括：根据所述跳频头接收信号和跳频尾接收信号，确定最佳采样点。
[0012]通过采用上述技术方案，通过跳频头和跳频尾联合获取相关峰值点，进而确定最佳采样点，从而为后续的GSMK相干解调奠定基础。
[0013]可选的，所述对待发送信号对应的接收信号进行时域同步包括：对本地训练序列进行相位旋转，以得到旋转本地训练序列，所述本地训练序列与跳频头相同；将旋转本地训练序列的共轭值与所述接收信号滑动相关；将滑动相关的点的复数信号求和，以得到累加信号功率，所述复数信号为跳频头接收信号和跳频尾接收信号叠加后与旋转本地训练序列相关的信号；响应于所述累加信号功率超出平均功率的值大于预设门限，则相关成功，确定同步点；根据所述同步点进行时域同步。
[0014]通过采用上述技术方案，由于跳频头和跳频尾的相对时间差是不变的，并且同时跳频头和跳频尾是已知的序列，所以可以采用与跳频头相同的本地同步序列,来与跳频头和跳频尾相关，从而无需花费时间来确定与跳频头和跳频尾相关的序列，进而节约了时间，提高了效率；同时，跳频头接收信号与跳频尾接收信号首先和本地同步序列共轭相乘，然后共轭相乘的结果叠加，由于共轭相乘的数值实际上仅仅是+1,
‑
1,
‑
j和+j这4个数值,而且本地同步序列采用非高斯滤波且无过采样，如此生成的本地同步序列和接收信号相关时无需乘法运算，从而节省了乘法器。
[0015]可选的，所述对接收信号进行频偏修正包括：获取所述累加信号功率的最大数值点；确定所述最大数值点对应的跳频头接收信号和跳频尾接收信号的相位；计算所述跳频头接收信号与跳频尾接收信号之间的相位差，即同步相位差；根据以下公式计算频偏值：其中Δθ为复数形式的同步相位差，OneBLK+TRAIN_LN是两个导频序列之间的距离，f
b
是物理层的速率，angle函数用于将复数转换成相应的相角值；根据所述频偏值进行频偏修正。
[0016]通过采用上述技术方案，因为跳频头接收信号与跳频尾接收信号之间不存在相位模糊的问题，因此实现了根据跳频头接收信号与跳频尾接收信号之间的相位差来计算频偏值，进而对接收信号进行频偏修正。
[0017]可选的，所述根据所述接收信号确定匹配滤波器系数包括：响应于频偏已修正，本地滤波训练序列与接收信号滑动相关；根据以下公式根据所述接收信号确定匹配滤波器系数：
chan_est(n)＝pass_time
head
(n)+pass_time
tail
(n)其中T_SEQ16为所述本地滤波训练序列，OSR为内插倍数，TR_len为本地训练序列长度，pass_time
head
为跳频头接收信号的相关数值，pass_time
tail
为跳频尾接收信号的相关数值，Chan_est为匹配滤波器系数，conj为求复数的共轭的函数。
[0018]通过采用上述技术方案，此处匹配滤波相当于在信号修正完成频偏后，并且进行相偏估计值后，即可以对该跳数据进行频偏与相偏的纠正；同时此处匹配滤波之后，可以重新和本地训练序列相关，以便于找到匹配滤波之后的最佳采样点。
[0019]可选的，所述T_SEQ16为去除前保护和后保护的本地同步系数。
[0020]通过采用上述技术方案，得到的匹配滤波器系数不会受到前保护数据和后保护数据对匹配滤波器系数的影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于GMSK快跳频系统的通信方法，其特征在于，包括以下步骤：在跳频信号前增加跳频头；对所述跳频信号和跳频头进行编码、滤波和GMSK线性相位累加，以生成跳频GMSK信号和跳频头GMSK信号；在所述跳频GMSK信号后增加所述跳频尾GMSK信号，以生成待发送信号，所述跳频尾GMSK信号与跳频头GMSK信号相同；对所述待发送信号对应的接收信号进行时域同步，所述接收信号中包括跳频信号对应的原始接收信号、跳频头GMSK信号对应的跳频头接收信号，以及跳频尾GMSK信号对应的跳频尾接收信号。2.根据权利要求1所述的用于GMSK快跳频系统的通信方法，其特征在于，还包括：对所述接收信号进行频偏修正。3.根据权利要求2所述的用于GMSK快跳频系统的通信方法，其特征在于，还包括：根据所述接收信号确定匹配滤波器系数；根据所述匹配滤波器系数对所述原始接收信号进行匹配滤波。4.根据权利要求3所述的用于GMSK快跳频系统的通信方法，其特征在于，还包括：根据所述跳频头接收信号和跳频尾接收信号，确定最佳采样点。5.根据权利要求2
‑
4任意一项所述的用于GMSK快跳频系统的通信方法，其特征在于，所述对待发送信号对应的接收信号进行时域同步包括：对本地训练序列进行相位旋转，以得到旋转本地训练序列，所述本地训练序列与跳频头相同；将旋转本地训练序列的共轭值与所述接收信号滑动相关；将滑动相关的点的复数信号求和，以得到累加信号功率，所述复数信号为跳频头接收信号和跳频尾接收信号叠加后与旋转本地训练序列相关的信号；响应于所述累加信号功率超出平均功率的值大于预设门限，则相关成功，确定同步点；根据所述同步点进行时域同步。6.根据权利要求5所述的用于GMSK快跳频系统的通信方法，其特征在于，所述对接收信号进行频偏修正包括：获取所述累加信号功率的最大数值点；确定所述最大...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊军，解琦，熊承扬，郭晓峰，
申请(专利权)人：西安宇飞电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：