核心算法 - 跳頻通信中的抗干擾同步算法研究

本文算法主要分為以下幾個部分，系統(tǒng)框圖如圖2所示。

3.1 接收端峰值的計算

接收端以4倍發(fā)端速度在F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4四個頻點(diǎn)上進(jìn)行循環(huán)，并且對接收到的信號進(jìn)行下變頻，求出其能量，同時記下峰值出現(xiàn)的時刻值，由發(fā)送端同步頻點(diǎn)序列的設(shè)計可知，同一頻點(diǎn)連續(xù)的峰值個數(shù)不會超過兩個，此一點(diǎn)是去除單頻干擾的信息的簡單方法。如圖3所示。

3.2 接收端峰值信息模板

根據(jù)發(fā)端頻點(diǎn)序列，設(shè)計接收端4個模板序列，分別代表本地接收頻點(diǎn)與發(fā)端頻點(diǎn)的四種對齊方式，如圖4所示。其中F1～F4代表4個頻點(diǎn)的峰值，一代表沒有峰值出現(xiàn)的情況。這4個模板代表了接收端4種可能的與發(fā)送端頻點(diǎn)對齊產(chǎn)生峰值信息的組合形式。用本地實(shí)際收到的頻點(diǎn)峰值信息組合與4個模板的比較，可以迅速地確定收到的頻點(diǎn)峰值信息在序列中的位置，同時給出同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳的時間信息。

3.3 接收端頻點(diǎn)峰值信息組合

由設(shè)計的發(fā)送端序列的性質(zhì)可知，接收端頻點(diǎn)峰值的任意組合均可正確地給出同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳的時間信息，所以為了充分利用得到的頻點(diǎn)信息，提高抗干擾能力，故對收到的頻點(diǎn)峰值信息進(jìn)行組合。每收到一個新的頻點(diǎn)峰值信息以一定的概率與之前收到的頻點(diǎn)峰值信息進(jìn)行組合，保證最先收到的頻點(diǎn)峰值信息有最大的權(quán)重。

3.4 利用頻點(diǎn)信息的不同組合計算時間信息

由3.3節(jié)得到的各種頻點(diǎn)峰值信息的組合分別和本地產(chǎn)生的4個模板進(jìn)行滑動相關(guān)，得到組合序列在模板中的位置，從而得到同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳時所需要的時間信息。由于正確的頻點(diǎn)峰值信息的任意組合，他們在序列中所指示的位置是確定的，干擾頻點(diǎn)的峰值信息他們的組合在序列中所指示的位置是不確定的，是發(fā)散的。所以當(dāng)接收到一定數(shù)量的頻點(diǎn)峰值信息后，將這些峰值信息進(jìn)行全組合，然后在序列中搜索他們所指示的跳轉(zhuǎn)位置，取這一步中指示跳轉(zhuǎn)位置最多的那個作為同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳的跳轉(zhuǎn)位置。

在這步中，由于全組合的數(shù)量隨著峰值信息的增多快速增長，計算量也隨著顯著增長。為了減小計算量，在保證抗干擾性能的前提下，采用一種參與計算的頻點(diǎn)峰值信息數(shù)量自適應(yīng)的方法，即以現(xiàn)有頻點(diǎn)峰值信息的全組合所指示的跳轉(zhuǎn)位置是否收斂為依據(jù)，若不能夠明顯收斂（此處以指示收斂位置是其他位置數(shù)量的3倍以上為明顯收斂），則再接收一個頻點(diǎn)峰值信息參與組合和計算，直到滿足明顯收斂要求為止。

3.5 剩余的頻點(diǎn)信息作為校驗(yàn)

由3.4節(jié)得到了所需要的同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳的時間信息，在這之后收到的頻點(diǎn)峰值信息可以作為上一步得到的時間信息正確性的校驗(yàn)。