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)4四個頻點上進行循環(huán)，并且對接收到的信號進行下變頻，求出其能量，同時記下峰值出現(xiàn)的時刻值，由發(fā)送端同步頻點序列的設(shè)計可知，同一頻點連續(xù)的峰值個數(shù)不會超過兩個，此一點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)端頻點序列，設(shè)計接收端4個模板序列，分別代表本地接收頻點與發(fā)端頻點的四種對齊方式，如圖4所示。其中F1～F4代表4個頻點的峰值，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)送端頻點對齊產(chǎn)生峰值信息的組合形式。用本地實際收到的頻點峰值信息組合與4個模板的比較，可以迅速地確定收到的頻點峰值信息在序列中的位置，同時給出同步跳轉(zhuǎn)隨機跳的時間信息。

3.3 接收端頻點峰值信息組合

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

3.4 利用頻點信息的不同組合計算時間信息

由3.3節(jié)得到的各種頻點峰值信息的組合分別和本地產(chǎn)生的4個模板進行滑動相關(guān)，得到組合序列在模板中的位置，從而得到同步跳轉(zhuǎn)隨機跳時所需要的時間信息。由于正確的頻點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。所以當接收到一定數(shù)量的頻點峰值信息后，將這些峰值信息進行全組合，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峰值信息數(shù)量自適應(yīng)的方法，即以現(xiàn)有頻點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 剩余的頻點信息作為校驗

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