第 40 卷 第 4 期 电 子 科 技 大 学 学 报 Vol.40 No.4
2011年7月 Journal of University of Electronic Science and Technology of China Jul. 2011
·通信与信息工程·
基于状态网格图的差分跳频G函数构造方法研究
董彬虹,唐 诚,李少谦
(电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室 成都 611731)
【摘要】采用频率网格图的方法构造差分跳频G函数,在增加每跳携带的信息比特数或减小可用跳频点数时,由于频率
网格图的最小自由距下降,误码率性能会大幅下降。因此提出一种基于状态网格图的G函数构造方法,给出了基于多进制卷
积编码结合高阶MFSK调制的通用编码模型。理论分析和仿真结果表明,该方法通过保持编码器约束长度不变和选取最优的
抽头结构,有效地解决了上述问题。
关 键 词 差分跳频; G函数; 最小自由距; 状态网格图
中图分类号 TN97 文献标识码 A doi:10.3969/j.issn.1001-0548.2011.03.003
Research of G-Function Constructing Method for DFH
System Based on State Trellis Diagram
DONG Bin-hong, TANG Cheng, and LI Shao-qian
(National Key Laboratory of Communication, University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731)
Abstract By using frequency trellis diagram method to construct G function in DFH system, when bit
number per hop increase or the number of available frequency choices decrease, SER will be degraded since the
minimum free distance of frequency trellis diagram decrease. This paper proposes a G function constructing
method based on status trellis diagram and corresponding encoding model. Theoretical analysis and simulation
results show that the proposed methods solve the above problems effectively by keeping the length of code shift
register and selecting the optimal tap structure.
Key words DFH; G function; minimum free distance; status trellis diagram
收稿日期:
2009 11 13; 修回日期:2010 10 11
基金项目:
中央高校基本科研业务费(A1420080150);国家973基础科研项目(2007CB310604);国家重点实验室基金(9140C020103090C0201).
作者简介:董彬虹(1972 ),女,副研究员,主要从事无线通信系统的抗干扰技术、差分跳频通信系统关键技术方面的研究.
文献[1]提出的差分跳频技术,有效地提高了短
波通信的数据传输率,在跳频速率为5 000 hop/s时,
数据传输速率达到了19.2 kb/s。如今,差分跳频技术
不仅在短波通信,面且在水声通信领域也受到越来
越多的关注
[2]
。传 统 DFH系统中,G函数主要采用频
率网格图的方法设计
[3-8]
,应用基于频率网格图的维
特比(Viterbi)译码方法。文献[3-4]提出了G函数构造
原则和优化目标;文献[5-7]对DFH系统在AWGN 信
道下的BER性能进行了分析;文献[8]采用比特交织
编码调制(BICM)和级联编码的方法设计G函数,提
高了DFH系统的SER性能;文献[9]主要对G函数的维
特比检测算法的运算量进行了优化。
当采用频率网格图的方法设计G函数时
[3-7]
,可
以将G函数视为一个以发送频率为节点,输入数据为
分支的网格,接收机采用基于频率网格图的维特比
译码方法。采用该方法设计G函数,系统的SER性能
取决于频率网格图的最小自由距d
free
,译码复杂度与
跳频点数M成正比。当每跳携带的信息比特数(BPH)
增加或可用M减小时,频率网格图的d
free
会下降,从
而导致系统的SER性能大幅下降。
本文提出一种采用状态网格图设计G函数的方
法,该方法系统的SER性能取决于状态网格图的d
free
,
译码复杂度与网格状态数成正比。当BPH增加或M减
小时,只要保持状态网格图的d
free
不变,系统的SER性
能就不会受到太大影响,相应的译码复杂度却会增加。
1 改进的G函数模型
1.1 传统G函数模型
DFH系统中,G函数集调制、编码和跳频技术
于一体,传统G函数通常表示为如图1所示的频率网