一种主动子序列搜索的跳频同步捕获方法研究.docx
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2022-12-01
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1. 引言
跳频通信是现代军事无线通信抗干扰的主要手段, 对于在恶劣的电磁环境中保障信息
畅通有着重要意义
[1]
.跳频同步是跳频通信系统的关键, 传统的同步方法分为外同步法和自
同步法.
外同步方法包括参考时钟法、独立信道法和同步字头法.独立信道法由于隐蔽性较差，
容易受到干扰的缺点，应用受到了很大限制；参考时钟法已在工程实践中发展得较为成熟
[1]
.目前的研究多集中于使用 TOD 信息的同步字头法，例如：文献[2]提出使用伪码同步辅
助基于 TOD 信息的同步，针对 DS/FH 通信系统，使用直扩的伪码对 TOD 同步的误差进行
修正，即首先使用 TOD 信息进行粗同步将收发两端相位差缩小到一定范围内，然后通过
计算伪码的相位差得到精确的收发双方的时间差，提高了同步速度和精度；文献[3]在 TOD
同步的基础上结合并行捕获的思想，提出一种使用双通道结构的同步方法，使用两个接收
通道并行进行 TOD 的信息获取，以缩短同步时间，提高同步的隐蔽性和抗干扰能力.目前
对于同步字头法的研究多集中于将同步字头和其它的同步方法结合的方式.同步字头的隐蔽
性能和抗干扰性比较差，一旦同步字头受到干扰，则整个系统将无法工作
[4]
.
传统的自同步捕获方法包括串行、并行和串并行结合的方法，不需要同步头，可以节
省发送功率和带宽，而且具有较强的抗干扰能力和组网灵活的优点，但同步时间比较长
[5]
.
对于自同步方法的研究，多集中于对传统方法的改进上.为缩短同步时间，文献[6]提出了一
种基于淘汰判决的自同步方案，其原理是在传统串行方法的基础上，加入了更优化的搜索
策略，即并非一次将接收端本地跳频序列相位移动一个频点，而是一次移动多个频点，在
保证抗干扰性能与系统复杂度的同时，相比串行捕获缩短了捕获时间.基于并行捕获的系统
结构，文献[7]提出了一种基于子序列搜索，以跳频序列本身来表征时间信息的策略，并基
于该策略提出了一种实现方法，快速得到当前接收信号在跳频序列中的位置，相对并行捕
获方法，显著降低了系统复杂度，提升了捕获速度.
本文对基于子序列搜索的策略进行研究，并提出在实现该策略时的具体方法和其性能
分析，相较于文献[6]的实现方案，具有更好的抗干扰能力和更快的捕获速度，进一步验证
了这种跳频同步捕获策略的可行性和优点.
2. 捕获策略原理和改进
文献[7]中，基于子序列搜索的跳频同步捕获策略的基本思想和实现方法如下.
假设通信收发双方共用一个跳频序列 F.发送方根据其本地的时间，从跳频序列中选取
一个开始的位置，并随时间从序列中依次向后选取跳频频率.接收机整体和并行捕获方案类
似，采样得到的数字信号输入到多条支路中，分别进行混频、滤波、低通滤波和平方检波.
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