摘 要：简要介绍了抗干扰通信中同步的方式和作用，阐述了一种扩跳频自同步方法和一种纯跳频同步方法，给出了试验结果，对该技术的发展进行了评价和预测。
关键词：抗干扰通信；跳频；同步；现场可编程门阵列
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Synchronization schemes and functions in anti-jamming communication are introduced. A spread spectrum and frequency hopping self- synchronization scheme and a frequency hopping synchronization scheme are described. The test result is given. Finally, development trend of this technology is evaluated and predicted.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Anti-jamming communication; Frequency hopping；Synchronization; FPGA
1 扩跳频通信设备中同步单元的位置
在扩跳频通信设备中，信号解扩后成为中频相关峰信号，该信号检波后为视频相关峰信号，该信号作为同步单元的输入信号。
2. 同步过程和依据
同步分为2步：相位同步和跳频同步。跳频同步分为搜索、同步和失步判断。同步的依据是：视频相关峰信号在理想的情况下是周期性的，其周期为信道传输速率；发端的跳频时钟也是是周期性的，其周期为跳频速率。发射的信号见图1。
输入信号整形和分路是把输入信号变成一定宽度的脉冲（间隔距离大于信号周期的1/16）后按脉冲顺序循环分配到各相关通道，见图2。
相位同步是同步的基础，所以相位同步必须尽量保证最高的同步概率和最低的错同步概率。
根据信号特征，相位同步采用最大似然判决提取，即在有可容忍噪声信号的情况下，输入的视频相关峰主峰超过检测门限的概率会大于旁瓣超过检测门限的概率，在一定信号量中，根据概率分布的差别来判断确认主峰的相位信息即相位同步信息。
具体的方式是采用相关通道进行判断，实际是采用多路相关通道进行交替判断以减少同步时间和降低相位误差量。图3是相位同步原理简图。
跳频同步的输入为上述整形后的相关峰，收端以规定跳速的1/8跳频，当位同步建立后发现有连续相关峰输入（设门限制判断是否是连续输入，比如在一定时间内输入的相关峰数量超过规定门限，以尽可能防止在该步骤误操作影响同步时间，该步骤误操作在后面步骤判断要花费大量时间）则停跳，搜索完成。
计数器清0。等待相关峰输入消失（默认为对方跳到下一频点），相关峰输入消失的依据一定时间内无输入，一般选择3个信号周期，因为在收发处在同频时连续丢失3个相关峰的概率几乎为0。用相位记录1记录默认对方跳到下一频点的相位，跳到下一频点，计数器加1。重复本步骤，用相位记录2记录默认对方跳到下一频点的相位，跳到下一频点，计数器加1。比较相位记录1、2的相位误差，超过范围计数器置1。重复操作，交替用相位记录1、2记录，到计数器的值达到门限规定，则完成了同步，认为该默认相位为发端跳频相位。
失步判断以位同步的各相关通道在一定时间内均没判出主峰为依据。
5实现
方案的实现用VHDL编程于FPGA来完成，现已在多个工程上进行了验证。该方案占用资源小，同步效率高，满足实用要求。
相位信息跳发射的M序列根据协议是已知的，根据M序列的相关判决（门限根据系统允许的最大误码率来决定）即可得到位同步相位信息和跳频同步相位信息——跳频同步包含相位同步和图案同步两个部分，位同步相位信息、跳频同步相位信息和图案信息经过处理即可得到位同步时钟和跳频同步时钟以及相关的功能时钟。M序列可编程控制或由时间信息高位控制选择。
我们将时间信息分成两个部分，即时间信息和实时钟信息，开机时读取时间信息高位存在使用单元中，当实时钟信息溢出时修改该使用单元；实时钟信息在整个开机工作过程中是根据TOD随时修改的。实时钟电路有专门的单元在关机后保持工作以记录时间变化，开机时将时间变化加入存储时间信息中，关机时清零。实时钟信息位数能记录允许最大关机时间内的时钟变化。
1. 跳频传输协议
纯跳频模式下传输信息按功能共分3种格式。当设备处于纯跳频模式下（平时为接收状态），由接收状态转为发射状态时，3种格式按协议规定依次发射。
（1）数据跳(DATAT)格式
数据跳格式如图5所示。
（x1 + x2）×每跳时间≤同步时间要求（1）
设DATAT每跳传送m bit数据，又信码传输速率16 kbps,空中信道传输速率25 kbps，跳频速率1 000跳/秒，则有
为了方便，可使x3=x1、x4=x2。图9是假设DATAT每跳传送20 bit数据的例子，以下分析计算均据此例。同样，勤务跳的TBT和TODT的频点、图案选择原则同初始发射时的原则。
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