核心算法 - 跳频通信中的抗干扰同步算法研究

本文算法主要分为以下几个部分，系统框图如图2所示。

3.1 接收端峰值的计算

接收端以4倍发端速度在F1，F2，F3，F4四个频点上进行循环，并且对接收到的信号进行下变频，求出其能量，同时记下峰值出现的时刻值，由发送端同步频点序列的设计可知，同一频点连续的峰值个数不会超过两个，此一点是去除单频干扰的信息的简单方法。如图3所示。

3.2 接收端峰值信息模板

根据发端频点序列，设计接收端4个模板序列，分别代表本地接收频点与发端频点的四种对齐方式，如图4所示。其中F1～F4代表4个频点的峰值，一代表没有峰值出现的情况。这4个模板代表了接收端4种可能的与发送端频点对齐产生峰值信息的组合形式。用本地实际收到的频点峰值信息组合与4个模板的比较，可以迅速地确定收到的频点峰值信息在序列中的位置，同时给出同步跳转随机跳的时间信息。

3.3 接收端频点峰值信息组合

由设计的发送端序列的性质可知，接收端频点峰值的任意组合均可正确地给出同步跳转随机跳的时间信息，所以为了充分利用得到的频点信息，提高抗干扰能力，故对收到的频点峰值信息进行组合。每收到一个新的频点峰值信息以一定的概率与之前收到的频点峰值信息进行组合，保证最先收到的频点峰值信息有最大的权重。

3.4 利用频点信息的不同组合计算时间信息

由3.3节得到的各种频点峰值信息的组合分别和本地产生的4个模板进行滑动相关，得到组合序列在模板中的位置，从而得到同步跳转随机跳时所需要的时间信息。由于正确的频点峰值信息的任意组合，他们在序列中所指示的位置是确定的，干扰频点的峰值信息他们的组合在序列中所指示的位置是不确定的，是发散的。所以当接收到一定数量的频点峰值信息后，将这些峰值信息进行全组合，然后在序列中搜索他们所指示的跳转位置，取这一步中指示跳转位置最多的那个作为同步跳转随机跳的跳转位置。

在这步中，由于全组合的数量随着峰值信息的增多快速增长，计算量也随着显著增长。为了减小计算量，在保证抗干扰性能的前提下，采用一种参与计算的频点峰值信息数量自适应的方法，即以现有频点峰值信息的全组合所指示的跳转位置是否收敛为依据，若不能够明显收敛（此处以指示收敛位置是其他位置数量的3倍以上为明显收敛），则再接收一个频点峰值信息参与组合和计算，直到满足明显收敛要求为止。

3.5 剩余的频点信息作为校验

由3.4节得到了所需要的同步跳转随机跳的时间信息，在这之后收到的频点峰值信息可以作为上一步得到的时间信息正确性的校验。