一種gps輔助的快速跳頻同步方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種GPS輔助的快速跳頻同步方法。該方法首先將跳頻序列與時(shí)間信息建立精確的聯(lián)系；然后利用GPS系統(tǒng)提供的高精度的秒脈沖與其它時(shí)間信息，快速的計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻的跳頻序列的狀態(tài)，且跳頻序列的狀態(tài)在高精度的秒脈沖的控制下誤差范圍可控制到相當(dāng)小的范圍內(nèi)；最后再利用自同步法，實(shí)現(xiàn)精確的序列同步。該方法根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的跳頻通信系統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)與技術(shù)需求，針對(duì)長(zhǎng)周期的跳頻序列實(shí)現(xiàn)了跳頻系統(tǒng)的快速同步，有效解決了跳頻序列長(zhǎng)度與同步時(shí)間之間的矛盾，在不破壞信號(hào)隱蔽性的前提下降低了跳頻信號(hào)的同步時(shí)間。
【專利說(shuō)明】一種GPS輔助的快速跳頻同步方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高速跳頻（FH，F(xiàn)requency-Hopping)系統(tǒng)的快速同步，尤其是所采用 的跳頻序列碼周期很長(zhǎng)，且又需要快速同步的戰(zhàn)術(shù)跳頻系統(tǒng)?？蓱?yīng)用于跳頻系統(tǒng)的快速碼 同步。

【背景技術(shù)】
[0002] 跳頻序列的同步是跳頻通信系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。常規(guī)的獨(dú)立信道法、同步 字頭法等，具有明顯的信號(hào)特征，可靠性和隱蔽性差。普通的自同步法需要的同步時(shí)間長(zhǎng)。 戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境下，跳頻系統(tǒng)的可靠性、隱蔽性與跳頻信號(hào)的快速同步是一對(duì)矛盾，跳頻 通信系統(tǒng)既要能夠快速的同步，又要能夠具有較高的可靠性與隱蔽性，現(xiàn)有的技術(shù)手段都 難以滿足這種需求。從跳頻信號(hào)的特征以及同步機(jī)理上看，要滿足這種需求就是要在不增 加額外固定信號(hào)時(shí)、頻域特征的前提下，根據(jù)時(shí)間信息快速的獲取當(dāng)前的跳頻序列的狀態(tài)。 目前尚未檢索到較為通用和有效的解決上述難題的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種利用時(shí)間信息快速進(jìn)行跳頻序列同步的方法，該方法能 夠兼顧長(zhǎng)周期跳頻序列的快速同步與信號(hào)高隱蔽性的要求，在高隱蔽性的條件下降低跳頻 同步的時(shí)間。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：1、首先將跳頻序列與時(shí)間信息建立精確的聯(lián)系；2、然后利 用GPS系統(tǒng)提供的高精度的秒脈沖與其它時(shí)間信息，快速的計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻的跳頻序列的 狀態(tài)，且跳頻序列的狀態(tài)在高精度的秒脈沖的控制下誤差范圍可控制到相當(dāng)小的范圍內(nèi)； 3、最后再利用自同步法，實(shí)現(xiàn)精確的序列同步。
[0005] 步驟一：利用GPS模塊B碼獲取當(dāng)前時(shí)刻的精確時(shí)間信息 時(shí)統(tǒng)信息由GPS模塊以B碼的形式提供。B碼一個(gè)時(shí)幀內(nèi)攜帶了天時(shí)分秒的時(shí)間信息， 幀頭的結(jié)構(gòu)為兩個(gè)連續(xù)的索引標(biāo)志碼元，其中第二個(gè)索引標(biāo)志碼元的上升沿即為該幀所攜 帶的時(shí)間的秒零點(diǎn)。最終輸出精確的時(shí)間信息以及秒脈沖信號(hào)。
[0006] 步驟二：計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻對(duì)應(yīng)的偽隨機(jī)序列狀態(tài)序號(hào) 假設(shè)零時(shí)刻為偽隨機(jī)序列的初始狀態(tài)，亦即第〇個(gè)偽隨機(jī)序列狀態(tài)，利用時(shí)間與偽隨 機(jī)序列狀態(tài)的映射關(guān)系，可以推算出當(dāng)前時(shí)刻對(duì)應(yīng)的偽隨機(jī)序列的狀態(tài)序號(hào)。首先將時(shí)間 信息&的天時(shí)分秒值轉(zhuǎn)換為偽隨機(jī)序列狀態(tài)序號(hào)T (每一個(gè)m序列的狀態(tài)稱之為一個(gè)碼 片）。設(shè)％表示為4天^時(shí)心分6秒，則：

【權(quán)利要求】
1. 一種GPS輔助的快速跳頻同步方法，其特征在于，首先將跳頻序列與時(shí)間信息建立 精確的聯(lián)系；然后利用GPS系統(tǒng)提供的高精度的秒脈沖與其它時(shí)間信息，計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻 的跳頻序列的狀態(tài)；3、最后再利用自同步法，實(shí)現(xiàn)精確的序列同步；具體步驟如下： 步驟一：利用GPS模塊B碼獲取當(dāng)前時(shí)刻的精確時(shí)間信息 時(shí)統(tǒng)信息由GPS模塊以B碼的形式提供，B碼一個(gè)時(shí)幀內(nèi)攜帶了天時(shí)分秒的時(shí)間信息， 幀頭的結(jié)構(gòu)為兩個(gè)連續(xù)的索引標(biāo)志碼元，其中第二個(gè)索引標(biāo)志碼元的上升沿即為該幀所攜 帶的時(shí)間的秒零點(diǎn)，最終輸出精確的時(shí)間信息以及秒脈沖信號(hào)； 步驟二：計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻對(duì)應(yīng)的偽隨機(jī)序列狀態(tài)序號(hào) 假設(shè)零時(shí)刻為偽隨機(jī)序列的初始狀態(tài)，亦即第〇個(gè)偽隨機(jī)序列狀態(tài)，利用時(shí)間與偽隨 機(jī)序列狀態(tài)的映射關(guān)系，可以推算出當(dāng)前時(shí)刻對(duì)應(yīng)的偽隨機(jī)序列的狀態(tài)序號(hào)，首先將時(shí)間 信息％的天時(shí)分秒值轉(zhuǎn)換為偽隨機(jī)序列狀態(tài)序號(hào)Z，每一個(gè)m序列的狀態(tài)稱之為一個(gè)碼 片，設(shè)表示為々天6時(shí)心分A秒，則：
(1) 步驟三：計(jì)算偽隨機(jī)序列的當(dāng)前時(shí)刻對(duì)應(yīng)的狀態(tài)值 根據(jù)前面計(jì)算出的偽隨機(jī)序列狀態(tài)的序號(hào)，推算出對(duì)應(yīng)的偽隨機(jī)序列的狀態(tài)值，采用 存儲(chǔ)與實(shí)時(shí)快速計(jì)算相結(jié)合的方法，首先將整個(gè)跳頻序列分段，只存儲(chǔ)分段后的每段序列 對(duì)應(yīng)的段首的狀態(tài)值，每一段內(nèi)的其它狀態(tài)均由該段段首對(duì)應(yīng)的狀態(tài)值實(shí)時(shí)遞推出來(lái)； 步驟四：采用自同步法實(shí)現(xiàn)跳頻信號(hào)的精確同步 在計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻對(duì)應(yīng)的偽隨機(jī)序列生成器的狀態(tài)值后，以秒脈沖信號(hào)為時(shí)間參考 點(diǎn)，在幾毫秒的范圍內(nèi)，采用跳頻信號(hào)自同步法實(shí)現(xiàn)跳頻序列的捕獲與跟蹤，以實(shí)現(xiàn)跳頻信 號(hào)的精確同步。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GPS輔助的快速跳頻同步方法，其特征在于，所述計(jì)算偽 隨機(jī)序列的當(dāng)前時(shí)刻對(duì)應(yīng)的狀態(tài)值，具體為： 首先計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻對(duì)應(yīng)的偽隨機(jī)序列狀態(tài)序號(hào)對(duì)應(yīng)的段號(hào)S以及段內(nèi)相對(duì)偏移 的序號(hào)&后，假設(shè)每一段的長(zhǎng)度為￡，貝1J:
(2) 然后查表得到第S段的狀態(tài)值，再根據(jù)該段的狀態(tài)值，在FPGA內(nèi)基于偽隨機(jī)序列的產(chǎn) 生邏輯，利用高速時(shí)鐘快速計(jì)算出相對(duì)偏移A的當(dāng)前時(shí)刻對(duì)應(yīng)的偽隨機(jī)序列狀態(tài)值。
【文檔編號(hào)】H04B1/7156GK104052524SQ201410313891
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】高凱, 楊軍, 朱江, 周資偉, 張煒 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)