為了完成提出的在獲得較少有效頻點(diǎn)峰值信息的情況下，可以有效地完成跳頻同步工作，需要設(shè)計(jì)發(fā)送端同步跳的跳頻序列。

　　若使用跳頻同步搜索方法，接收端在獲得有效頻點(diǎn)峰值信息的時(shí)候，可以從中獲得的信息有：

　　頻點(diǎn)信息，即F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4；頻點(diǎn)的前后順序關(guān)系，即F1頻點(diǎn)接的是F2頻點(diǎn)，而不是其他頻點(diǎn)；頻點(diǎn)之間的間隔信息，即F1與F3之間的間隔為一跳。

　　將發(fā)送端頻點(diǎn)序列設(shè)計(jì)成F1，F(xiàn)1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)3，F(xiàn)2，F(xiàn)1，F(xiàn)3，即按照上面的3條信息分析，由此序列中任意的兩個(gè)頻點(diǎn)的信息，都完全可以確定它們?cè)诖诵蛄械奈恢?。由于發(fā)端序列中任意兩個(gè)頻點(diǎn)所確定的位置信息是惟一的，故可以推斷出當(dāng)前收到的頻點(diǎn)信息與同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳位置之間的距離，亦可以給出同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳的時(shí)間信息，這是所需要的，而且以同樣頻點(diǎn)組成的這樣的序列有很多組，可以保證發(fā)端同步序列在頻點(diǎn)確定的情況下可以有較大的選擇空間。

　　2 系統(tǒng)框架

　　跳頻系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示。

　　其中頻點(diǎn)跟蹤同步、同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳定時(shí)信息的確定及抗干擾處理是此處提出算法策略的重點(diǎn)。由于本文算法是從接收到能量峰值、頻點(diǎn)值和峰值之間的距離來(lái)提取所需要的信息，而不是頻點(diǎn)傳送的調(diào)制信息，故本文的算法策略對(duì)于調(diào)制方式?jīng)]有限定，可以很好地和現(xiàn)行的各種調(diào)制解調(diào)方式相結(jié)合。

　　3 核心算法

　　本文算法主要分為以下幾個(gè)部分，系統(tǒng)框圖如圖2所示。

　　3．1 接收端峰值的計(jì)算

　　接收端以4倍發(fā)端速度在F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4四個(gè)頻點(diǎn)上進(jìn)行循環(huán)，并且對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行下變頻，求出其能量，同時(shí)記下峰值出現(xiàn)的時(shí)刻值，由發(fā)送端同步頻點(diǎn)序列的設(shè)計(jì)可知，同一頻點(diǎn)連續(xù)的峰值個(gè)數(shù)不會(huì)超過兩個(gè)，此一點(diǎn)是去除單頻干擾的信息的簡(jiǎn)單方法。如圖3所示。

　　3．2 接收端峰值信息模板

　　根據(jù)發(fā)端頻點(diǎn)序列，設(shè)計(jì)接收端4個(gè)模板序列，分別代表本地接收頻點(diǎn)與發(fā)端頻點(diǎn)的四種對(duì)齊方式，如圖4所示。其中F1～F4代表4個(gè)頻點(diǎn)的峰值，一代表沒有峰值出現(xiàn)的情況。這4個(gè)模板代表了接收端4種可能的與發(fā)送端頻點(diǎn)對(duì)齊產(chǎn)生峰值信息的組合形式。用本地實(shí)際收到的頻點(diǎn)峰值信息組合與4個(gè)模板的比較，可以迅速地確定收到的頻點(diǎn)峰值信息在序列中的位置，同時(shí)給出同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳的時(shí)間信息。

　　3．3 接收端頻點(diǎn)峰值信息組合

　　由設(shè)計(jì)的發(fā)送端序列的性質(zhì)可知，接收端頻點(diǎn)峰值的任意組合均可正確地給出同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳的時(shí)間信息，所以為了充分利用得到的頻點(diǎn)信息，提高抗干擾能力，故對(duì)收到的頻點(diǎn)峰值信息進(jìn)行組合。每收到一個(gè)新的頻點(diǎn)峰值信息以一定的概率與之前收到的頻點(diǎn)峰值信息進(jìn)行組合，保證最先收到的頻點(diǎn)峰值信息有最大的權(quán)重。

　　3．4 利用頻點(diǎn)信息的不同組合計(jì)算時(shí)間信息

　　由3．3節(jié)得到的各種頻點(diǎn)峰值信息的組合分別和本地產(chǎn)生的4個(gè)模板進(jìn)行滑動(dòng)相關(guān)，得到組合序列在模板中的位置，從而得到同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳時(shí)所需要的時(shí)間信息。由于正確的頻點(diǎn)峰值信息的任意組合，他們?cè)谛蛄兄兴甘镜奈恢檬谴_定的，干擾頻點(diǎn)的峰值信息他們的組合在序列中所指示的位置是不確定的，是發(fā)散的。所以當(dāng)接收到一定數(shù)量的頻點(diǎn)峰值信息后，將這些峰值信息進(jìn)行全組合，然后在序列中搜索他們所指示的跳轉(zhuǎn)位置，取這一步中指示跳轉(zhuǎn)位置最多的那個(gè)作為同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳的跳轉(zhuǎn)位置。

　　在這步中，由于全組合的數(shù)量隨著峰值信息的增多快速增長(zhǎng)，計(jì)算量也隨著顯著增長(zhǎng)。為了減小計(jì)算量，在保證抗干擾性能的前提下，采用一種參與計(jì)算的頻點(diǎn)峰值信息數(shù)量自適應(yīng)的方法，即以現(xiàn)有頻點(diǎn)峰值信息的全組合所指示的跳轉(zhuǎn)位置是否收斂為依據(jù)，若不能夠明顯收斂(此處以指示收斂位置是其他位置數(shù)量的3倍以上為明顯收斂)，則再接收一個(gè)頻點(diǎn)峰值信息參與組合和計(jì)算，直到滿足明顯收斂要求為止。

　　3．5 剩余的頻點(diǎn)信息作為校驗(yàn)

　　由3．4節(jié)得到了所需要的同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳的時(shí)間信息，在這之后收到的頻點(diǎn)峰值信息可以作為上一步得到的時(shí)間信息正確性的校驗(yàn)。

　　4 性能分析及仿真結(jié)果

　　本位提出的算法是利用頻點(diǎn)峰值和他們之間的距離信息作為判定的依據(jù)，故對(duì)指定頻點(diǎn)上的信息能否正確接收不敏感。相對(duì)于干擾掉指定頻點(diǎn)上所攜帶的信息，干擾掉指定頻點(diǎn)上的能量信息是困難的，所以它有較強(qiáng)適應(yīng)性。性能分析分為兩個(gè)部分：一是系統(tǒng)的抗干擾性能，另一個(gè)是系統(tǒng)同步時(shí)間的性能指標(biāo)。

　　4．1 抗干擾性能分析

　　跳頻同步系統(tǒng)主要有三種不同類型的干擾，分別為寬帶低密度干擾、窄帶高密度干擾和假冒同步干擾。寬帶低密度干擾需要較大的功率才能達(dá)到干擾效果，干擾效率低；窄帶高密度干擾，利用較高的干擾能量壓制部分頻點(diǎn)，對(duì)受壓制的頻點(diǎn)有較強(qiáng)的干擾能力，但受干擾的頻帶能夠覆蓋跳頻同步頻點(diǎn)的概率較小，干擾效率也不高；假冒干擾，干擾方使用被干擾方的同步頻率發(fā)送速率、格式和代數(shù)結(jié)構(gòu)都合法的假冒同步信息。這種干擾有可能造成頻繁的虛警，破壞同步系統(tǒng)的正常工作。對(duì)跳頻同步系統(tǒng)抗干擾能力可以從捕獲概率和虛警概率兩個(gè)方面去考察。

　　由前述算法介紹可知，假設(shè)系統(tǒng)共有n個(gè)正確的峰值信息用于計(jì)算跳轉(zhuǎn)位置，則共有組的組合可以正確給出跳轉(zhuǎn)位置，又假設(shè)系統(tǒng)正確接收到的頻點(diǎn)峰值信息有k個(gè)，則共有組能夠正確給出跳轉(zhuǎn)位置的組合。因?yàn)槭艿礁蓴_而漏收、錯(cuò)收的頻點(diǎn)峰值信息的組合所給出的跳轉(zhuǎn)位置或者不存在，或者是發(fā)散的，不會(huì)對(duì)判斷正確的跳轉(zhuǎn)位置帶來(lái)太大的影響。

　　圖5仿真的是正確頻點(diǎn)峰值信息個(gè)數(shù)與干擾頻點(diǎn)峰值信息個(gè)數(shù)不同組合情況下對(duì)正確跳轉(zhuǎn)位置的影響。

　　4．2 系統(tǒng)的時(shí)間指標(biāo)分析

　　系統(tǒng)同步時(shí)間是指完成同步所需的時(shí)間。在基于定時(shí)快速掃描駐留同步過程中。同步時(shí)間就是同步頭的時(shí)間，本系統(tǒng)在理想情況下4個(gè)頻點(diǎn)峰值信息就可以準(zhǔn)確地完成同步跳轉(zhuǎn)隨機(jī)跳的時(shí)間信息的計(jì)算，同步時(shí)間非常的短。圖6給出了系統(tǒng)同步時(shí)間與參與計(jì)算的頻點(diǎn)峰值信息個(gè)數(shù)之間的關(guān)系。

　　4．3 系統(tǒng)復(fù)雜性分析

　　基于定時(shí)信息的跳頻同步方式，在縮短同步捕獲時(shí)間方面優(yōu)于等待搜索式和位移等待式自同步方式；在可靠性方面優(yōu)于精確時(shí)鐘定時(shí)同步方式；在節(jié)省頻率資源方面優(yōu)于插入導(dǎo)頻頭同步方式。但在收端的快速掃描駐留同步過程中，頻率合成器頻率轉(zhuǎn)換時(shí)間要短，頻率跳變速率需增至4倍，而且對(duì)同步頭的檢測(cè)判斷過程中相應(yīng)地增加了信號(hào)處理的復(fù)雜性。因此這種同步方式性能的提高是以增加頻率合成器的技術(shù)難度和運(yùn)算復(fù)雜度為代價(jià)的。

　　5 結(jié)論

　　本文針對(duì)跳頻系統(tǒng)中同步環(huán)節(jié)薄弱的問題，給出了一種抗干擾能力強(qiáng)的快速跳頻同步算法。算法的實(shí)現(xiàn)過程中充分考慮了先接收到的頻點(diǎn)峰值信息的優(yōu)先權(quán)，使得該算法更加適合實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境。算法有較好的抗干擾性能，且同步時(shí)間短，能夠在復(fù)雜電磁環(huán)境中較好地解決跳頻系統(tǒng)同步頭易受干擾的問題。