[发明专利]跳频通信系统及其基带实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信的遥控遥测领域，特别是涉及一种跳频通信系统及其基带实现方法。

背景技术

在数字信息传输系统中的跳频扩谱通信技术中，跳频是最常用的扩频方式之一。一般的跳频通信系统主要采用射频跳频的方法实现。以QPSK（Quadrature Phase Shift Keying，四相相移键控）调制方式为例，其他调制方式类同。假定调制器复基带信号为I(t)+jQ(t)，（I表示同相支路，Q表示正交支路，t表示时间），频率跳变频点为f_n，n＝1、2L N，则跳频信号为(Re表示取复数的实部)。频率跳变频点f_n的产生可以通过锁相频率合成、直接数据合成及二者的混合方法获得。对于跳频信号频域上有一个统计中心，设其为f_c，则跳频信号可改写为与非跳频通信系统进行比较，把称为跳频等效调制复基带信号，即跳频等效调制复基带信号S1(t)经过中心频率为f_c的I/Q正交调制器调制后，可以产生跳频信号S2(t)。

射频跳频实现的技术难点主要表现在如何实现宽频带内的快速变频和在快速变频的同时如何保证信号的高质量，快速变频与信号的高质量是相互矛盾的。要实现射频跳频，系统必须在一定的保护时间（换频时间）内快速地从一个频点切换到另一个频点，在此时间内是不能传送信息的，如果不对信息进行处理，对应于换频时间内的信息就会白白丢掉，造成在进行语音通信时出现间隔，在进行数据通信时出现固定的误码，实现快速跳频的同时必然会带来调制精度下降、接收灵敏度恶化、杂散增加的问题。同时采用射频跳频增加了射频部分硬件设计的难度与复杂度，两个频点之间的换频时间同时不利于通信系统平台的可继承性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种跳频通信系统及其基带实现方法，其采用数字信号处理技术，在基带上实现跳频信号的频率跳变和跳频解跳，降低了硬件电路实现的复杂度，实现了通信系统平台的可继承性。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种跳频通信系统，其特征在于，其包括发射信号数据成帧模块、发射信号频率跳变模块、AD转换模块、上变频模块、功放模块、发射天线、接收天线、下变频模块、DA转换模块、跳频信号解跳同步模块，发射信号数据成帧模块、发射信号频率跳变模块、AD转换模块、上变频模块、功放模块依次与发射天线连接，接收天线通过无线空间接收发射天线发射的模拟信号，接收天线还与下变频模块、DA转换模块、跳频信号解跳同步模块依次连接，发射信号频率跳变模块采用数字控制振荡器。

本发明还提供一种跳频通信系统的基带实现方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、信息数据传输开始，首先经过串并转换生成I、Q两路信号，而后通过发射信号数据成帧模块进行数据成帧处理，数据成帧即在发送的信息数据中每隔固定时间插入同步字；

S2、数字控制振荡器在数据帧每帧开始的位置根据频率跳变使能信号改变频率控制字，得到不同的跳变频率，完成信息数据的频率跳变，从而得到频率跳变的基带信号；

S3、跳频信号解跳同步模块的处理主要包括跳频信号捕获、跳频图案确认和跳频信号跟踪三个步骤，跳频信号捕获步骤：在接收天线从发射天线得到频率跳变信号并经过下变频模块处理后得到频率跳变的基带信号，首先根据初始设定的频率控制字产生一个初始的频点值进行相乘运算，而后与本地同步字进行相关运算，在频率跳变处未检测到同步字的相关峰值，则处于跳频信号捕获步骤；如果在某个频率跳变处检测到同步字的相关峰值，则捕获到跳频信号，即进入跳频图案确认步骤；跳频图案确认步骤：当捕获到跳频信号，进入跳频图案确认步骤后，如果按照频率跳变的规律，在下一个频率跳变处再次检测到同步字的相关峰值，则进入跳频信号跟踪步骤，否则进入跳频信号捕获步骤；即连续两个在频率跳变处均检测到相关峰值，就确认跳频同步并进入跳频信号跟踪步骤；跳频信号跟踪步骤：进入跳频信号跟踪步骤后，按照频率跳变规律，在接下来的八个频率跳变处至少一次检测到同步字的相关峰值，则维持跳频信号跟踪步骤，否则进入跳频信号捕获步骤，即连续八个在频率跳变处均未检测到同步字的相关峰值，就确认跳频失步，跳频通信系统进入跳频信号捕获步骤。

本发明的积极进步效果在于：