專利名稱：差分跳頻通信系統(tǒng)中的抗干擾接收機(jī)及其運(yùn)行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信領(lǐng)域的抗干擾技術(shù)，具體為一種差分跳頻通信系統(tǒng)的抗干擾接收機(jī)及其運(yùn)行方法。
背景技術(shù)：
不同于傳統(tǒng)的常規(guī)跳頻技術(shù)，差分跳頻(DFH, Differential FrequencyHopping) 技術(shù)代表了現(xiàn)代跳頻通信技術(shù)的新發(fā)展，甚至在短波頻段上也可實(shí)現(xiàn)高速跳頻(跳頻速率可達(dá)5000Hop/S)和高速數(shù)據(jù)傳輸(傳輸速率可達(dá)19. 2kbit/s)，極大地提高了抗跟蹤干擾和偵查的能力，數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行源鬄樘岣?。差分跳頻系統(tǒng)中，編碼、調(diào)制和跳頻采用網(wǎng)格編碼調(diào)制(TCM，TrellisCoded Modulation) 一體化實(shí)現(xiàn)方式。發(fā)送端，信息數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信道編碼后，再經(jīng)G函數(shù)映射為跳頻序列、控制數(shù)控振蕩器(DDS, Direct DigitalSynthesizer)產(chǎn)生相應(yīng)的跳頻載波；在接收端，對(duì)A/D采樣信號(hào)進(jìn)行數(shù)字正交下變頻后產(chǎn)生兩路正交的信號(hào)，隨后對(duì)其進(jìn)行快速傅立葉變換(FFT, FastFourier Transformation),變換結(jié)果經(jīng)跳頻檢測(cè)單元判決得到有效的跳頻信號(hào)，再經(jīng)頻率序列譯碼模塊根據(jù)事先定義好的規(guī)則解調(diào)出發(fā)送的數(shù)據(jù)信息。由于差分跳頻系統(tǒng)采用寬帶接收，具有較大的跳頻帶寬，傳統(tǒng)的接收機(jī)為逐符號(hào)檢測(cè)接收，在無(wú)線通信中難以避免異頻干擾和多徑干擾等干擾因素對(duì)接收機(jī)檢測(cè)器判決的影響，從而產(chǎn)生通信誤碼。尤其是在軍用無(wú)線通信中，如果第三方干擾機(jī)采用相同的頻率轉(zhuǎn)移矩陣發(fā)射干擾信號(hào)，將使系統(tǒng)的誤碼率大幅增大，甚至完全癱瘓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種差分跳頻通信系統(tǒng)中的抗干擾接收機(jī)，在原差分跳頻接收機(jī)中增加相關(guān)反饋預(yù)加窗模塊，根據(jù)G函數(shù)的相關(guān)性對(duì)下一跳可能出現(xiàn)的頻點(diǎn)進(jìn)行前置頻域預(yù)加窗濾波，僅對(duì)差分跳頻可能使用的頻點(diǎn)進(jìn)行選擇性接收，減輕多頻干擾對(duì)差分跳頻通信系統(tǒng)的不利影響。本發(fā)明的另一目的是提供本發(fā)明差分跳頻通信系統(tǒng)中的抗干擾接收機(jī)的運(yùn)行方法。本發(fā)明設(shè)計(jì)的差分跳頻通信系統(tǒng)中的抗干擾接收機(jī)在現(xiàn)有的逐符號(hào)檢測(cè)的差分跳頻通信系統(tǒng)接收機(jī)基礎(chǔ)上增加了相關(guān)反饋預(yù)加窗，本發(fā)明接收機(jī)包括依次連接的接收天線、射頻信號(hào)接收(RF)模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)模塊、下變頻模塊和快速傅立葉變換(FFT Fast Fourier Transformation)模塊,還有維特比譯碼模塊。下變頻模塊的輸出還接入早遲窗同步模塊，早遲窗同步模塊的輸出接入快速傅立葉變換模塊。本發(fā)明的接收機(jī)增加了相關(guān)反饋預(yù)加窗，相關(guān)反饋預(yù)加窗連接在快速傅立葉變換模塊和維特比譯碼模塊之間。相關(guān)反饋預(yù)加窗主要包括全頻梳狀加窗模塊，頻段預(yù)加窗模塊，第一掃描極大值模塊，第二掃描極大值模塊，門限比較模塊，觸發(fā)器模塊，選擇器模塊和載頻識(shí)別模塊?？焖俑盗⑷~變換模塊的輸出接入全頻梳狀加窗模塊，全頻梳狀加窗模塊有2路輸出，其中一路接入頻段預(yù)加窗模塊，頻段預(yù)加窗模塊的輸出接入第一掃描極大值模塊， 第一掃描極大值模塊的輸出一路直接接入選擇器模塊、另一路經(jīng)門限比較模塊接入觸發(fā)器模塊再進(jìn)入選擇器模塊；全頻梳狀加窗模塊的另一路輸出接入第二掃描極大值模塊，第二掃描極大值模塊直接接入選擇器模塊；選擇器模塊的輸出接入載頻識(shí)別模塊，載頻識(shí)別模塊的輸出接入維特比譯碼模塊，譯碼后得到還原的接收信號(hào)，載頻識(shí)別模塊反饋接入頻段預(yù)加窗模塊。在AWGN(加性高斯白噪聲)信道下，采用現(xiàn)有的一般差分跳頻通信系統(tǒng)的逐符號(hào)檢測(cè)接收機(jī)，假設(shè)當(dāng)前工作信道頻率為ω μ則對(duì)應(yīng)接收機(jī)接收信號(hào)Γ(1是萊斯分布的隨機(jī)變量，概率密度函數(shù)為
權(quán)利要求
1.差分跳頻通信系統(tǒng)中的抗干擾接收機(jī)，包括依次連接的接收天線、射頻信號(hào)接收模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、下變頻模塊、快速傅立葉變換模塊，還有維特比譯碼模塊；下變頻模塊的輸出還接入早遲窗同步模塊，早遲窗同步模塊的輸出接入快速傅立葉變換模塊，其特征在于:本接收機(jī)增加了相關(guān)反饋預(yù)加窗，相關(guān)反饋預(yù)加窗連接在快速傅立葉變換模塊和維特比譯碼模塊之間；相關(guān)反饋預(yù)加窗主要包括全頻梳狀加窗模塊，頻段預(yù)加窗模塊，掃描極大值模塊，門限比較模塊，觸發(fā)器模塊，選擇器模塊和載頻識(shí)別模塊；快速傅立葉變換模塊的輸出接入全頻梳狀加窗模塊，全頻梳狀加窗模塊有2路輸出，其中一路接入頻段預(yù)加窗模塊，頻段預(yù)加窗模塊的輸出接入第一掃描極大值模塊，第一掃描極大值模塊的輸出一路直接接入選擇器模塊、另一路經(jīng)門限比較模塊接入觸發(fā)器模塊再進(jìn)入選擇器模塊；全頻梳狀加窗模塊的另一路輸出接入第二掃描極大值模塊，第二掃描極大值模塊直接接入選擇器模塊；選擇器模塊的輸出接入載頻識(shí)別模塊，載頻識(shí)別模塊的輸出接入接入維特比譯碼模塊， 譯碼后得到還原的接收信號(hào)，載頻識(shí)別模塊反饋接入頻段預(yù)加窗模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的差分跳頻通信系統(tǒng)中的抗干擾接收機(jī)的運(yùn)行方法，其特征在于主要步驟如下i、接收天線和射頻接收模塊接收到時(shí)域差分跳頻射頻信號(hào)，先經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)下變頻模塊成為中頻信號(hào)，所得時(shí)域差分跳頻信號(hào)經(jīng)過(guò)快速傅立葉變換模塊模塊轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)，然后把頻域信息送入全頻梳狀加窗模塊；ii、全頻梳狀加窗模塊對(duì)已知所有可能的頻點(diǎn)進(jìn)行梳狀加窗濾波，然后分成兩路信號(hào)， 分別送入第二掃描極大值模塊和頻段預(yù)加窗模塊；iii、第二掃描極大值模塊對(duì)濾波后的信號(hào)掃描能量最大值，并輸出最大能量值對(duì)應(yīng)的頻率標(biāo)號(hào)并送入選擇器模塊；iv、頻段預(yù)加窗模塊通過(guò)載頻識(shí)別模塊反饋的頻率信息，針對(duì)下一跳可能出現(xiàn)的f個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行頻段加窗濾波，然后送入第一掃描極大值模塊，掃描頻段預(yù)加窗模塊濾波后信號(hào)的能量最大值，并輸出最大能量值對(duì)應(yīng)的頻率標(biāo)號(hào)送入選擇器模塊，最大能量值送入門限比較模塊；V、門限比較模塊對(duì)頻段預(yù)加窗模塊輸出的最大能量值進(jìn)行門限判決，判決值輸出送入選擇器模塊；vi、如果判決值大于零，選擇器輸出全頻梳狀加窗模塊最大能量值對(duì)應(yīng)的頻率標(biāo)號(hào)；如果判決值小于零，選擇器輸出頻段預(yù)加窗模塊最大能量值對(duì)應(yīng)的頻率標(biāo)號(hào)；Vii、選擇器輸出的頻率標(biāo)號(hào)直接送入載頻識(shí)別模塊，載頻識(shí)別模塊將頻率標(biāo)號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率序列編碼，然后送入維特比譯碼模塊，同時(shí)將控制信號(hào)反饋到頻段預(yù)加窗模塊；Viii、維特比譯碼模塊根據(jù)頻率序列編碼進(jìn)行譯碼，還原出相應(yīng)的接收數(shù)據(jù)信息。
全文摘要
本發(fā)明為差分跳頻通信系統(tǒng)中的抗干擾接收機(jī)及其運(yùn)行方法，本接收機(jī)增加了相關(guān)反饋預(yù)加窗。接FFT模塊的相關(guān)反饋預(yù)加窗的全頻梳狀加窗模塊的一路輸出接頻段預(yù)加窗模塊、第一掃描極大值模塊，后者一路直接接入選擇器模塊、另一路經(jīng)門限比較模塊、觸發(fā)器模塊接入選擇器模塊；全頻梳狀加窗模塊的另一路輸出接第二掃描極大值模塊、選擇器模塊；選擇器模塊的輸出接入載頻識(shí)別模塊、維特比譯碼模塊，載頻識(shí)別模塊反饋接入頻段預(yù)加窗模塊。其運(yùn)行方法為只對(duì)差分跳頻通信中下一跳可能出現(xiàn)的f個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行頻域預(yù)加窗濾波，在減輕了干擾的不利影響。采用門限比較，誤碼時(shí)小于門限，則采用頻段預(yù)加窗模塊的全頻段掃描所得的最大能量值，誤碼擴(kuò)散即被糾正。
文檔編號(hào)H04B1/715GK102611470SQ20121006594
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者王國(guó)正, 羅清, 莫金旺, 蔡昆宏, 趙利, 黃昌龍 申請(qǐng)人:桂林電子科技大學(xué)