專利名稱：一種用于非連續抽頭模型的跳頻序列預測方法
技術領域：
本發明屬于擴頻通信處理技術，具體應用于具有非連續抽頭模型特點的移位寄存器構造的跳頻序列的預測。
背景技術：
跳頻通信是擴展頻譜通信的一個分支，它通過利用偽碼序列控制信號的頻率在一個帶寬范圍內以一定速率進行跳變，使得跳頻信號具有瞬時帶寬寬、頻點駐留時間短而降低了被截獲的概率，因而廣泛的應用于軍事無線電抗干擾通信、民用移動通信、現代雷達和聲納等電子系統中。在認知通信領域中，通常對截獲到的跳頻信號通過檢測、分析處理，估計出跳頻點的頻率，然后引導發射機將本方頻率源的頻率引導到當前發方正確的頻率點， 實現跳頻通信的實時同步，進而保證收發雙方的正常通信。目前跳頻系統的跳速發展越來越快，已經在每秒1000跳以上，部分已經發展到每秒萬跳以上。另外跳頻頻率集中的頻點數目前已達到數百，甚至上千。跳頻系統的駐留時間也越來越短，通過估計頻點引導本方發射機到估計的頻率點時通常其發方的跳頻信號的頻點已經改變，從而無法跟蹤高速跳頻信號。為了能對高速跳頻信號(》1000跳/秒)實施有效的跟蹤同步，基于預測頻點的跳頻同步方式被提出來，它根據以截獲的頻點采用預測的方式來估計跳頻信號的未來頻點值，這種方法就回避了高速跳頻信號駐留時間短，不利于引導和發射相同頻率跳頻信號的弱點。由于跳頻信號的頻點由偽碼序列控制，不同時刻頻點對應的偽碼序列不同，因而對偽碼序列的準確預測是實施預測式干擾的關鍵。跳頻偽碼序列(或稱跳頻序列)一般采用m狀態序列、M狀態序列、R-S碼、Gold 碼和鐘控碼等產生。由于由m狀態序列構造的跳頻序列容易產生、規律性強、有許多優良的性能，在跳頻通信中最早獲得廣泛應用。所謂m狀態序列就是將η級移位寄存器的內容均抽頭輸出，然后將得到的η位二進制數以第η級的內容為最高位，以第1級的內容為最低位直接轉換成一個十進制數，隨著移位寄存器內容的改變可以得到一個十進制數序列，該序列就稱為是m狀態序列，如果以m狀態序列去控制頻率合成器，則m狀態序列就稱為一個跳頻序列。構造跳頻序列的移位寄存器結構有多種方式，其中以Lempel-Greenberger模型構造的m序列用于跳頻頻點的控制效果最好，這是由于序列的漢明自相關及兩個序列之間的漢明互相關均達到了理論上的最小值，因此被稱為最佳跳頻序列。Lempel-Greenberger 移位寄存器根據抽頭是否連續分為構造最佳跳頻序列族的Lempel-Greenberger模型和構造最佳跳頻序列族的非連續抽頭模型，如
圖1和圖2所示。最佳跳頻序列族的模型是在η級線性移位寄存器中選取r個相鄰或不相鄰寄存器進行抽頭輸出，然后將輸出的r位二進制數與另一個給定的r位二進制數Vrt，L，VojV1逐位進行異或運算，最后將運算結果對頻率合成器進行控制。其中Ck的取值可以為0或1。基于移位寄存器預測跳頻序列的原理可以簡單敘述如下
假設圖1中的抽頭從左向右依次為第r-1，...，1，0個抽頭。由于跳頻序列的均勻性，序列中每個頻點出現的概率是相同的，并且頻點到跳頻序列有一個映射關系，假定該映射關系是滿足最簡單的一一對應關系h:{l，L，N} — {fi;L,fN},h(i) =&，其中&<4 < L < fN。在收到足夠多的頻點后，我們就可認為所有的頻點已經出現過至少一次，則可得出跳頻頻點的總數N，抽頭的個數可由公式r = Iog2(N)計算。從圖1可以看出，移位寄存器的特性使得第一級寄存器的值在經過η次移位后變成第η級上的值(η小于寄存器級數)， 那么就可以從第一位的值推算出以后幾個時刻各級將會出現的值。若當前時刻第1級寄存器的值為ay，則下一時刻第2級的值必定為^v1，以此類推，若當前時刻寄存器狀態為， an_2，L, an_r，則下一時刻將為 ειη，Bn^1, L, an_r+1，其中，其中 Blri，L, an_r+1 可預測，而 ειη 未知，an =O或1。只要把％ = O或1兩種情況都考慮在內，就能準確推算出下一時刻寄存器的狀態，從而最終實現預測出跳頻序列。對于非連續抽頭模型，由于相鄰抽頭的移位寄存器間隔數未知，因此首先需要估計出抽頭的間隔數，才能進一步利用移位寄存器的移位特點進行跳頻序列的預測。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，針對構造最佳跳頻序列族的非連續抽頭模型，提出了一種基于移位寄存器的移位特點，能快速獲取移位寄存器間隔數，從而快速對跳頻序列進行預測的方法。本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是，一種用于非連續抽頭模型的跳頻序列預測方法，包括以下步驟a、抽頭計算步驟根據接收到的頻點值算出頻點總數N，得到抽頭的個數r，r = Iog2(N)；b、匹配步驟將接收到的十進制跳頻碼轉化為r位二進制數后按行依次放入列長度為r的矩陣B中；從矩陣B的第2列開始通過向下移動逐列與相鄰的上一列進行匹配，并記錄匹配后各列的移位間隔值K(q)，匹配類型值tag(q)，直至第r列匹配完成后，進入預測步驟；q表示第q列，q E [2，r]；所述匹配為，第q列向下移位K(q)次之后與第q_l列對應位置值的異或結果為全O或全1，則表示匹配；當異或結果為全0，則認為兩列相同，匹配類型值tag(q)為O ；當異或結果為全1，則認為兩列相反，匹配類型值tag(q)為1;C、預測步驟根據已接收到的頻點值、以及匹配得到的r-Ι個移位間隔值K(q)與匹配類型值tag(q)來預測之后的ρ個的頻點值
權利要求
1. 一種用于非連續抽頭模型的跳頻序列預測方法，包括以下步驟a、抽頭計算步驟根據接收到的頻點值算出頻點總數N，得到抽頭的個數r，r= Iog2(N)；b、匹配步驟將接收到的十進制跳頻碼轉化為r位二進制數后按行依次放入列長度為 r的矩陣B中；從矩陣B的第2列開始通過向下移動逐列與相鄰的上一列進行匹配，并記錄匹配后各列的移位間隔值K (q)，匹配類型值tag (q)，直至第r列匹配完成后，進入預測步驟；q表示第q列，qe [2, r]；所述匹配為，第q列向下移位K(q)次之后與第q_l列對應位置值的異或結果為全O或全1，則表示匹配；當異或結果為全0，則認為兩列相同，匹配類型值tag(q)為0;當異或結果為全1，則認為兩列相反，匹配類型值tag(q)為1;C、預測步驟根據已接收到的頻點值、以及匹配得到的r-Ι個移位間隔值K(q)與匹配類型值tag(q)來預測之后的ρ個的頻點值
全文摘要
本發明所要解決的技術問題是，針對構造最佳跳頻序列族的非連續抽頭模型，提出了一種基于移位寄存器的移位特點，能快速獲取移位寄存器間隔數，從而快速對跳頻序列進行預測的方法。一種用于非連續抽頭模型的跳頻序列預測方法，以抽頭的個數為列長度來構造矩陣，再根據各相鄰列的匹配結果得到抽頭間的移位寄存器級數的間隔數，再利用移位寄存器的移位特點就對跳頻序列進行預測。本發明在預測跳頻序列過程中所需已知頻點少，建模速度快，能夠有效的對高速跳頻系統進行預測。
文檔編號H04B1/715GK102447489SQ201110455319
公開日2012年5月9日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者張花國, 甘露, 閆華, 魏平 申請人:電子科技大學