基于ML2724和DSP的2．4GHz快速跳频系统设计

讲，系统对跳频图案的产生和性能有如下要求：

(1)跳频图案的周期性应足够长，线性复杂度应足够大，以达到高保密度的性能和强的抗破译性；

(2)同一网内各用户间的跳频图案的互相关性能要好，跳频图案的自相关性能也要良好，以减小因碰撞带来的信噪比损失；

(3)具有较好的随机性，使其不易被他方捕获和解密；

(4)各频点在频带内均匀分布，以增强抗干扰性能；

(5)跳频指令码的数量要多，可更换，以便多网使用，这样可进一步提高系统的抗截获性。
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    从国内外资料和研究来看，跳频图案的构造通常采用m序列、M序列、Gold码和钟控码等产生。这些码各有优缺点，其中钟控码性能最好且数量多；非线性码相关性能较好、编码复杂度高、难于破译，但结构复杂，挑选码比较困难；Gold码数量多，周期长，具有三值互相关性；RS码相关性好，但周期短；M序列也属于非线形码，其数量虽多，但相关性差；m序列相关性能好，实现简单，但数量少。综合各方面的因素，笔者采用了理论研究最完备、易于产生的m序列，并通过非线性变换的方法，增加序列的复杂度，并使其非线性化、具有优良的自相关和互相关性能。A．Lempl和H．Greenberger于1974年提出了具有最佳汉明相关性能的跳频序列簇的构造模型，它是基于有限域GF(P)上的n级m序列发生器。以发生器的众个相邻级(k≤n)与某个k项逐项模P相加后，去控制频率合成器，此模型称为L-G模型。L-G模型中存在严重的频点滞留问题：每当在移位寄存器中出现n重XX…X，XεGF(P)，X≠0，输入到频率合成器的是连续n-k+1跳变的k重XX…X。这样信号在某个频率上停留相当长的时间，很容易被非法接收机检测。

因此，在L-G模型上进行改进，采用了k个非相邻级缓解频点滞留问题，采用平滑替代算法[5]进行跳频图案的宽间隔处理。定义频带F：

F={f1|0≤i≤N-1}

只要满足|fi+1-fi|≥d就称为宽间隔跳频点，反之称为窄点。对于窄点有修正关系式：

PN（i+1）=[PN(i)+d]modN

其中，N为跳频频点数；d为跳频间隔；PN(i)为跳频码号。

这样对窄点通过修正处理后，在频域F上所确定的频率点就构成了所需要的宽间隔跳频图案集。这种方法不需要构造对偶频点或者对偶频带，保证了伪码序列的随机性，又等于进行了第二次非线性变换，使伪码(m序列)的非线性化程度和抗破译能力大大增强。从而得到既满足宽间隔要求，又克服L-G模型缺点的宽间隔跳频图案，构造模型如图4所示。这种跳频序列构造模型用FPGA或CPLD实现是不难的，但从系统成本出发，利用带ARM内核的DSP实现。而跳频频率合成器当然就利用ML2724内部所集成的频率合成器。

    2．4 系统的同步问题考虑

跳频系统的同步是成功通信的前提条件。如果没有同步，也就无法解调出信码，跳频系统的抗干扰也就无法发挥。由于收发时钟的不一致性、跳频序列的启动时差、电波传播时延等因素，接收端启动的跳频序列与接收到的发送跳频序列开始总是不同步的。因此，收端必须采用一定的技术措施迫使本地跳频序列与发端的跳频序列同步，这就是跳频码的捕获；在取得同步之后，噪声及一些外来因素的干扰还会迫使已取得的同步出现失锁现象，为此还应采取保持同步的技术，这就是同步跟踪。

跳频同步是系统初始同步、迟入网勤务同步和快速同步三者的有机结合。初始同步是网内用户通过搜索初始同步信息而快速达到同步进入正常通信，是通信双方沟通的主要手段；勤务同步是迟于初始同步信息发送之后而处于搜索状态的用户，通过搜索网

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