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　　0 引言

　　差分跳頻(DFH)是一種新的短波跳頻技術，它主要歸結為一種G函數(shù)算法，這種G函數(shù)集跳頻圖案、信息調制與解調于一體。它的通信機理與常規(guī)跳頻完全不同，較好的解決了數(shù)據(jù)速率和跟蹤、干擾等問題，代表了當前短波通信的一個重要發(fā)展方向。鑒于此，在研究G函數(shù)算法原理的基礎之上，重點對短波差分跳頻信號的發(fā)生器進行基于FPGA的整體優(yōu)化設計，并在軟件和硬件環(huán)境下進行仿真與實現(xiàn)，從而指導工程實踐。

　　采用差分跳頻技術不僅改變了短波電臺由于信道帶寬窄、空中信道時變多徑特性而導致的低速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)木置妫覙O大地提高了抗跟蹤干擾的能力，代表了新一代短波通信技術的發(fā)展方向?？紤]到使用FPGA器件進行數(shù)字系統(tǒng)設計，不僅可以簡化設計過程，而且可以降低整個系統(tǒng)的體積和成本，增加系統(tǒng)的可靠性，本文對短波差分跳頻信號的發(fā)生器進行基于FPGA的整體設計。

　　1 G函數(shù)算法原理

　　差分跳頻系統(tǒng)的關鍵技術在于G函數(shù)的實現(xiàn)。差分跳頻G函數(shù)的特點是利用跳頻頻率的相關性來攜帶待發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，同時所產生的頻率序列具有良好的隨機性和均勻性。常規(guī)的G函數(shù)表達式為：

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　　式(1)是利用前后跳頻Fn，F(xiàn)n-1之間的相關性來攜帶數(shù)據(jù)信息Dn，如圖1所示。另一種G函數(shù)算法是由前一跳的頻率、m序列和數(shù)據(jù)信息Dn來決定當前的頻率值Fn，如圖2所示，其數(shù)學表達式為：

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　　G是一個特定的函數(shù)，由它決定差分跳頻的算法。由此可見，m序列控制的G函數(shù)算法在相鄰跳變頻率之間通過數(shù)據(jù)序列建立了一定的相關性，亦即相鄰頻率的相關性攜帶了待發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，Dn可取1～4bits。

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　　例如，當傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息Dn取2bits時，對Dn編碼見表1。

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　　設每跳傳輸2bits，跳頻頻點數(shù)為N=64時，將頻率集K分成4個子集，每個子集包含16個頻點，分別為K1：0～15;K2：16～31;K3：32～47;K4：48～63。

　　m序列控制跳頻序列在不同的子集上跳變，控制關系如表2所示。

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　　m序列的兩位控制數(shù)可以表示為m2m1，則整個頻率集肚的跳變規(guī)律描述如下：

　　設傳輸?shù)臄?shù)據(jù)經(jīng)編碼后為D2D1，當前頻點為q，則下一跳頻點q’為：

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　　在滿足表2控制關系的基礎上，如果第刀跳與第n-2跳的頻點相同，則放棄當前m序列的控制作用，將跳頻子集變換，用(q’+N/4)modN代替q’的值。