具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

现有技术的跳频通信方法中，接收机在接收到发射机发送的调制信号时，需要先确定调制信号中的同步子时隙的帧同步位置，用以正确分离调制信号中的各个时帧，然后还需要确定业务子时隙的帧同步位置，用以确定业务数据的位置，因此现有技术的调制信号的基带帧不仅包括同步子时隙同步字，还包括业务子时隙同步字。为了提高跳频通信的抗干扰能力和抗截获性能，在进行高速跳频时，若保持码元宽度不变，每个时帧中都包括有业务时隙同步字，跳频通信过程中的调制信号就会包括大量的业务时隙同步字，这些业务时隙同步字会挤占同步子时隙中的业务数据的传输空间，降低信道内允许传输的数据量。

针对上述技术问题，如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种调制信号的数据结构，所述调制信号包括至少一个时帧，每个所述时帧至少包括一个同步子时隙、一个业务子时隙和一个保护间隔，所述同步子时隙包括依次排列的第一跳频切换时间、第一前导码和同步时隙同步字，所述同步时隙同步字包括至少一个所述同步码和所述帧同步字，所述业务子时隙包括依次排列的第二跳频切换时间、第二前导码和业务数据。

具体地，如图1所示，假设码元宽度为1us，1个时帧长度为1.1ms，1个时帧包括1个同步子时隙，9个业务子时隙和1个保护间隔，同步子时隙为200us，业务子时隙为90us，保护间隔为90us（1.1ms内包含11次跳频，平均100us跳一次，1s内达到10000跳）。

如图2和图3所示，同步子时隙和业务子时隙的跳频切换时间均为30us，前导码均为5us，同步时隙同步字为165us，业务数据为55us。

同步子时隙的第一跳频切换时间用于射频模块频点切换，第一前导码用于位同步，同步时隙同步字包括同步码和帧同步字，用于捕获位同步和帧同步信号。业务子时隙的第二跳频切换时间用于射频模块频点切换，第二前导码用于位同步，业务数据位传输的有效数据内容。

如图4所示，本发明实施例提供的一种跳频通信方法，包括：

步骤S110，获取发射机发送的调制信号。

具体地，发射机可通过MSK（Minimum Shift Keying，最小频移键控）正交调制对数据进行处理，得到调制信号。

步骤S120，对所述调制信号进行解调处理，获得码元数据的数据流。

具体地，可通过MSK差分数据解调方法对调制信号进行解调，获得多个码元数据，解调出的码元数据以数据流的形式存在，可将每个码元数据的宽度射为1us。

步骤S130，执行位同步步骤，所述位同步步骤包括将所述码元数据和预设的同步码进行相关运算，根据第一运算结果确定位同步时钟，根据所述位同步时钟对所述码元数据进行位同步处理，获得处理后的码元数据。

具体地，该同步码可采用巴克码，巴克码具有良好的自相关特性。在跳频通信中，调制信号是以码元的形式逐个发送和接收的，要求发射机和接收机的时钟需要具有稳定且可靠的同步关系。从码元数据的数据流中提取出位同步时钟信号，位同步处理可根据位同步时钟校准位计时器和进行收发两端的码元时间对齐，通过位同步处理能够对信息进行精确采样，避免采样点位符号沿变化点，尽量采样符号中间点，具体的位同步处理过程为现有技术，在此不再赘述。

步骤S140，将所述处理后的码元数据和预设的帧同步字进行相关运算，根据第二运算结果确定帧同步位置。

具体地，根据位同步时钟对码元数据进行位同步以后，再进行帧同步，再码元数据的数据流确定帧同步位置，根据帧同步位置可在码元数据中确定各个时帧的起始位置，便于区分各个时帧。

步骤S150，执行业务数据提取步骤，所述业务数据提取步骤包括从所述帧同步位置开始对所述处理后的码元数据进行计数，根据码元计数结果在所述数据流中提取业务数据。

具体地，在确定各个时帧的帧同步位置后，由于时帧的数据结构固定，即业务数据在时帧中的位置固定，从对应的帧同步位置开始进行计数，确定业务数据对应的位置，就可提取出业务数据。

本实施例中，对接收到的调制信号进行解调处理，获得码元数据的数据流，将码元数据和预设的同步码进行相关运算，该同步码与同步时隙同步字的同步码相同，根据运算结果可确定位同步的码元数据的时间为位同步时钟，位同步时钟可用于识别接收的码元的时间，进行码元定时提取，能够降低误码率。将所述码元数据和预设的帧同步字进行相关运算，帧同步字与同步时隙同步字的帧同步字相同，根据运算结果就可确定同步时隙同步字的位置，即帧同步位置，从帧同步位置开始后续的码元数据就是业务子时隙，因此从帧同步位置开始进行计数，可根据业务子时隙的数据结构确定业务数据在业务子时隙中的位置，进而根据计数结果在码元数据的数据流中确定业务数据的位置，提取业务数据。本发明的技术方案通过位同步和帧同步，能够精确定位帧同步位置，即同步时隙同步字，从帧同步位置进行精确计数，根据计数结果提取数据流中的业务数据，不需要再进行业务时隙同步字的帧同步过程，使得业务时隙同步字所占的传输空间可用于传输业务数据，大幅提高了信道中允许传输的业务数据量，业务数据量能够从现有技术的23 us提升至55 us，同时没有改变码元宽度，不会造成通信灵敏性下降。

可选地，所述从所述帧同步位置开始对所述处理后的码元数据进行计数之后，所述方法还包括：

当从所述帧同步位置开始计数到第M个所述处理后的码元数据时，对所述处理后的码元数据进行位同步校准处理，获得校验后的位同步时钟，M为正整数，且M与所述业务子时隙的数据结构相关联。

具体地，以如图1至图3所示的调制信号数据结构为例，M为30。可将预设的第二前导码和码元数据进行相关运算，由于帧同步位置为业务子时隙的第二跳频切换时间的开始时刻，从业务子时隙中的第二跳频切换时间的开始时刻开始计数30，第二跳频切换时间结束，进入第二前导码，若帧同步位置和码元数据正确，则此时为第二前导码的自相关运算，得到的第三运算结果会大于预设阈值，此时位同步时钟不做处理。若第三运算结果小于或等于预设阈值，表示前面的同步过程或码元数据有问题，需要进行位同步校准，即再次进行位同步处理，对码元数据重新进行位同步，校验位同步时钟。

本可选的实施例中，通过第二前导码对处理后的码元数据进行位同步校准，能够提高码元数据的同步精度，降低误码率，进而提高提取业务数据的准确性。

可选地，所述根据计数结果在所述数据流中提取出业务数据包括：

根据所述码元计数结果，在所述数据流中提取第K个所述处理后的码元数据至第N个所述处理后的码元数据之间的所有所述处理后的码元数据，获得所述业务数据，其中，K大于M，N大于K，K和N为正整数，且K和N由所述业务子时隙的数据结构相关联。

具体地，以如图1至图3所示的调制信号数据结构为例，K为36、N为90，即如图3所示的业务子时隙中第36 us至90 us之间为业务数据，通过在数据流中准确定位业务数据的位置，就可快速提取出业务数据，准确高效。

可选地，所述根据计数结果在所述数据流中提取出业务数据之后，所述方法还包括：

将所述码元计数结果置零，并将子时隙计数结果加1；

比对所述子时隙计数结果和第一预设阈值，所述第一预设阈值与所述时帧包括的所述业务子时隙的数量相关联；

当所述子时隙计数结果大于所述第一预设阈值时，返回执行所述位同步步骤；当所述子时隙计数结果小于或等于所述第一预设阈值时，返回执行所述业务数据提取步骤。

具体地，当该业务子时隙中的业务数据提取完后，将码元数据计数结果置零，同时子时隙计数结果加1。子时隙计数结果从零开始计数，即当提取第一个业务子时隙的业务数据时，子时隙计数结果为零，因此如图1所示，若每个时帧包括9个业务子时隙，则第一预设阈值为8。由于系统设计的时帧周期固定，因此当时隙计数结果大于8时，表示该时帧中的业务数据被提取完，因此返回等待下一个时帧进行位同步处理。当时隙计数结果小于或等于8时，表示该时帧中还有业务子时隙没有处理，因此重新对下一个业务子时隙进行业务数据提取。

本可选的实施例中，通过对处理的业务子时隙数量进行计数，根据计数结果判断数据提取的进程，能够避免数据遗漏，提高了业务数据提取的完整性。

可选地，所述根据第一运算结果确定位同步时钟包括：

将所述第一运算结果与第二预设阈值进行对比，当所述第一运算结果大于或等于所述第二预设阈值时，根据与所述第一运算结果对应的所述码元数据的时间确定所述位同步时钟。

具体地，同步码可采用巴克码，巴克码时一组有固定信息位的信息帧，其内容为11100010010，通过巴克码与码元数据进行相关运算，能够捕获数据流中同步子时隙帧同步字的巴克码，根据巴克码提取得到位同步时钟。

所述根据第二运算结果确定帧同步位置包括：

将所述第二运算结果与第三预设阈值进行对比，当所述第二运算结果大于或等于第三预设阈值时，根据与所述第二运算结果对应的所述处理后的码元数据的位置确定所述帧同步位置。

具体地，假设预设的帧同步字位8’h123456，接收方用本地的8’h123456与码元数据做相关计算，第二运算结果超过阈值说明接收到的码元数据就是8’h123456，在超过阈值的那一刻，也就是发射机刚发完信息帧最后1bit的时间点，那么接收机就知道了发射机的精确时间点，收发时间就可以同步计时，该码元数据的位置就是帧同步位置。

本可选的实施例中，通过同步子时隙同步字的位同步和帧同步，能够在数据流中精确定位帧同步位置，不需再进行业务子时隙同步字的同步过程，进而节省信道中的时域资源，用以传输业务数据，提高了业务数据传输量。

可选地，所述调制信号采用MSK正交调制方法调制得到。

具体地，MSK正交调制得到的MSK信号可以用两个正交的分量表示：

，

其中，表示MSK信号，等式右边第一项位同相分量，其载波为，等式右边第2项为正交分量，其载波为，表示为码元周期，为载波频率的角频率，为输入数据串并转换后的信号，为信号电平大小，取1或-1，为调制时间，为预设参数。

如图5所示，将输入的数据序列经过差分编码后得到, 经过串并变换后分为上下两路，分别得到和。采用对的波形进行加权，采用对的波形进行加权，得到基带波形和，再分别与正交载波和相乘进行幅度调制，将两支路的己调信号相加后即可得到MSK信号。

所述对调制信号进行解调处理包括：对所述调制信号进行MSK差分解调处理。

具体地，MSK信号的差分数字解调是一种再符号内完成操作的差分解调算法，MSK信号的差分数字解调算法对载波的频偏以及相位误差不敏感，对于提取的载波要求没有传统算法严格，所以该算法对MSK信号的解调效果更好。

如图6所示为MSK差分数字解调的原理图，将调制信号编码去载波，得到同相支路数据和正交支路数据，最终解调结果为符号位，为解调时间，和为预设参数，根据的极性来判决得到传输的未知数据值。

本可选地实施例中，采用MSK调制解调方法对数据进行调制解调，不需要提取载波信息来进行解调，根据解调结果的极性就可实现正确解调，解调速度快，电路实现简单。

如图7所示，本发明实施例提供的一种跳频通信装置，包括：

接收模块，用于获取发射机发送的调制信号；

解调模块，用于对所述调制信号进行解调处理，获得码元数据；

同步模块，用于执行位同步步骤，所述位同步步骤包括将所述码元数据和预设的同步码进行相关运算，根据第一运算结果确定位同步时钟，根据所述位同步时钟对所述码元数据进行位同步处理，获得处理后的码元数据；将所述处理后的码元数据和预设的帧同步字进行相关运算，根据第二运算结果确定帧同步位置；

提取模块，用于执行业务数据提取步骤，所述业务数据提取步骤包括从所述帧同步位置开始对所述码元数据进行计数，根据码元计数结果在所述数据流中提取业务数据。

本发明另一实施例提供的一种接收机包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如上所述的跳频通信方法。

本发明又一实施例提供的一种计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的跳频通信方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。在本申请中，所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。