CN101262249B - 分数傅立叶域和频域联合跳频信号的发射和接收方法及装置 - Google Patents

Abstract

分数傅立叶域和频域联合跳频信号的发射和接收方法及装置，本发明涉及无线通信中的跳频技术，它解决了传统跳频通信系统频谱利用率不高的缺点。在信号发送端由信号源获得两路二进制数字信号，将其中一路调制为分数域跳频信号，另一路调制为传统载波跳频信号，将上述两路信号相加获得混和跳频信号。在接收端首先对接收信号进行分数域解跳，另一路解调电路先从接收信号中滤出分数域跳频信号然后进行频域解跳，再解调获得频域解跳信号，最后将获得的分数域解跳信号和解调信号通过并/串转换得到用户信号。这种联合跳频方式在同样的频带范围内实现了两路数据的传输，大大提高了通信系统的系统容量。

Description

分数傅立叶域和频域联合跳频信号的发射和接收方法及装置

技术领域

本发明涉及一种无线通信中的跳频技术，具体涉及一种分数域和频域联合跳频信号的发射及接收方法及装置。

背景技术

跳频通信系统是指一个用户的载波频率按某种跳频图案在很宽频带范围内跳变(用户不同跳频图案不同)的通信系统。信息信号经波形变换(信息调制)后，送人载波调制。载波由跳频序列(伪随机序列)控制跳变频率合成器来产生，其频率随跳频序列的序列值的改变而改变，因此，载波首先被跳频序列调制，称作跳频调制。跳变频率合成器受跳频序列控制，当跳频序列值改变一次时，则载波频率跳变一次。伪随机跳频序列控制跳变频率发生器，使它的输出频率在很宽的频带范围内跳变，又称跳频图案。信息信号经载波调制后形成跳频信号，经射频滤波器等放大发射，被接收机接收。接收机首先从发送来的跳频信号中提取跳频同步信号，使接收机本地伪随机序列控制的频率跳变与接收到的跳频信号的频率跳变同步，发射与发射机频率完全同步一致的本地载波，这个过程，称为解跳。再用本地载波与接收信号作解调，可获得携带有信息的信号，从而得到发射机发送来的信息，实现跳频通信。跳频通信系统具有较好的抗干扰性和保密性，但是其主要缺点是频谱的利用率不高。

发明内容

本发明解决了现有跳频通信系统频谱利用率低的缺点，提供了一种分数傅立叶域和频域联合跳频信号的发射和接收方法及装置，即将分数域跳频方式和传统载波跳频方式进行组合，并行传输两路跳频信号，得到一种联合跳频通信系统。本发明大大提高了频谱利用率，实现了信道的复用。

本发明中的分数域和频域联合跳频信号的发射方法为：

信号生成的步骤：信号源产生发送信号c(t)，并将所述发送信号c(t)通过串/并转换获得两路二进制数字信号，所述两路二进制数字信号分别为第一路发送信号c₁(t)和第二路发送信号c₂(t)；

对第一路发送信号c₁(t)进行分数域跳频的步骤：发送分数域跳频序列生成器产生跳频序列，由所述跳频序列的序列值产生跳频图案，切普信号生成器根据所述跳频图案实时输出具有不同参数k的切普信号，并与接收到的第一路发送信号c₁(t)进行调制得分数域跳频信号s₁(t)；

对第二路发送信号c₂(t)进行频域跳频调制的步骤：由发送载波跳频序列生成器产生载波跳频序列，由载波跳频序列的序列值决定跳频图案，频率合成器根据跳频图案实时输出具有不同频率的载波信号。将第二路发送信号c₂(t)经调制器调制后和发送频率合成器产生的载波信号进行混频，产生频域跳频信号s₂(t)

信后叠加及信号发送的步骤：将上述步骤中获得的分数域跳频信号s₁(t)和频域跳频信号s₂(t)相加得到联合跳频发送信号s(t)，所述联合跳频发送信号s(t)经发射端天线发射出去。

本发明的联合跳频发送信号s(t)的接收方法为：

信号接收的步骤：通过接收天线接收信号并经滤波、采样后形成接收信号；

分数域解跳步骤：接收端的接收分数域跳频序列生成器产生与发射端相同的分数域跳频序列，控制分数傅立叶变换器对接收信号进行离散p阶分数傅立叶变换得到p阶分数傅立叶变换信号f_p(u)，p值与发射端的|k|值一一对应，随跳频序列的序列值的改变而改变。峰值位置判决器在p阶分数傅立叶域上判断|f_p(u)|²的波形峰值位置，进而获得分数域解跳接收信号r₁(u)；

频域解调步骤：对在分数域解跳步骤中获得的p阶傅立叶变换信号f_p(u)进行滤波，滤去峰值部分信号，然后对信号进行离散2-2p阶分数傅立叶变换，并对变换后的信号在2-2p阶分数域滤去峰值部分信号，之后再对信号进行离散p-2阶分数傅立叶变换，得到在时域去除分数域解跳接收信号r₁(u)后的接收信号r₁′(u)，然后用接收端的接收载波跳频序列生成器产生与发送端相同的载波跳频序列，按照跳频图案，频率合成器实时输出与接收信号载波跳变同步的载波信号，预调滤波器根据跳频图案滤出相应频段的信号，载波信号与通过预调滤波器的信号相乘，得到频域解跳信号r₂′(u)，再经解调器解调出信号r₂(u)；

信号混合步骤：将上述步骤中获得的分数域解跳信号r₁(u)和频域解调后获得的信号r₂(u)通过并/串转换获得到原始发送的用户信号；

在分数域解跳步骤中，p值随跳频序列的序列值的改变而改变，当跳频序列值改变一次时，p值跳变一次，p值与发射端的k值一一对应。峰值位置判决器判断所述p阶傅立叶变换信号f_p(u)的波形峰值位置的具体过程为：当峰值位置出现在分数域能量谱的前半段时输出1，当峰值位置出现在分数域能量谱的后半段时输出0，对应每一个k值都能判决出一个1或0，数据判决器将得到的1和0的个数进行比较，在1比特信息码元的持续时间内若得到1的个数大于0的个数则认为传输的数据为1，反之为0，从而得到分数域解跳信号r₁(u)。

本发明的基本思想是当切普信号的|k|取不同值时，在相应的不同分数域上有最佳的能量聚集特性。用户在发射端将信号分成二路调制，然后在同一个频段内传输这二路信号达到资源复用和增强隐蔽性的目的。

本发明所述的分数域和频域联合跳频信号发射装置由数据源、串/并转换器、发送分数域跳频序列生成器、切普信号生成器、波形成形器、载波振荡器、调制器、发送时钟、发送载波跳频序列生成器、发送频域合成器、乘法器、高通滤波器、加法器和发射天线组成。数据源的信号输出端和串/并转换器的信号输入端连接，所述串/并转换器的两个信号输出端分别和波形成形器的信号输入端、调制器的信号输入端连接，发送分数域跳频序列生成器的信号输出端与切普信号生成器的信号输入端连接，所述切普信号生成器的信号输出端与波形成形器的切普信号输入端连接，载波振荡器的信号输出端和调制器的载波信号输入端连接，发送载波跳频序列生成器的信号输入端和输出端分别连接发送时钟的输出端和发送频域合成器的输入端，乘法器的两个信号输入端分别连接发送频域合成器的输出端和调制器的信号输出端，乘法器的信号输出端连接高通滤波器的信号输入端，加法器的信号输入端分别连接高通滤波器的信号输出端和波形成形器的信号输出端，加法器的信号输出端连接发射天线。

本发明所述的分数域和频域联合跳频信号的接收装置由接收天线、滤波器、采样器、P阶分数傅立叶变换器、峰值位置判决器、数据判决器、接收分数域跳频序列生成器、第一分数傅立叶变换域滤波器、2-2P阶分数傅立叶变换器、第二分数傅立叶变换域滤波器、P-2阶分数傅立叶变换器、接收时钟、接收载波跳频序列生成器、接收频域合成器、预调滤波器、乘法器、中频滤波器、解调器、并/串转换器和信息输出器组成；接收天线连接滤波器的信号输入端，滤波器的的信号输出端连接采样器的信号输入端，P阶分数傅立叶变换器的两个信号输入端分别连接采样器的信号输出端和接收分数域跳频序列生成器的第一信号输出端，接收分数域跳频序列生成器的第二信号输出端分别连接P阶分数傅立叶变换器的调频信号输入端和P-2阶分数傅立叶变换器的调频信号输入端，所述P阶分数傅立叶变换器的两个信号输出端分别和峰值位置判决器的信号输入端和第一分数傅立叶变换域滤波器的信号输入端连接，所述峰值位置判决器的信号输出端连接数据判决器的输入端，所述第一分数傅立叶变换域滤波器的信号输出端和2-2P阶分数傅立叶变换器的信号输入端连接，所述2-2P阶分数傅立叶变换器的信号输出端和第二分数傅立叶变换域滤波器的信号输入端连接，所述第二分数傅立叶变换域滤波器的信号输出端和P-2阶分数傅立叶变换器的信号输入端连接，所述P-2阶分数傅立叶变换器的信号输出端和预调滤波器的接收信号输入端连接，接收时钟的输出端和接收载波跳频序列生成器的输入端连接，所述接收载波跳频序列生成器的两个输出端分别连接接收频域合成器的输入端和预调滤波器的载波信号输入端连接，乘法器的两个输入端分别连接预调滤波器的信号输出端和接收频域合成器的信号输出端，所述乘法器的信号输出端连接中频滤波器的信号输入端，所述中频滤波器的信号输出端连接解调器的信号输入端，所述解调器的信号输出端和数据判决器的信号输出端分别连接并/串转换器的两个信号输入端，所述并/串转换器的信号输出端连接信息输出器的信号输入端。

本发明的有益效果：

本发明利用不同参数|k|的切普信号在相应的不同阶分数域上有最佳的能量聚集的性质，把分数域和频域跳频技术进行组合，产生联合跳频信号并进行相应方式的解跳和解调，实现了在同样的频带范围内并行传输两路数据，从而大大提高了通信系统的系统容量。

附图说明

图1是本发明的分数域和频域联合跳频信号的发射装置结构示意图；图2是分数域和频域联合跳频信号的接收装置结构示意图；图3是切普信号cos(2π×30×t+5πt²)经p₁＝0.13阶分数傅立叶变换后的能量谱波形；图4是切普信号cos(2π×30×t+5πt²)与频域跳频信号cos(2π×40t)、cos(2π×35t)、cos(2π×25t)、cos(2π×20t)相加后经p₁＝0.13阶分数傅立叶变换后的能量谱波形；图5是频域跳频信号cos(2π×40t)、cos(2π×35t)、cos(2π×25t)、cos(2π×20t)经傅立叶变换后的能量谱波形。图6是cos(2π×40t)、cos(2π×35t)、cos(2π×25t)、cos(2π×20t)与cos(2π×30×t+5πt²)相加后经傅立叶变换后的能量谱波形。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式；

本实施方式中的分数域和频域联合跳频信号的发射方法为：

信号生成的步骤：信号源产生发送信号c(t)，并将所述发送信号c(t)通过串/并转换获得两路二进制数字信号，所述两路二进制数字信号分别为第一路发送信号c₁(t)和第二路发送信号c₂(t)；

对第一路发送信号c₁(t)进行分数域跳频的步骤：发送分数域跳频序列生成器产生跳频序列，由所述跳频序列的序列值产生跳频图案，切普信号生成器根据所述跳频图案实时输出具有不同参数k的切普信号，并与接收到的第一路发送信号c₁(t)进行混频获得分数域跳频信号s₁(t)；

对第二路发送信号c₂(t)进行频域跳频的步骤：由发送载波跳频序列生成器产生载波跳频序列，由载波跳频序列的序列值决定跳频图案，频率合成器根据跳频图案实时输出具有不同频率的载波信号。将第二路发送信号c₂(t)经调制器调制后和发送频率合成器产生的载波信号进行混频，产生频域跳频信号s₂(t)。

信后叠加及信号发送的步骤：将上述步骤中获得的分数域跳频信号s₁(t)和频域跳频信号s₂(t)相加得到联合跳频发送信号s(t)，所述联合跳频发送信号s(t)经发射端天线发射出去。

在所述对第一路发送信号c₁(t)进行分数域跳频的步骤中，所述切普信号生成器参数k的正负设定方法为：根据第一路发送信号c₁(t)的码元情况产生切普信号，当信息码元为1时生成信号为参数k均满足k＞0的一组若干个切普信号，当信息码元为0时生成信号为参数k均满足k＜0的一组若干个切普信号。

本实施方式中的分数域和频域联合跳频信号的接收方法为：

信号接收的步骤：通过接收天线接收信号并经滤波、采样后形成接收信号；

分数域解跳步骤：接收端的接收分数域跳频序列生成器产生与发射端相同的分数域跳频序列，控制分数傅立叶变换器对接收信号进行离散p阶分数傅立叶变换得到p阶分数傅立叶变换信号f_p(u)，p值与发射端的|k|值一一对应，随跳频序列的序列值的改变而改变。峰值位置判决器在p阶分数傅立叶域上判断|f_p(u)|²的波形峰值位置，进而获得分数域解跳接收信号r₁(u)；

频域解调步骤：对在分数域解跳步骤中获得的p阶傅立叶变换信号f_p(u)进行滤波，滤去峰值部分信号，然后对信号进行离散2-2p阶分数傅立叶变换，并对变换后的信号在2-2p阶分数域滤去峰值部分信号，之后再对信号进行离散p-2阶分数傅立叶变换，得到在时域去除分数域解跳接收信号r₁(u)后的接收信号r₁′(u)，然后用接收端的接收载波跳频序列生成器产生与发送端相同的载波跳频序列，按照跳频图案，频率合成器实时输出与接收信号载波跳变同步的载波信号，预调滤波器根据跳频图案滤出相应频段的信号，将载波信号与通过预调滤波器的信号相乘得到频域解跳信号r₂′(u)，再经解调器解调出信号r₂(u)；

信号混合步骤：将上述步骤中获得的分数域解跳信号r₁(u)和频域解跳信号r₂(u)通过并/串转换获得到原始发送的用户信号。

在分数域解跳步骤中，p值随跳频序列的序列值的改变而改变，当跳频序列值改变一次时，p值跳变一次，p值与发射端的k值一一对应。峰值位置判决器判断所述p阶傅立叶变换信号f_p(u)的波形峰值位置的具体过程为：当峰值位置出现在分数域能量谱的前半段时输出1，当峰值位置出现在分数域能量谱的后半段时输出0，对应每一个k值都能判决出一个1或0，数据判决器将得到的1和0的个数进行比较，在1比特信息码元的持续时间内若得到1的个数大于0的个数则认为传输的数据为1，反之为0，从而得到分数域解跳信号r₁(u)。

在频域解调的步骤中，首先对经一次p阶分数傅立叶后的数据进行分数域滤波，滤除切普信号中exp[i(2πf₀t+πkt²)]对应的尖峰部分，然后进行2-2×p阶分数傅立叶变换(由于分数傅立叶变换的叠加性，总的效果相当于进行了一次2-p阶分数傅立叶变换)，再滤除切普信号中exp[-i(2πf₀t+πkt²)]对应的尖峰部分，经两次分数域滤波后切普信号的能量已经基本滤除，再做一次p-2阶分数傅立叶变换(即2-p阶分数傅立叶变换的反变换)将信号变换回时域，接下来从发送来的载波跳频信号中提取载波跳频同步信号，使接收机本地载波跳频序列控制的载波频率跳变与接收到的跳频信号的载波频率跳变同步，产生与发射机频率完全同步一致的本地载波，实现频域解跳，随后解调得到原第二路信号；

本实施方式中的分数域和频域联合跳频信号的产生和接收方法，在信号发送端产生信号的过程是将待发送的信号分成两路分别进行分数域跳频和频域跳频处理，然后再将获得的分数域跳频信号和频域跳频信号相加后产生联合跳频的发送信号；在接收端，提取接收信号中携带的同步信号使本地分数域跳频序列发生器产生与接收信号同步的分数域跳频序列，对接收信号进行分数域解跳进而获得分数域解跳信号，同时，另一路解调电路先从接收信号中滤出分数域跳频信号，然后利用接收端的载波跳频序列生成器产生与发送端相同的载波跳频序列，按照跳频图案，产生与接收信号载波跳变同步的载波信号，利用该载波信号对与预滤波后的信号进行频域解跳，再解调获得频域解跳信号，最后将获得的分数域解跳信号和解调信号通过并/串转换得到用户信号。

本发明所述的分数域和频域联合跳频信号发射装置由数据源1-1、串/并转换器1-2、发送分数域跳频序列生成器1-3、切普信号生成器1-4、波形成形器1-5、载波振荡器1-6、调制器1-7、发送时钟1-8、发送载波跳频序列生成器1-9、发送频域合成器1-10、乘法器1-11、高通滤波器1-12、加法器1-13和发射天线1-14组成。数据源1-1的信号输出端和串/并转换器1-2的信号输入端连接，所述串/并转换器1-2的两个信号输出端分别和波形成形器1-5的信号输入端、调制器1-7的信号输入端连接，发送分数域跳频序列生成器1-3的信号输出端与切普信号生成器1-4的信号输入端连接，所述切普信号生成器1-4的信号输出端与波形成形器1-5的切普信号输入端连接，载波振荡器1-6的信号输出端和调制器1-7的载波信号输入端连接，发送载波跳频序列生成器1-9的信号输入端和输出端分别连接发送时钟1-8的输出端和发送频域合成器1-10的输入端，乘法器1-11的两个信号输入端分别连接发送频域合成器1-10的输出端和调制器1-7的信号输出端，乘法器1-11的信号输出端连接高通滤波器1-12的信号输入端，加法器1-13的信号输入端分别连接高通滤波器1-12的信号输出端和波形成形器1-5的信号输出端，加法器1-13的信号输出端连接发射天线1-14。

本发明所述的分数域和频域联合跳频信号的接收装置由接收天线2-1、滤波器2-2、采样器2-3、P阶分数傅立叶变换器2-4、峰值位置判决器2-5、数据判决器2-6、接收分数域跳频序列生成器2-7、第一分数傅立叶变换域滤波器2-8、2-2P阶分数傅立叶变换器2-9、第二分数傅立叶变换域滤波器2-10、P-2阶分数傅立叶变换器2-11、接收时钟2-12、接收载波跳频序列生成器2-13、接收频域合成器2-14、预调滤波器2-15、乘法器2-16、中频滤波器2-17、解调器2-18、并/串转换器2-19和信息输出器2-20组成；接收天线2-1连接滤波器2-2的信号输入端，滤波器2-2的信号输出端连接采样器2-3的信号输入端，P阶分数傅立叶变换器2-4的两个信号输入端分别连接采样器2-3的信号输出端和接收分数域跳频序列生成器2-7的第一信号输出端，接收分数域跳频序列生成器2-7的第二信号输出端分别连接2-2P阶分数傅立叶变换器2-9的调频信号输入端和P-2阶分数傅立叶变换器2-11的调频信号输入端，所述P阶分数傅立叶变换器2-4的两个信号输出端分别和峰值位置判决器2-5的信号输入端和第一分数傅立叶变换域滤波器2-8的信号输入端连接，所述峰值位置判决器2-5的信号输出端连接数据判决器2-6的输入端，所述第一分数傅立叶变换域滤波器2-8的信号输出端和2-2P阶分数傅立叶变换器2-9的信号输入端连接，所述2-2P阶分数傅立叶变换器2-9的信号输出端和第二分数傅立叶变换域滤波器2-10的信号输入端连接，所述第二分数傅立叶变换域滤波器2-10的信号输出端和P-2阶分数傅立叶变换器2-11的信号输入端连接，所述P-2阶分数傅立叶变换器2-11的信号输出端和预调滤波器2-15的接收信号输入端连接，接收接收时钟2-12的输出端和接收载波跳频序列生成器2-13的输入端连接，所述接收载波跳频序列生成器2-13的两个输出端分别连接接收频域合成器2-14的输入端和预调滤波器2-15的载波信号输入端连接，乘法器2-16的两个输入端分别连接预调滤波器2-15的信号输出端和接收频域合成器2-14的信号输出端，所述乘法器2-16的信号输出端连接中频滤波器2-17的信号输入端，所述中频滤波器2-17的信号输出端连接解调器2-18的信号输入端，所述解调器2-18的信号输出端和数据判决器2-6的信号输出端分别连接并/串转换器2-19的两个信号输入端，所述并/串转换器2-19的信号输出端连接信息输出器2-20的信号输入端。

分数傅立叶变换是一种广义的傅立叶变换，信号在分数阶傅立叶域上的表示，同时包含了信号在时域和频域的信息。分数傅立叶变换的积分形式定义为：

$F^{p}f\left(u\right)={\∫}_{-\∞}^{+\∞}f\left(t\right)K_p(u,t)\mathrm{dt}$

$=\left\{\begin{array}{cc}\sqrt{\frac{1-i\cot \mathrm{\α}}{2\mathrm{\π}}}{\∫}_{-\∞}^{+\∞}\exp \left[i(\frac{u^2+t^2}{2}\cot \mathrm{\α}-\mathrm{ut}\csc \mathrm{\α})\right]f\left(t\right)\mathrm{dt}& \mathrm{\α}\≠\mathrm{n\π}\\ f\left(t\right)& \mathrm{\α}=2\mathrm{n\π}\\ f(-t)& \mathrm{\α}=(2n\±1)\mathrm{\π}\\ & \end{array}\right.$

其中f(t)为信号的时域表达形式，f(t)的p阶分数傅立叶变换为F^pf(u)，其中u为分数域坐标，α＝pπ/2。当α＝π/2时f(u)为普通的傅立叶变换。由于FRFT是信号在一组正交的chirp基上的展开，因此分数傅立叶变换在某个分数阶傅立叶域中对给定的切普信号具有最好的能量聚集特性。即一个切普信号在适当的分数阶傅立叶变换域中将表现为一个冲击函数，而对于傅立叶变换来说，由于基函数为正弦波，所以切普信号在传统的傅立叶变换中不会产生能量聚集。其中，切普信号的表达式为：

(0≤t≤T)

参数

f₀、k分别表示切普信号的相位，中心频率，和调频率。k与带宽B的关系为B＝kT，其中T为切普信号时域宽度。在实际通信系统中，发射端发射的信号为实函数，取两个共轭切普信号叠加，使其成为余弦函数形式，表达式如下：

c(t)＝{exp[i(2πf₀t+πkt²)]+exp[-i(2πf₀t+πkt²)]}/2

    ＝cos(2πf₀t+πkt²)

对切普信号

进行p阶的分数傅立叶变换，若在分数域上其能量聚集，表现为一个冲击函数，则切普信号

经2-p阶分数傅立叶变换后也表现出能量聚集，这种特性为在分数域进行信号的解调或滤波提供了帮助。

频域跳频信号的四个载波表达式分别为cos(2π×40t)、cos(2π×35t)、cos(2π×25t)、cos(2π×20t)，由图5可以看到正弦载波信号在分数傅立叶变换域没有明显的能量聚集，切普信号的解调不会受到正弦信号的影响，即分数域跳频信号的解调不会受到频域跳频信号的影响。

切普信号cos(2π×30×t+5πt²)与频域跳频信号cos(2π×40t)、cos(2π×35t)、cos(2π×25t)、cos(2π×20t)相加得到的混合信号经分数傅立叶变换后得到的能量谱如图6所示，可以看到切普信号的频谱与正弦信号的频谱重叠，两路跳频信号共享频谱，由于频域跳频通信系统有较强的抗宽带干扰特性，而且再解跳前已进行两次分数域滤波，滤除了大部分切普信号的干扰能量，所以在两路跳频信号幅度相差不大的条件下，频域跳频信号的解调不会受到分数域跳频信号的影响。由此可以证明，采用联合跳频方式可实现两路跳频信号的并行传输。

Claims (6)

1.一种分数傅立叶域和频域联合跳频信号的发射方法，其特征在于它的具体过程包括：

信号生成的步骤：信号源产生发送信号c(t)，并将所述发送信号c(t)通过串/并转换获得两路二进制数字信号，所述两路二进制数字信号分别为第一路发送信号c₁(t)和第二路发送信号c₂(t)；

对第一路发送信号c₁(t)进行分数域跳频的步骤：发送分数域跳频序列生成器产生跳频序列，由所述跳频序列的序列值产生跳频图案，切普信号生成器根据所述跳频图案实时输出具有不同参数k的切普信号，并与接收到的第一路发送信号c₁(t)进行调制获得分数域跳频信号s₁(t)；

对第二路发送信号c₂(t)进行频域跳频调制的步骤：由发送载波跳频序列生成器产生载波跳频序列，由载波跳频序列跳频序列的序列值决定跳频图案，频率合成器根据跳频图案实时输出具有不同频率的载波信号；将第二路发送信号c₂(t)经调制器调制后和频率合成器产生的载波信号进行混频，产生频域跳频信号s₂(t)；

信号叠加及信号发送的步骤：将上述步骤中获得的分数域跳频信号s₁(t)和频域跳频信号s₂(t)相加得到联合跳频发送信号s(t)，所述联合跳频发送信号s(t)经发射端天线发射出去；

k表示切普信号的调频率，k与带宽B的关系为B＝kT，其中T为切普信号时域宽度。

2.根据权利要求1所述的一种分数傅立叶域和频域联合跳频信号的发射方法，其特征在于：

在所述对第一路发送信号c₁(t)进行分数域跳频的步骤中，所述切普信号生成器参数k的正负设定方法为：根据第一路发送信号c₁(t)的码元情况产生切普信号，当信息码元为1时，生成信号为参数k均满足k＞0的一组若干个切普信号，当信息码元为0时，生成信号为参数k均满足k＜0的一组若干个切普信号。

3.一种分数傅立叶域和频域联合跳频信号的接收方法，其特征在于它的具体过程包括：

信号接收的步骤：通过接收天线接收信号并经滤波、采样后形成接收信号；

分数域解跳步骤：接收端的分数域跳频序列生成器产生与发射端相同的分 数域跳频序列，控制分数傅立叶变换器对接收信号进行离散p阶分数傅立叶变换得到p阶分数傅立叶变换信号f_p(u)，p值与发射端的|k|值一一对应，随跳频序列的序列值的改变而改变；峰值位置判决器在p阶分数傅立叶域上判断|f_p(u)|²的波形峰值位置，进而获得分数域解跳接收信号r₁(u)；

频域解调步骤：对在分数域解跳步骤中获得的p阶傅立叶变换信号f_p(u)进行滤波，滤去峰值部分信号，然后对信号进行离散2-2p阶分数傅立叶变换，并对变换后的信号在2-2p阶分数域滤去峰值部分信号，之后再对信号进行离散p-2阶分数傅立叶变换，得到在时域去除分数域解跳接收信号r₁(u)后的接收信号r₁′(u)，然后用接收端的接收载波跳频序列生成器产生与发送端相同的载波跳频序列，按照跳频图案，频率合成器实时输出与接收信号载波跳变同步的载波信号，预调滤波器根据跳频图案滤出相应频段的信号，载波信号与通过预调滤波器的信号相乘，得到频域解跳信号r₂′(u)，再经解调器解调出信号r₂(u)；

2-2p阶分数傅立叶变换器和p-2阶分数傅立叶变换器还接收来自接收分数域跳频序列发生器(2-7)生成的与发射端相同的分数域跳频序列，以控制2-2p阶分数傅立叶变换器(2-9)和p-2阶分数傅立叶变换器(2-11)进行离散2-2p阶分数傅立叶变换和离散p-2阶分数傅立叶变换；

信号混合步骤：将上述步骤中获得的分数域解跳信号r₁(u)和频域解调后获得的信号r₂(u)通过并/串转换获得到原始发送的用户信号；

k表示切普信号的调频率，k与带宽B的关系为B＝kT，其中T为切普信号时域宽度。

4.根据权利要求3所述的一种分数傅立叶域和频域联合跳频信号的接收方法，其特征在于在分数域解跳步骤中，p值随跳频序列的序列值的改变而改变，当跳频序列值改变一次时，p值跳变一次，p值与发射端的k值一一对应；峰值位置判决器判断所述p阶傅立叶变换信号f_p(u)的波形峰值位置的具体过程为：当峰值位置出现在分数域能量谱的前半段时输出1，当峰值位置出现在分数域能量谱的后半段时输出0，对应每一个k值都能判决出一个1或0，数据判决器将得到的1和0的个数进行比较，在1比特信息码元的持续时间内若得到1的个数大于0的个数则认为传输的数据为1，反之为0，从而得到分数域解跳信号r₁(u)。 

5.根据权利要求3所述的一种分数傅立叶域和频域联合跳频信号的接收方法，其特征在于在频域解调步骤中，首先对经一次p阶分数傅立叶后的数据进行分数域滤波，滤除切普信号中exp[i(2πf₀t+πkt²)]对应的尖峰部分，然后进行2-2×p阶分数傅立叶变换，再滤除切普信号中exp[-i(2πf₀t+πkt²)]对应的尖峰部分，经两次分数域滤波后切普信号的能量已经基本滤除，再做一次p-2阶分数傅立叶变换将信号变换回时域，接下来从发送来的载波跳频信号中提取载波跳频同步信号，使接收机本地载波跳频序列控制的载波频率跳变与接收到的跳频信号的载波频率跳变同步，产生与发射机频率完全同步一致的本地载波，实现频域解跳，随后解调得到信号r₂(u)；

参数f₀表示切普信号的中心频率。

6.实现权利要求1所述发射方法的一种分数傅立叶域和频域联合跳频信号的发射装置，它由数据源(1-1)、串/并转换器(1-2)、发送分数域跳频序列生成器(1-3)、切普信号生成器(1-4)、波形成形器(1-5)、载波振荡器(1-6)、调制器(1-7)、发送时钟(1-8)、发送载波跳频序列生成器(1-9)、发送频域合成器(1-10)、乘法器(1-11)、高通滤波器(1-12)、加法器(1-13)和发射天线(1-14)组成；其特征在于数据源(1-1)的信号输出端和串/并转换器(1-2)的信号输入端连接，所述串/并转换器(1-2)的两个信号输出端分别和波形成形器(1-5)的信号输入端、调制器(1-7)的信号输入端连接，发送分数域跳频序列生成器(1-3)的信号输出端与切普信号生成器(1-4)的信号输入端连接，所述切普信号生成器(1-4)的信号输出端与波形成形器(1-5)的切普信号输入端连接，载波振荡器(1-6)的信号输出端和调制器(1-7)的载波信号输入端连接，发送载波跳频序列生成器(1-9)的信号输入端和输出端分别连接发送时钟(1-8)的输出端和发送频域合成器(1-10)的输入端，乘法器(1-11)的两个信号输入端分别连接发送频域合成器(1-10)的输出端和调制器(1-7)的信号输出端，乘法器(1-11)的信号输出端连接高通滤波器(1-12)的信号输入端，加法器(1-13)的信号输入端分别连接高通滤波器(1-12)的信号输出端和波形成形器(1-5)的信号输出端，加法器(1-13)的信号输出端连接发射天线(1-14)；

切普信号生成器参数k的正负设定方法为：根据第一路发送信号c₁(t)的码元情况产生切普信号，当信息码元为1时生成信号为参数k均满足k＞0的一组若干个切普信号，当信息码元为0时生成信号为参数k均满足k＜0的一组若干 个切普信号，切普信号的表达式为：

参数 

f₀、k分别表示切普信号的相位，中心频率，和调频率。k与带宽B的关系为B＝kT，其中T为切普信号时域宽度。 

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