跳频(Frequency Hopping,FH)通信作为扩频通信最重要的分支之一,具备出色的抗衰落、抗干扰和抗截获能力,能够有效解决短波通信在现代电子信息对抗中存在的抗干扰和保密性问题,使得短波通信在军事和民用通信的应用更加广泛。短波跳频通信系统能够正常通信的前提条件是跳频同步的实现,特别是现代军事通信的激烈对抗中,实现快速稳定的跳频同步具有非常积极和深远的影响。结合现有的跳频同步技术,本文重点研究了基于TOD的同步字头的同步方法,该方法具有同步建立时间短,随机性和隐蔽性好的性能特点,能够有效的应用于短波跳频通信系统,并提出一种基于TOPSIS法的同步频率捕获确认方案,从而保证整个设计方案的时效性和可靠性,并利用FPGA进行整个基于TOD的跳频通信系统在短波环境下的实现。首先,介绍了国内外针跳频通信发展、跳频技术和跳频同步技术的研究现状。深入分析传统跳频通信的基本原理和关键技术,通过对抗干扰性能进行的具体分析,引出短波跳频通信系统的主要指标,并对短波跳频通信系统进行数学模型分析,为进一步的跳频同步研究打下基础。其次,提出一种同步频率捕获确认过程中最佳检测方案的决策方法。在分析m序列同步的原理的基础上,对基于TOD的同步字头法的同步实现进行详细研究,并针对同步过程中同步频率捕获确认阶段中存在的问题,将其当成多属性决策问题进行主要研究,采用TOPSIS法对备选方案进行综合评价并排序,最终得出时效性和可靠性都兼备的同步频率捕获检测方案。最后,对基于TOD的短波跳频通信系统进行了FPGA实现,先对系统的总体框架、设计指标及设计平台结构进行概述,进而在Xilinx ISE平台上对信号发生模块、跳频序列发生模块、频率合成模块、调制模块、解调模块、捕获模块和相关峰检测模块等模块完成FPGA实现,并通过ModelSim观测工具上验证了各模块输出结果的正确性。至此,成功完成高速短波跳频通信链路的建立。