CN105897301A - 一种自适应抗干扰跳频组网方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应抗干扰跳频组网方法。使用本发明能够提高航天器在组网过程中通信的抗干扰性。本发明中，主站和从站在组网通信过程中，各超帧期间，首先通过主站和从站之间的各跳频频点的广播通信，提前将受干扰的频点检测出来，然后在通信过程中绕过受干扰的频点进行跳频通信，有效提高了航天器在组网以及通信过程中的抗干扰性，且实现方法简单，易行。

Description

一种自适应抗干扰跳频组网方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种自适应抗干扰跳频组网方法。
背景技术
随着无线通信技术的不断提高，其也相继被军事界应用，抗干扰技术是军事通信不可或缺的重要部分。现代电子战的首要任务是干扰敌方的通信系统，通信系统是否具备强的抗干扰能力是能得电子战胜利的关键。目前无线频谱十分拥挤，抗干扰已成为无线通信的一大难题，为此，对跳频通信系统的抗干扰性能进行分析和研究也变得更加重要。近年来各国都加紧研究自适应抗干扰跳频技术，但仅是点对点跳频，自适应跳频组网的研究较少，工程实现更少。本发明采用FH-TDMA(跳频+时分多址)体制进行自适应组网通信，解决了多个飞行器跳频组网抗干扰的难题，给出了详细方法并进行了工程实现，实测指标满足设计要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种自适应抗干扰跳频组网方法，能够提高航天器在组网过程中通信的抗干扰性。
本发明的自适应抗干扰跳频组网方法，包括1个主站和多个从站，从站与主站之间采用FH-TDMA体制进行组网通信，包括如下步骤：
步骤1，主站在每个超帧中时帧0的时隙0～时隙2期间，根据既定的跳频频率表内的各频点，采用跳频或非跳频方式循环广播同步头序列为m0的广播帧；
步骤2，各从站在每个超帧中时帧0的时隙0～时隙2期间，在既定的跳频频率表内的各频点上，循环接收同步头序列为m0的广播帧，并根据各频点的广播帧接收情况，判定未接收到广播帧的频点为受干扰频点；
步骤3，各从站分时将其判定的受干扰频点信息跳频发送至主站；
步骤4，主站接收各从站发送的受干扰频点信息，将受干扰频点从跳频频率表中剔除，生成新的跳频频率表；并将新的跳频频率表跳频发送至从站，主站和从站对各自的跳频频率表更新为新的跳频频率表；
步骤5，主站和从站根据更新后的跳频频率表，在超帧中剩余时帧期间跳频通信。
进一步地，所述广播帧中包含fcw频率控制字，所述fcw频率控制字中包含下一跳的跳频频点信息，从站接收到广播帧后，根据广播帧中的fcw频率控制字信息，直接选择对应的下一跳的频点进行接收。
进一步地，所述步骤3和步骤4中，主站和从站从跳频频率表中选择均匀分布的3～6个频点进行跳频通信。
进一步地，所述步骤5中，超帧中剩余时帧的跳频通信中，通信帧的同步头序列选择与时帧0的广播帧的同步头序列不同的同步头序列。
有益效果：
主站和从站在组网通信过程中，各超帧期间，首先通过主站和从站之间的各跳频频点的广播通信，提前将受干扰的频点检测出来，然后在通信过程中绕过受干扰的频点进行跳频通信，有效提高了航天器在组网以及通信过程中的抗干扰性，且实现方法简单，易行。
附图说明
图1为本发明的自适应跳频策略原理图。
图2为自适应跳频抗干扰组网总框图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种自适应抗干扰跳频组网方法，针对航天器组网通信过程被干扰而无法正常工作的问题，突破了自适应抗干扰跳频技术，解决了航天器在组网过程中受到干扰而通信异常的难题。
方案原理框图如图1所示，包括1个主站和多个从站，多个从站之间通过主站进行通信；从站与主站之间采用超帧、跳频通信。每一个超帧包括时帧0～时帧9共10个时帧。其中，时帧0为组网阶段，时帧1～9为正常通信段；其中，时帧0分为组网广播段(时隙0～时隙2)和跳频频率表更新段(时隙3～时隙5)。其中，在时帧0的组网广播段(时隙0～时隙2)，主站一直处于发送状态，从站一直处于接收状态；主站按照跳频频率f0～f20以跳频的形式或非跳频的形式循环发送相关序列m0，多个从站在频率f0～f20循环扫描，根据各频点的信号接收情况，检测出未能接收到信号的频点，并标记为干扰频点；多个从站在跳频频率表更新段(时隙3和时隙4)分时将各自的干扰频点信息通知主站，主站和从站在时隙5进行相应的跳频频率表更新，然后主站和从站在时帧1～时帧9期间内按照新的跳频频率表(剔除了干扰频点的跳频频率表)进行正常跳频通信。
以两个从站为例，从站入网后每个超帧的自适应抗干扰跳频流程如图2所示，两个从站的通信方式一致，以其中一个从站进行具体说明。具体组网通信步骤如下：
步骤1，主站在每个超帧中时帧0的时隙0～时隙2期间，按照跳频频率f0～f20循环广播发送填充内容为fcw频率控制字的LDPC帧，同步头序列采用m0。其中，发送帧类型0x01，源地址为0x00，fcw频率控制字中包含下一跳的跳频频点信息。
步骤2，从站在每个超帧中时帧0的时隙0～时隙2期间，在跳频f0～f20上循环接收同步头序列为m0的广播帧，并根据各频点的广播帧接收情况，判断未接收到广播帧的频点为受干扰频点；其中，接收到同步头序列为m0的广播帧后，可以根据广播帧中包含的fcw频率控制字信息，直接选择对应的下一跳的频点进行接收。从站根据同步头序列的时间信息，重新划分超帧中的剩余时隙。
各从站分时与主站通信，从站1在时帧0的时隙3，从站2在时隙4期间，均按照频点f2、f7、f12、f17跳频(此四个频点在f0～f20这21个频点中均匀分布)，将判断的受干扰频点信息通知主站。发送帧类型为0x05、源地址为0x01(从站1)/0x02(从站2)、目的地址为0x00的信道检测报文。信道检测报文中即包含受干扰频点信息。
步骤3，主站在时帧0的时隙3和时隙4期间按照频率f2、f7、f12、f17跳频，分别接收到从站1和从站2的信道检测报文，并根据信道检测报文，将受干扰频点从跳频频率表中剔除，生成新的跳频频率表；然后主站在时帧0的时隙5期间，按照频率f2、f7、f12、f17跳频，发送帧类型为0x06、源地址为0x00、目的地址0x01/0x02的信道检测应答报文，把新的跳频频率表信息通知从站，主站和从站对跳频频率表进行更新。主站准备在时帧1～时帧9期间正常通信，跳频频率根据新的跳频频率表，按照fcw频率控制字顺序产生，进而实现正常通信时跳过被干扰的频点。
步骤4，从站在时帧0的时隙5期间，按照频率f2、f7、f12、f17跳频，收到信道检测应答报文后，便可以在时帧1～9期间和主机进行通信，跳频频率根据新的跳频频率表，按照fcw频率控制字顺序产生，进而实现正常通信时跳过被干扰的频点。
其中，每个超帧中时帧0的时隙0～时隙2同步头序列采用m0，超帧中其余时隙同步头序列采用m1，进而将干扰检测和正常通信区分，以便区分入站组网阶段和通信阶段。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自适应抗干扰跳频组网方法，其特征在于，包括1个主站和多个从站，从站与主站之间采用FH-TDMA体制进行组网通信，包括如下步骤：
步骤1，主站在每个超帧中时帧0的时隙0～时隙2期间，根据既定的跳频频率表内的各频点，采用跳频或非跳频方式循环广播同步头序列为m0的广播帧；
步骤2，各从站在每个超帧中时帧0的时隙0～时隙2期间，在既定的跳频频率表内的各频点上，循环接收同步头序列为m0的广播帧，并根据各频点的广播帧接收情况，判定未接收到广播帧的频点为受干扰频点；
步骤3，各从站分时将其判定的受干扰频点信息跳频发送至主站；
步骤4，主站接收各从站发送的受干扰频点信息，将受干扰频点从跳频频率表中剔除，生成新的跳频频率表；并将新的跳频频率表跳频发送至从站，主站和从站对各自的跳频频率表更新为新的跳频频率表；
步骤5，主站和从站根据更新后的跳频频率表，在超帧中剩余时帧期间跳频通信。
2.如权利要求1所述的自适应抗干扰跳频组网方法，其特征在于，所述广播帧中包含fcw频率控制字，所述fcw频率控制字中包含下一跳的跳频频点信息，从站接收到广播帧后，根据广播帧中的fcw频率控制字信息，直接选择对应的下一跳的频点进行接收。
3.如权利要求1所述的自适应抗干扰跳频组网方法，其特征在于，所述步骤3和步骤4中，主站和从站从跳频频率表中选择均匀分布的3～6个频点进行跳频通信。
4.如权利要求1所述的自适应抗干扰跳频组网方法，其特征在于，所述步骤5中，超帧中剩余时帧的跳频通信中，通信帧的同步头序列选择与时帧0的广播帧的同步头序列不同的同步头序列。
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