CN108055103B - 一种tdma系统抗脉冲干扰方法及系统 - Google Patents

一种tdma系统抗脉冲干扰方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种TDMA系统抗脉冲干扰方法及系统，在该方法中TDMA通信系统首先接收机对接收信号进行功率估计与发送端的信号发送功率进行比对，完成干扰检测，同时确定TDMA帧中受干扰时隙的位置；其次采用TOD控制TDMA帧的时隙地址生成算法初始时隙地址生成，KEY控制时隙地址生成算法相邻初始时隙地址的步长，生成的初始时隙地址与TDMA帧中不同类型时隙一一对应；然后根据干扰位置与初始时隙地址比对，确保TDMA帧中重要时隙地址不为干扰位置，控制时隙地址生成算法产生最终的TDMA帧的时隙地址；最后待发送的TDMA帧按照最终的时隙地址进行映射，完成TDMA帧时隙按照TOD、KEY和干扰位置的实时变化，避免了TDMA帧的重要时隙受脉冲干扰，实现TDMA通信系统TDMA帧结构的动态变化。

Description

一种TDMA系统抗脉冲干扰方法及系统
技术领域
本发明涉及一种TDMA系统抗脉冲干扰方法及系统，属于电子脉冲干扰通信领域。
背景技术
TDMA通信系统是将工作时间分割成周期性的互不重叠的时隙，分给不同的用户使用，其优点是没有互调问题，发射的功率和频带能够充分利用，可以提供较大的通信容量；其缺点就是TDMA通信系统需要全网统一的时间基准，在帧结构设计时，需要保留用于全网时间同步的同步时隙，固定位置周期性发送，因此，在抗干扰通信中，该部分很容易被敌方截获或者干扰，成为整个通信系统的最脆弱的环节；另外对于通信系统中用于用户接入的时隙也同样面临这样的问题，导致系统无法同步和接入，使整个系统瘫痪。由于TDMA通信系统有着固定帧结构的特点，容易遭到敌方TDMA通信系统的脉冲干扰，以很小的代价达到较好的干扰效果，使通信系统无法正常工作。
发明内容
本发明解决的技术问题为：针对TDMA通信系统中帧结构固定的问题，提供一种TDMA系统抗脉冲干扰方法及系统，采用基于TOD的TDMA帧结构动态变化方法，使敌方无法有效实施针对性的干扰，同时通过干扰检测及干扰时隙位置定位，调整TDMA帧重要时隙，比如同步时隙、接入时隙等，有效躲避干扰，可以有效对提升系统的抗干扰能力和抗截获能力。
本发明解决的技术方案为：一种TDMA系统抗脉冲干扰方法，步骤如下：
(1)接收TDMA帧信号与脉冲干扰信号的混合信号，对混合信号进行检测，检测出脉冲干扰信号，确定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置；
(2)随机生成TDMA帧信号中的时隙地址，根据生成的时隙地址将每个TDMA帧信号的所有时隙重新排列，将TDMA帧信号中的重要时隙的时隙地址进行调整使其不出现在受干扰时隙位置；
(3)、根据随机生成TDMA帧信号的时隙地址，将原TDMA帧信号的时隙按照该时隙地址进行映射，实现TDMA帧结构的动态变化。
对接收混合信号进行检测，检测出脉冲干扰信号，确定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置，方法如下：
(2a)当接收的混合信号中的TDMA帧信号的符号速率为fc时，采用4倍fc采样速率fs对接收混合信号I、Q两路基带信号进行分别采样，得到混合信号的I、Q两路基带信号的采样值Ik和Qk；k取1到4N，N为用于功率估计的符号数；
(2b)对I、Q两路基带的采样值Ik和Qk的平方相加得到混合基带信号的采样值Ik和Qk能量值Pk，对连续4N个能量值Pk累加，得到累加值；
(2c)对步骤(2b)计算得到的累加值做平均，得到平均值；
(2d)对步骤(2c)计算得到的平均值进行dB转换，得到功率估计值PdB；
(2e)对步骤(2d)计算得到的功率估计值PdB与无干扰情况下功率估计值MdB进行比较，确定有无干扰，并标定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置。
随机生成TDMA帧信号中的时隙地址，步骤如下：
(3a)采用TOD信息作为随机生成TDMA帧信号中的时隙地址控制条件，在时钟的驱使下生成初始时隙地址；
(3b)、对步骤(3a)输出的前后两个初始时隙地址做绝对差，在KEY输入的条件下判断绝对差是否满足KEY输入的条件，若不满足，返回步骤(3a)，若满足，记录后一个初始时隙地址；
(3c)、根据脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置，判断步骤(3b)记录值是否等于TDMA帧信号中的重要时隙地址，若不等于，输出步骤(3b)输出的记录值，若等于，返回步骤(3a)。
TDMA帧结构动态变化，其方法为将原TDMA帧的时隙采用权利要求3中产生的TDMA时隙地址进行重排，实现TDMA帧的时隙按时间变化。
在(2e)对步骤(2d)计算得到的功率估计值PdB与无干扰情况下信号功率估计值MdB进行比较，确定有无干扰，步骤如下：
(5a)系统在无干扰情况下，接收端信号功率估计值为MdB；
(5b)设定干扰判定门限VthdB；
(5c)对接收端计算得到的混合信号功率估计值PdB，判断P-M是否大于VthdB，若大于VthdB，确定有干扰，否则，无干扰。
(2e)采用TOD信息作为随机生成TDMA帧信号中时隙地址的条件，在时钟的驱使下生成初始时隙地址，具体如下：
(6a)TDMA帧信号中的时隙地址由伪随机序列生成，伪随机序列的生成多项式的初相采用TOD信息控制；
(6b)每个时钟周期内，TOD保持不变，伪随机序列仅计算一次，得到一个结果，即1个初始时隙地址；
(6c)随着时钟每增加一次，TOD+1，同时伪随机序列计算结果更新一次，多次时钟周期后，得到1组初始时隙地址。
本发明的一种TDMA系统抗脉冲干扰系统，包括：检测确定模块、调整模块、映射模块；
检测确定模块，接收TDMA帧信号与脉冲干扰信号的混合信号，对混合信号进行检测，检测出脉冲干扰信号，确定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置；
调整模块，随机生成TDMA帧信号中的时隙地址，根据生成的时隙地址将每个TDMA帧信号的所有时隙重新排列，将TDMA帧信号中的重要时隙的时隙地址进行调整使其不出现在受干扰时隙位置；
映射模块，根据随机生成TDMA帧信号的时隙地址，将原TDMA帧信号的时隙按照该时隙地址进行映射，实现TDMA帧结构的动态变化。
检测确定模块对接收混合信号进行检测，检测出脉冲干扰信号，确定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置，方法如下：
(2a)当接收的混合信号中的TDMA帧信号的符号速率为fc时，采用4倍fc采样速率fs对接收混合信号I、Q两路基带信号进行分别采样，得到混合信号的I、Q两路基带信号的采样值Ik和Qk；k取1到4N，N为用于功率估计的符号数；
(2b)对I、Q两路基带的采样值Ik和Qk的平方相加得到混合基带信号的采样值Ik和Qk能量值Pk，对连续4N个能量值Pk累加，得到累加值；
(2c)对步骤(2b)计算得到的累加值做平均，得到平均值；
(2d)对步骤(2c)计算得到的平均值进行dB转换，得到功率估计值PdB；
(2e)对步骤(2d)计算得到的功率估计值PdB与无干扰情况下功率估计值MdB进行比较，确定有无干扰，并标定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置。
调整模块随机生成TDMA帧信号中的时隙地址，步骤如下：
(3a)采用TOD信息作为随机生成TDMA帧信号中的时隙地址控制条件，在时钟的驱使下生成初始时隙地址；
(3b)对步骤(3a)输出的前后两个初始时隙地址做绝对差，在KEY输入的条件下判断绝对差是否满足KEY输入的条件，KEY表示随机地址控制参数，若不满足，返回步骤(3a)，若满足，记录后一个初始时隙地址(时隙地址中间变量)；
(3c)根据脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置即干扰位置，判断步骤(3b)记录的初始时隙地址是否等于TDMA帧信号中的重要时隙地址，若不等于，输出步骤(3b)输出的初始时隙地址，若等于，返回步骤(3a)。
映射模块中TDMA帧结构动态变化，其方法为将原TDMA帧的时隙采用产生的TDMA时隙地址进行重排即将原TDMA帧信号的时隙按照该产生的时隙地址进行映射，实现TDMA帧的时隙按时间变化。
步骤(2e)对步骤(2d)计算得到的功率估计值PdB与无干扰情况下信号功率估计值MdB进行比较，确定有无干扰，步骤如下：
(5a)TDMA系统在无干扰情况下，接收的信号功率估计值为MdB；
(5b)设定干扰判定门限VthdB；
(5c)对TDMA帧信号与脉冲干扰信号的混合信号的功率估计值PdB进行判定，判定P-M是否大于VthdB，若大于，确定有干扰，否则，无干扰。
步骤(3a)采用TOD信息作为随机生成TDMA帧信号中的时隙地址控制条件，在时钟的驱使下生成初始时隙地址，具体如下：
(6a)TDMA帧信号中的时隙地址由伪随机序列生成，伪随机序列的生成多项式的初相采用TOD信息控制；
(6b)每个时钟周期内，TOD保持不变，伪随机序列仅计算一次，得到一个结果，即1个初始时隙地址；
(6c)随着时钟每增加一次，TOD加1，同时伪随机序列计算结果更新一次，多次时钟周期后，得到一组初始时隙地址。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)现有TDMA通信系统帧中的同步时隙、接入时隙等重要时隙，周期性出现，具有很强的特征，对抗针对TDMA系统的脉冲干扰能力弱，本发明采用干扰检测和随机地址生成联合方式，可以有效提升系统的抗脉冲干扰能力和抗截获能力。
(2)本发明就是针对TDMA通信系统抗脉冲干扰的问题开展研究，通过基于干扰检测的TDMA帧的时隙地址随机生成，实现TDMA帧结构动态变化，提高系统对抗脉冲干扰的能力和抗截获的能力。
(3)本发明采用分组加密算法的随机时隙地址生成算法，具有很强的随机特性和保密性，提高系统的抗截获能力。
(4)本发明采用TOD控制时隙地址生成算法，可以有效的与TDMA通信系统结合，同时可以实现TDMA帧结构随时间而动态变化。
附图说明
图1为本发明的一种TDMA系统抗脉冲干扰方法的处理流程图；
图2为本发明的实施例的TDMA通信系统帧结构图；
图3为本发明实施例干扰检测的处理流程示意图；
图4为本发明实施例伪随机时隙地址生成的处理流程示意图；
图5为本发明实施例TDMA帧时隙映射的处理流程示意图；
图6为本发明实施例TDMA卫星通信系统组成示意图；
图7为本发明实施例TDMA通信系统终端组成示意图；
图8为本发明实施例的TDMA帧时隙地址随机生成示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作详细介绍。
本发明公开了一种TDMA系统抗脉冲干扰方法及系统，在该方法中TDMA通信系统首先接收机对接收信号进行功率估计与发送端的信号发送功率进行比对，完成干扰检测，同时确定TDMA帧中受干扰时隙的位置；其次采用TOD控制TDMA帧的时隙地址生成算法初始时隙地址生成，KEY控制时隙地址生成算法相邻初始时隙地址的步长，生成的初始时隙地址与TDMA帧中不同类型时隙一一对应；然后根据干扰位置与初始时隙地址比对，确保TDMA帧中重要时隙地址不为干扰位置，控制时隙地址生成算法产生最终的TDMA帧的时隙地址；最后待发送的TDMA帧按照最终的时隙地址进行映射，完成TDMA帧时隙按照TOD、KEY和干扰位置的实时变化，避免了TDMA帧的重要时隙受脉冲干扰，实现TDMA通信系统TDMA帧结构的动态变化。
本发明实施案例是针对TDMA卫星通信系统，由多个地面终端构成，如图6所示。TDMA卫星通信系统由多帧组成，每一帧的结构固定，包含同步时隙、接入时隙和业务时隙，如图2所示，其中同步时隙和接入时隙为重要时隙。各终端通过占用TDMA帧不同时隙完成通信，其中每个终端可占用1或者多个时隙。每个终端由天线、射频处理、中频及数字信号处理和基带信息处理及时间单元等组成，如图7所示，终端发送在数据输入后，通过基带信息处理、编码、调制等基带信号处理经DA输出到射频处理后，从天线将信号发送出去；终端接收从天线到射频处理，然后经AD采样、解调、译码等基带信号处理和基带信息处理后，输出数据。
每个TDMA通信系统终端在通信前，首先通过同步时隙同步到TDMA系统基准时间(TOD)，然后再通过接入时隙注册、入网和资源申请等，之后在申请的某个业务时隙或者几个业务时隙中发送和接收业务。为了避免重要时隙被敌意的脉冲干扰，本发明通过控制TDMA通信系统的TDMA帧结构动态变化，另外为了尽可能的避开脉冲干扰对TDMA帧信号中重要时隙的影响，对干扰信号进行检测，确定干扰的时隙位置(即干扰位置)，调整TDMA帧中重要时隙的位置。
本发明的一种TDMA系统抗脉冲干扰系统，包括：检测确定模块、调整模块、映射模块；
检测确定模块，接收TDMA帧信号与脉冲干扰信号的混合信号，对混合信号进行检测，检测出脉冲干扰信号，确定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置；
调整模块，随机生成TDMA帧信号中的时隙地址，根据生成的时隙地址将每个TDMA帧信号的所有时隙重新排列，将TDMA帧信号中的重要时隙的时隙地址进行调整使其不出现在受干扰时隙位置；
映射模块，根据随机生成TDMA帧信号的时隙地址，将原TDMA帧信号的时隙按照该时隙地址进行映射，实现TDMA帧结构的动态变化。
检测确定模块对接收混合信号进行检测，检测出脉冲干扰信号，确定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置，方法如下：
(2a)当接收的混合信号中的TDMA帧信号的符号速率为fc时，采用4倍fc采样速率fs对接收混合信号I、Q两路基带信号进行分别采样，得到混合信号的I、Q两路基带信号的采样值Ik和Qk；k取1到4N，N为用于功率估计的符号数；
(2b)对I、Q两路基带的采样值Ik和Qk的平方相加得到混合基带信号的采样值Ik和Qk能量值Pk，对连续4N个能量值Pk累加，得到累加值；
(2c)对步骤(2b)计算得到的累加值做平均，得到平均值；
(2d)对步骤(2c)计算得到的平均值进行dB转换，得到功率估计值PdB；
(2e)对步骤(2d)计算得到的功率估计值PdB与无干扰情况下功率估计值MdB进行比较，确定有无干扰，并标定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置。
调整模块随机生成TDMA帧信号中的时隙地址，步骤如下：
(3a)采用TOD信息作为随机生成TDMA帧信号中的时隙地址控制条件，在时钟的驱使下生成初始时隙地址；
(3b)对步骤(3a)输出的前后两个初始时隙地址做绝对差，在KEY输入的条件下判断绝对差是否满足KEY输入的条件，KEY表示随机地址控制参数，若不满足，返回步骤(3a)，若满足，记录后一个初始时隙地址(时隙地址中间变量)；
(3c)根据脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置即干扰位置，判断步骤(3b)记录的初始时隙地址是否等于TDMA帧信号中的重要时隙地址，若不等于，输出步骤(3b)输出的初始时隙地址，若等于，返回步骤(3a)。
映射模块中TDMA帧结构动态变化，其方法为将原TDMA帧的时隙采用产生的TDMA时隙地址进行重排即将原TDMA帧信号的时隙按照该产生的时隙地址进行映射，实现TDMA帧的时隙按时间变化。
步骤(2e)对步骤(2d)计算得到的功率估计值PdB与无干扰情况下信号功率估计值MdB进行比较，确定有无干扰，步骤如下：
(5a)TDMA系统在无干扰情况下，接收的信号功率估计值为MdB；
(5b)设定干扰判定门限VthdB；
(5c)对TDMA帧信号与脉冲干扰信号的混合信号的功率估计值PdB进行判定，判定P-M是否大于VthdB，若大于，确定有干扰，否则，无干扰。
步骤(3a)采用TOD信息作为随机生成TDMA帧信号中的时隙地址控制条件，在时钟的驱使下生成初始时隙地址，具体如下：
(6a)TDMA帧信号中的时隙地址由伪随机序列生成，伪随机序列的生成多项式的初相采用TOD信息控制；
(6b)每个时钟周期内，TOD保持不变，伪随机序列仅计算一次，得到一个结果，即1个初始时隙地址；
(6c)随着时钟每增加一次，TOD加1，同时伪随机序列计算结果更新一次，多次时钟周期后，得到一组初始时隙地址。
本发明实施案例TDMA帧结构动态变化的处理流程如图1所示，其设计思路在于利用TDMA通信系统的时间基准信号(TOD)控制TDMA帧信号的时隙地址，实现TDMA帧信号的时隙按照TOD变化，使敌方无法破译TDMA帧结构，无法实施有效的干扰，同时对脉冲干扰信号进行检测，定位其在TDMA帧信号中的位置，然后同步时隙和接入时隙避开受干扰位置，提高终端同步和接入的可靠性，具体实施步骤如下：
(1)接收TDMA帧信号与脉冲干扰信号的混合信号，对混合信号进行检测，检测出脉冲干扰信号，确定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置；
(2)随机生成TDMA帧信号中的时隙地址，根据生成的时隙地址将每个TDMA帧信号的所有时隙重新排列，将TDMA帧信号中的重要时隙的时隙地址进行调整使其不出现在受干扰时隙位置；
(3)根据随机生成TDMA帧信号的时隙地址，将原TDMA帧信号的时隙按照该时隙地址进行映射，实现TDMA帧结构的动态变化。
本发明实施例中TDMA帧结构动态变化的第一步就是脉冲干扰检测及干扰位置的确定，如图3所示，其设计思路在于对接收混合信号功率估计与未受干扰时接收信号功率进行比较，当大于预置门限时，认定为干扰，然后标定出干扰在TDMA帧信号的时隙位置，作为TDMA帧信号中重要时隙排列的依据，然后重要时隙避开干扰位置，提高终端同步和接入的可靠性，具体实施步骤如下：
(1)当接收的混合信号中的TDMA帧信号的符号速率为fc时，采用4倍fc采样速率fs对接收混合信号I、Q两路基带信号进行分别采样，得到混合信号的I、Q两路基带信号的采样值Ik和Qk；k取1到4N，N为用于功率估计的符号数；
(2)对I、Q两路基带的采样值Ik和Qk的平方相加得到混合基带信号的采样值Ik和Qk能量值Pk，对连续4N个能量值Pk累加，得到累加值；
(3)对步骤(2)计算得到的累加值做平均，得到平均值；
(4)对步骤(3)计算得到的平均值进行dB转换，得到功率估计值PdB；
(5)对步骤(4)计算得到的功率估计值PdB与无干扰情况下功率估计值MdB进行比较，确定有无干扰，并标定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置。
本发明实施例中的干扰判断，其设计思路在于终端中具有功率控制模块，在整个通信过程中，从接收端估计的功率值基本保持变，因此，接收信号中混叠了干扰信号，接收功率估计最后增加，当大于预置门限时，就可判定为干扰，具体实施步骤如下：
(1)TDMA系统在无干扰情况下，接收的信号功率估计值为MdB；
(2)设定干扰判定门限VthdB；
(3)对TDMA帧信号与脉冲干扰信号的混合信号的功率估计值PdB进行判定，判定P-M是否大于VthdB，若大于，确定有干扰，否则，无干扰。
通过干扰检测及位置定位可以有效的控制时隙地址生成时，避开干扰位置对重要时隙的影响，可有保证系统的可靠地同步与接入，间接提高了系统的抗干能力。
本发明实施例中TDMA帧结构动态变化的核心是时隙地址的生成，如图4所示，其设计思路是利用TDMA通信系统的时间基准信号(TOD)、时隙产生步长(KEY)和干扰位置控制TDMA帧信号的时隙地址，将重要时隙避开干扰，同时TDMA帧结构随时间变化，提高系统的抗干扰能力和抗截获能力，具体实施步骤如下：
(1)采用TOD信息作为随机生成TDMA帧信号中的时隙地址控制条件，在时钟的驱使下生成初始时隙地址InitSlotAddr；
(2)对步骤(1)输出的前后两个初始时隙地址做绝对差DiffSlotAddr，在KEY输入的条件Q下判断绝对差是否满足KEY输入的条件，若不满足，返回步骤(1)，若满足，记录后一个初始时隙地址，定义为MidSlotAddr；
(3)根据脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置，判断步骤(2)记录的MidSlotAddr是否等于TDMA帧信号中的重要时隙地址，若不等于，输出步骤(2)输出的MidSlotAddr，定义为SlotAddr，若等于，返回步骤(1)。
本发明时隙地址生成采用分组加密算法实现，具有更强的随机特点，保密性强，在一般的TDMA通信系统中可以由m序列或者其他的随机序列算法替代，如图8所示，采用随机序列多项式在时间信息TOD作为初相，时钟变一次，TOD加1，随机序列输出一个时隙地址，其优点在于地址的生成随时间更新，具体实施步骤如下：
(1)随机序列的生成多项式的初相采用TOD信息控制TkTk-1…T1T0，TOD转换为二进制后为k比特；
(2)每个时钟周期内，TOD保持不变，伪随机序列仅计算一次，得到一个结果PkPk-1…P1P0，取PmPm-1…P1P0作为初始时隙地址，其中m对应到TDMA帧中时隙数M+2的位宽；
(3)随着时钟每增加一次，TOD+1，同时伪随机序列计算结果更新一次，多次时钟周期后，得到1组初始时隙地址。
本发明实施案例的最后一步就是将待发送的信息按照生成的时隙地址进行映射，如图5所示，将原TDMA帧的时隙顺序按照伪随机时隙地址生成模块生成的时隙地址进行重排，输出新的TDMA帧。例如原TDMA帧的时隙地址为1、2、3…10，分别对应同步时隙、接入时隙、业务时隙1、业务时隙2到业务时隙8，生成新的TDMA帧时隙地址为9、3、2、4、1、10、7、5、8、6，分别对应业务时隙7、业务时隙1、接入时隙、业务时隙2、同步时隙、业务时隙8、业务时隙5、业务时隙3、业务时隙6和业务时隙4。
根据发明实施步骤以下面的案例具体实施进行说明。
(1)本案例实施中TDMA帧的基本参数，1个同步时隙、1个接入时隙和30个业务时隙，则TDMA帧的时隙数为32，时隙地址用二进制表示为5比特，范围为0～31；TDMA通信系统的基准时间TOD，采用20比特表示，精度为ms；KEY为时隙地址步长Q，由3比特表示，案例实施中Q为1；
(2)本案例实施的第一步干扰检测及位置确定。本优选实施案例中的信号速率fc为1.28Msps，采样率fs为5.12Msps，功率估计样点数4*N为5120，功率估计结果采用相对值表示方法用8比特进行表示，精度为0.2dB，范围为51.2dB，dB转换采用查表方式，Vth为门限，设为10dB，干扰位置采用6比特表示，具体为0～32，其中000000表示无干扰，其他表示有干扰。本案例实施接收信号在无干扰情况下的信号功率为30dB，在TDMA帧中的时隙1上施加脉冲干扰，干扰功率比信号功率大20dB，即对接收混合信号进行功率估计值约为50dB，大于预置门限10dB，判定为干扰，同时检测到干扰出现在TDMA帧中时隙1位置，将干扰位置标定为000001。
(3)本案例实施的第二步TDMA帧时隙地址生成。本实施案例随机序列多项式长度为20，TOD转换为二进制后直接作为随机序列多项式的初相，TOD的时钟更新周期为1ms，则每个时钟周期输出1个初始时隙地址InitSlotAddr，然后判断InitSlotAddr和DiffSlotAddr是否满足KEY和干扰位置(时隙1)的条件，满足输出SlotAddr，经过32个时钟周期后生成1个TDMA帧的时隙地址。
本案例TDMA帧的原时隙地址为：
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31]。
新生成的一组时隙地址为：
[22,6,3,16,11,30,7,28,17,14,8,5,0,29,21,25,31,27,26,19,15,1,23,2,4,18,24,13,9,20,10,12]。
(4)本案例实施的第三步TDMA帧时隙映射。本案例实施中的原TDMA帧时隙地址：
[0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31]对应的时隙顺序为同步时隙、接入时隙和业务时隙1到业务时隙30，
按照新地址：
[22,6,3,16,11,30,7,28,17,14,8,5,0,29,21,25,31,27,26,19,15,1,23,2,4,18,24,13,9,20,10,12]映射后的时隙顺序为业务时隙20、业务时隙5、业务时隙2、业务时隙15、业务时隙10、业务时隙29、业务时隙6、业务时隙27、业务时隙16、业务时隙13、业务时隙7、业务时隙4、同步时隙、业务时隙28、业务时隙20、业务时隙24、业务时隙30、业务时隙26、业务时隙25、业务时隙18、业务时隙14、接入时隙，业务时隙22、业务时隙1、业务时隙3、业务时隙17、业务时隙23、业务时隙12、业务时隙8、业务时隙19、业务时隙9和业务时隙11。
(5)本案例实施TDMA帧的每帧时隙数为32，每帧的时隙排序都与TOD变动，时隙排序可以有32！种(2.6313e35)，时隙图案周期为8.3438e24年，因此，敌对要对TDMA帧探测实现跟踪式脉冲干扰几乎不可能。另外考虑敌方采用对两个时隙的脉冲干扰，则本实施案例通过干扰检测后，生成的时隙地址可有30！种(2.6525e32)，时隙图案周期为8.4111e21年，因此，敌对要对TDMA帧探测实现跟踪式脉冲干扰也几乎不可能。
本发明采用干扰检测和随机地址生成联合方式，可以有效提升系统的抗脉冲干扰能力和抗截获能力，针对TDMA通信系统抗脉冲干扰的问题开展研究，通过基于干扰检测的TDMA帧的时隙地址随机生成，实现TDMA帧结构动态变化，提高系统对抗脉冲干扰的能力和抗截获的能力。采用分组加密算法的随机时隙地址生成算法，具有很强的随机特性和保密性，提高系统的抗截获能力，采用TOD控制时隙地址生成算法，可以有效的与TDMA通信系统结合，同时可以实现TDMA帧结构随时间而动态变化。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知技术。

Claims (10)

1.一种TDMA系统抗脉冲干扰方法，其特征在于步骤如下：
(1)接收TDMA帧信号与脉冲干扰信号的混合信号，对混合信号进行检测，检测出脉冲干扰信号，确定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置；
(2)随机生成TDMA帧信号中的时隙地址，根据生成的时隙地址将每个TDMA帧信号的所有时隙重新排列，将TDMA帧信号中的重要时隙的时隙地址进行调整使其不出现在受干扰时隙位置；
(3)根据随机生成TDMA帧信号的时隙地址，将原TDMA帧信号的时隙按照该时隙地址进行映射，实现TDMA帧结构的动态变化，所述的TDMA帧结构动态变化，其方法为将原TDMA帧的时隙采用产生的TDMA时隙地址进行重排即将原TDMA帧信号的时隙按照该产生的时隙地址进行映射，实现TDMA帧的时隙按时间变化。
2.根据权利要求1所述的一种TDMA系统抗脉冲干扰方法，其特征在于：对接收混合信号进行检测，检测出脉冲干扰信号，确定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置，方法如下：
(2a)当接收的混合信号中的TDMA帧信号的符号速率为fc时，采用4倍fc采样速率fs对接收混合信号I、Q两路基带信号进行分别采样，得到混合信号的I、Q两路基带信号的采样值Ik和Qk；k取1到4N，N为用于功率估计的符号数；
(2b)对I、Q两路基带的采样值Ik和Qk的平方相加得到混合基带信号的采样值Ik和Qk能量值Pk，对连续4N个能量值Pk累加，得到累加值；
(2c)对步骤(2b)计算得到的累加值做平均，得到平均值；
(2d)对步骤(2c)计算得到的平均值进行dB转换，得到功率估计值PdB；
(2e)对步骤(2d)计算得到的功率估计值PdB与无干扰情况下功率估计值MdB进行比较，确定有无干扰，并标定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置。
3.根据权利要求1所述的一种TDMA系统抗脉冲干扰方法，其特征在于：所述的随机生成TDMA帧信号中的时隙地址，步骤如下：
(3a)采用TDMA系统基准时间TOD信息作为随机生成TDMA帧信号中的时隙地址控制条件，在时钟的驱使下生成初始时隙地址；
(3b)对步骤(3a)输出的前后两个初始时隙地址做绝对差，在KEY输入的条件下判断绝对差是否满足KEY输入的条件，KEY表示随机地址控制参数，若不满足，返回步骤(3a)，若满足，记录后一个初始时隙地址(时隙地址中间变量)；
(3c)根据脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置即干扰位置，判断步骤(3b)记录的初始时隙地址是否等于TDMA帧信号中的重要时隙地址，若不等于，输出步骤(3b)输出的初始时隙地址，若等于，返回步骤(3a)。
4.根据权利要求1所述的一种TDMA系统抗脉冲干扰方法，其特征在于：步骤(2e)对步骤(2d)计算得到的功率估计值PdB与无干扰情况下信号功率估计值MdB进行比较，确定有无干扰，步骤如下：
(5a)TDMA系统在无干扰情况下，接收的信号功率估计值为MdB；
(5b)设定干扰判定门限VthdB；
(5c)对TDMA帧信号与脉冲干扰信号的混合信号的功率估计值PdB进行判定，判定P-M是否大于VthdB，若大于，确定有干扰，否则，无干扰。
5.根据权利要求1所述的一种TDMA系统抗脉冲干扰方法，其特征在于：
步骤(3a)采用TDMA系统基准时间TOD信息作为随机生成TDMA帧信号中的时隙地址控制条件，在时钟的驱使下生成初始时隙地址，具体如下：
(6a)TDMA帧信号中的时隙地址由伪随机序列生成，伪随机序列的生成多项式的初相采用TOD信息控制；
(6b)每个时钟周期内，TOD保持不变，伪随机序列仅计算一次，得到一个结果，即1个初始时隙地址；
(6c)随着时钟每增加一次，TOD加1，同时伪随机序列计算结果更新一次，多次时钟周期后，得到一组初始时隙地址。
6.一种TDMA系统抗脉冲干扰系统，其特征在于包括：检测确定模块、调整模块、映射模块；
检测确定模块，接收TDMA帧信号与脉冲干扰信号的混合信号，对混合信号进行检测，检测出脉冲干扰信号，确定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置；
调整模块，随机生成TDMA帧信号中的时隙地址，根据生成的时隙地址将每个TDMA帧信号的所有时隙重新排列，将TDMA帧信号中的重要时隙的时隙地址进行调整使其不出现在受干扰时隙位置；
映射模块，根据随机生成TDMA帧信号的时隙地址，将原TDMA帧信号的时隙按照该时隙地址进行映射，实现TDMA帧结构的动态变化；映射模块中TDMA帧结构动态变化，其方法为将原TDMA帧的时隙采用产生的TDMA时隙地址进行重排即将原TDMA帧信号的时隙按照该产生的时隙地址进行映射，实现TDMA帧的时隙按时间变化。
7.根据权利要求6所述的一种TDMA系统抗脉冲干扰系统，其特征在于：检测确定模块对接收混合信号进行检测，检测出脉冲干扰信号，确定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置，方法如下：
(2a)当接收的混合信号中的TDMA帧信号的符号速率为fc时，采用4倍fc采样速率fs对接收混合信号I、Q两路基带信号进行分别采样，得到混合信号的I、Q两路基带信号的采样值Ik和Qk；k取1到4N，N为用于功率估计的符号数；
(2b)对I、Q两路基带的采样值Ik和Qk的平方相加得到混合基带信号的采样值Ik和Qk能量值Pk，对连续4N个能量值Pk累加，得到累加值；
(2c)对步骤(2b)计算得到的累加值做平均，得到平均值；
(2d)对步骤(2c)计算得到的平均值进行dB转换，得到功率估计值PdB；
(2e)对步骤(2d)计算得到的功率估计值PdB与无干扰情况下功率估计值MdB进行比较，确定有无干扰，并标定脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置。
8.根据权利要求6所述的一种TDMA系统抗脉冲干扰系统，其特征在于：调整模块随机生成TDMA帧信号中的时隙地址，步骤如下：
(3a)采用TDMA系统基准时间TOD信息作为随机生成TDMA帧信号中的时隙地址控制条件，在时钟的驱使下生成初始时隙地址；
(3b)对步骤(3a)输出的前后两个初始时隙地址做绝对差，在KEY输入的条件下判断绝对差是否满足KEY输入的条件，KEY表示随机地址控制参数，若不满足，返回步骤(3a)，若满足，记录后一个初始时隙地址(时隙地址中间变量)；
(3c)根据脉冲干扰信号在TDMA帧信号中的时隙位置即干扰位置，判断步骤(3b)记录的初始时隙地址是否等于TDMA帧信号中的重要时隙地址，若不等于，输出步骤(3b)输出的初始时隙地址，若等于，返回步骤(3a)。
9.根据权利要求7所述的一种TDMA系统抗脉冲干扰系统，其特征在于：步骤(2e)对步骤(2d)计算得到的功率估计值PdB与无干扰情况下信号功率估计值MdB进行比较，确定有无干扰，步骤如下：
(5a)TDMA系统在无干扰情况下，接收的信号功率估计值为MdB；
(5b)设定干扰判定门限VthdB；
(5c)对TDMA帧信号与脉冲干扰信号的混合信号的功率估计值PdB进行判定，判定P-M是否大于VthdB，若大于，确定有干扰，否则，无干扰。
10.根据权利要求8所述的一种TDMA系统抗脉冲干扰系统，其特征在于：步骤(3a)采用TDMA系统基准时间TOD信息作为随机生成TDMA帧信号中的时隙地址控制条件，在时钟的驱使下生成初始时隙地址，具体如下：
(6a)TDMA帧信号中的时隙地址由伪随机序列生成，伪随机序列的生成多项式的初相采用TOD信息控制；
(6b)每个时钟周期内，TOD保持不变，伪随机序列仅计算一次，得到一个结果，即1个初始时隙地址；
(6c)随着时钟每增加一次，TOD加1，同时伪随机序列计算结果更新一次，多次时钟周期后，得到一组初始时隙地址。
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