CN108288978B - 一种跳频通信方法及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种跳频通信方法。该方法包括:接收发送设备发送的已调信号,其中,所述已调信号为基带信号进行信道编码和调制后的信号;对所述已调信号进行解调,以计算出解调软信息,并且利用解调信息将对应于所述已调信号的若干跳频的解调软信息分别进行坏跳检测;以及将经坏跳检测的解调软信息传输给译码器以进行信道译码并输出。本发明还提供了对应的跳频通信设备及具有存储功能的装置。相对于现有技术,本发明解决现有坏跳检测需要额外的信道编码问题,从而具有更好的抗干扰效果。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种跳频通信方法及相关设备。
背景技术
随着各种电子通信设备的大量使用,频谱资源紧张,电子通信设备之间不可避免相互存在干扰,因而,抗干扰成为通信设备的重要问题。跳频是一种扩频通信方式,其本身具有良好的抗干扰能力,已广泛应用于军事和民用领域,比如军事用途的军用跳频电台、民用领域的蓝牙等通信设备中。
随着电磁环境的恶化,目前部分跳频电台提出要在70%甚至更多频点被干扰的情况下要保证一定数据传输速率的正常通信,而传统的跳频技术已经很难满足上述要求。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种跳频通信方法及相关设备,解决坏跳检测需要额外的信道编码的问题,从而有效提高通信设备的抗干扰能力。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供了一种跳频通信方法,包括:接收发送设备发送的已调信号,其中,所述已调信号为基带信号进行信道编码和调制后的信号;对所述已调信号进行解调,以计算出解调软信息,并且利用解调信息将对应于所述已调信号的若干跳频的解调软信息分别进行坏跳检测;以及将经坏跳检测的解调软信息传输给译码器以进行信道译码并输出。
本发明解决上述技术问题所采用的另一技术方案是提供了一种跳频通信设备,包括通信电路、处理电路和存储器;所述通信电路用于接收发送设备发送的已调信号,其中,所述已调信号为基带信号进行信道编码和调制后的信号;所述存储器用于存储被配置为被所述处理电路执行的程序指令;所述处理电路执行所述程序指令,用于:对所述已调信号进行解调,以计算出解调软信息,并且利用解调信息将对应于所述已调信号的若干跳频的解调软信息分别进行坏跳检测;以及将修正后的解调软信息传输给译码器以进行信道译码并输出。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供了一种具有存储功能的装置,存储有程序数据,所述程序数据能够被执行以实现如上述的方法。
本发明的有益效果有:通过利用解调信息对已调信号直接进行坏跳检测,无需额外的信道编码,解决现有坏跳检测需要额外的信道编码问题,从而相对于现有技术,具有更好的抗干扰效果。
另外,在坏跳检测时,将预设门限划分成不同档位,根据不同的累积度量对应不同的档位系数来提取不同跳频的可信度权重因子,进而利用可信度权重因子来修正解调软信息,提高解调软信息的可信度。
附图说明
下面将结合附图及实施方式对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明的跳频通信方法第一实施例的流程示意图;
图2是本发明实施例的对解调软信息进行修正的流程示意图;
图3是本发明的跳频通信方法第二实施例的流程示意图;
图4是本发明的跳频通信方法第三实施例的流程示意图;
图5是本发明的跳频通信设备实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细描述。
如图1所示,是本发明的跳频通信方法第一实施例的流程示意图,该跳频通信方法由接收设备来执行,例如电台的接收器。该跳频通信方法包括以下步骤:
步骤S102:接收发送设备发送的已调信号,其中,已调信号为基带信号进行信道编码和调制后的信号。
接收设备与发送设备进行交互,发送设备将基带信号进行信道编码和调制后,输出已调信号,在本实施例中,发送设备在信道编码后采用CPM(连续相位调制,ContinuePhase Modulation)方式对基带信号进行调制。
步骤S104:对已调信号进行解调,以计算出解调软信息,并且利用解调信息将对应于所述已调信号的若干跳频的解调软信息分别进行坏跳检测。
接收设备接收已调信号后,对已调进行相应的解调。解调信息即是解调过程中所使用的信息,例如,本地参考信号、接收信号等。在本实施例中,利用解调信息将对应于已调信号的若干跳频的解调软信息分别进行坏跳检测,也就是说,在解调的过程中,将对应于已调信号的若干跳频分别进行坏跳检测。例如,在维特比解调的过程中,利用累积度量、本地参考信号、接收信号等来进行坏跳检测。
在一个实施例中,接收设备采用维特比解调对已调信号进行解调,在维特比解调的过程中,使用累积度量作为路径选择的依据,其中,维特比解调分支度量的计算公式如下:
Metric=(Rx-X)2
其中,X为本地参考信号,Rx为接收信号,Metric为分支度量。由该分支度量计算公式可以看出,对于SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio,信号与干扰加噪声比)相对较小(即干扰较强)的经过CPM的已调信号,接收信号和本地参考信号的欧式距离较大,因此维特比分支度量较大,从统计意义上讲,维特比累计度量也在一个相对较大的范围内。需要注意的是,维特比解调即解调方式中采用维特比算法,在本领域技术人员的理解范围内,不作说明。
通过上述分析,若维特比累积度量值超过某一门限,则对应该维特比累积度量的跳频是坏跳,进而,在此实施例中,将对应于已调信号的若干跳频的解调软信息分别进行坏跳检测包括:首先,分别获取已调信号的若干跳频的累积度量;随后,分别判断每跳频的累积度量是否超过预设门限,以对相应跳频的解调软信息进行坏跳检测。其中,每跳频的累积度量与预设门限直接相差越多,则该跳为坏跳的概率越大。
步骤S106:将经坏跳检测的解调软信息传输给译码器以进行信道译码并输出。
译码器对经坏跳检测的解调软信息进行信道译码,并输出。
在一个实施例中,在上述基础上,该跳频通信方法还包括对解调软信息进行修正。对解调软信息进行修正,实现对解调软信息的可信度的判决,提高所使用的解调软信息的可信度,规避误判或者漏判问题,排除坏跳的干扰,进而提高抗干扰能力。
具体地,在一个实施例中,如图2所示,对解调软信息进行修正包括:
步骤S202:根据累积度量和与累计度量对应的档位系数计算出可信度权重因子,其中,预设门限划分成多个档位,且不同档位的档位系数与累积度量成反比。
在本实施例中,根据累积度量和与其对应的档位系数计算出可信度权重因子,这样每跳频均对应一个可信度权重因子。不同档位的档位系数与累积度量成负相关,如此,累积度量越大,相应地,其对应的档位系数则越小,其中,累积度量超过最大档位时,其对应的档位系数为0。在一个实施例中,预设门限可划分成8个档位,在其他实施例中,可根据实际情况来划分,例如16个档位等,在此不作限定。
步骤S204:将可信度权重因子与解调软信息进行乘积计算,以修正解调软信息。
本实施例中,通过可信度权重因子来修正解调软信息,而在现有技术中,在累积度量超过某个门限值时判定相应的跳频为坏跳,直接将该跳频的解调软信息设置为0。相对于现有技术,通过可信度权重因子来修正解调软信息,有效避免误判或者漏判,有效排除坏跳的干扰,进而提高抗干扰能力。在一个实施例中,可信度权重因子的计算公式为a=(1/b)*c,其中,a表示可信度权重因子,b表示累积度量,c表示与累积度量对应的档位系数。
综上,通过上述实施例的实施,通过利用解调信息对已调信号直接进行坏跳检测,无需额外的信道编码,解决现有坏跳检测需要额外的信道编码问题,进而从而相对于现有技术,具有更好的抗干扰效果。另外,在坏跳检测时,通过划分预设门限的不同档位,根据不同的累积度量对应不同的档位系数来提取不同跳频的可信度权重因子,进而利用可信度权重因子来修正解调软信息,提高解调软信息的可信度,进而提高抗干扰能力。
如图3所示,是本发明的跳频通信方法第二实施例的流程示意图,该跳频通信方法由接收设备来执行,例如电台的接收器。该跳频通信方法包括以下步骤:
步骤S302:接收发送设备发送的已调信号,其中,已调信号为基带信号进行信道编码、分集和调制后的信号;
步骤S304:对已调信号进行解调,以计算出解调软信息;
步骤S306:对解调软信息进行修正;
步骤S308:对修正后的解调软信息进行合并,以将合并后的解调软信息传输给译码器;
步骤S310:将合并后的解调软信息传输给译码器以进行信道译码并输出。
在步骤S302中,发送设备将基带信号进行信道编码、分集和调制后,输出已调信号,即在上述第一实施例的基础上,发送设备将基带信号进行调制之前还进行分集,在本实施例中,发送设备在信道编码后采用CPM(连续相位调制,Continue Phase Modulation)方式对基带信号进行调制。
步骤S304和步骤S306与上述第一实施例中的步骤S104和步骤S106相同,步骤S310与上述第一实施例中的步骤S108相同,详见上述说明,在此不再赘述。
在步骤S308中,由于已调信号为基带信号进行信道编码、分集和调制后的信号,进而在修正后的解调软信息进行信道译码前,对修正后的解调软信息进行合并,有效增强修正后的解调软信息的可靠性,提高译码性能。
本实施例中,在上述第一实施例的基础上,还通过对修正后的解调软信息进行合并,有效增强修正后的解调软信息的可靠性,提高译码性能。
如图4所示,是本发明的跳频通信方法第三实施例的流程示意图,该跳频通信方法由接收设备来执行,例如电台的接收器。该跳频通信方法包括以下步骤:
步骤S402:接收发送设备发送的已调信号,其中,已调信号为基带信号进行信道编码、分集、交织和调制后的信号;
步骤S404:对已调信号进行解调,以计算出解调软信息;
步骤S406:对解调软信息进行修正;
步骤S408:对修正后的解调软信息进行解交织和合并,以将合并后的解调软信息传输给译码器;
步骤S410:将合并后的解调软信息传输给译码器以进行信道译码并输出。
在步骤S402中,发送设备将基带信号进行信道编码、分集、交织和调制后,输出已调信号,即在上述第二实施例的基础上,发送设备将基带信号进行分集之后还进行交织,在本实施例中,发送设备在信道编码后采用CPM(连续相位调制,Continue PhaseModulation)方式对基带信号进行调制。
步骤S404和步骤S406与上述第二实施例中的步骤S304和步骤S306相同,步骤S410与上述第二实施例中的步骤S410相同,详见上述说明,在此不再赘述。
在步骤S408中,由于已调信号为基带信号进行信道编码、分集、交织和调制后的信号,进而在修正后的解调软信息进行信道译码前,对修正后的解调软信息进行解交织和合并。对修正后的解调软信息进行解交织,将受到干扰的突发错误打散,消除因跳频干扰产生突发错误造成的影响。
本实施例中,在上述第二实施例的基础上,还通过对修正后的解调软信息进行解交织,能消除因跳频干扰产生突发错误造成的影响。
如图5所示,是本发明的跳频通信设备实施例的结构示意图,该跳频通信设备500用作接收设备,例如电台的接收器,与发射器进行交互,该跳频通信设备500包括通信电路510、存储器520、处理电路530和总线540。
通信电路510用于接收发送设备发送的已调信号,其中,已调信号为基带信号进行信道编码和调制后的信号。
存储器520用于存储被配置为被处理电路530执行的程序指令以及在处理电路530工作过程中所需保存或缓存的数据。
在本实施例中,处理电路530通过调用存储器520存储的程序指令,用于:
对已调信号进行解调,以计算出解调软信息,并且利用解调信息将对应于已调信号的若干跳频的解调软信息分别进行坏跳检测;
将经坏跳检测的解调软信息传输给译码器以进行信道译码并输出。
在一个实施例中,接收设备采用维特比解调对已调信号进行解调,在维特比解调的过程中,使用累积度量作为路径选择的依据,其中,维特比解调分支度量的计算公式如下:
Metric=(Rx-X)2
其中,X为本地参考信号,Rx为接收信号,Metric为分支度量。由该分支度量计算公式可以看出,对于SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio,信号与干扰加噪声比)相对较小(即干扰较强)的经过CPM的已调信号,接收信号和本地参考信号的欧式距离较大,因此维特比分支度量较大,从统计意义上讲,维特比累计度量也在一个相对较大的范围内。
通过上述分析,若维特比累积度量值超过某一门限,则对应该维特比累计度量的跳频是坏跳,进而,在此实施例中,处理电路530执行将对应于已调信号的若干跳频的解调软信息分别进行坏跳检测包括:首先,分别获取已调信号的若干跳频的累积度量;随后,分别判断每跳频的累积度量是否超过预设门限,以对相应跳频的解调软信息进行坏跳检测。其中,每跳频的累积度量与预设门限直接相差越多,则该跳为坏跳的概率越大。
进一步地,在本实施例中,处理电路530执行对解调软信息进行修正。具体地,在一个实施例中,处理电路530执行对解调软信息进行修正包括:根据累积度量和与累计度量对应的档位系数计算出可信度权重因子,其中,预设门限划分成多个档位,且不同档位的档位系数与累积度量成负相关;将可信度权重因子与解调软信息进行乘积计算,以修正解调软信息。
进一步地,在一个实施例中,可信度权重因子的计算公式为a=(1/b)*c,其中,a表示可信度权重因子,b表示累积度量,c表示与累积度量对应的档位系数。
进一步地,在一个实施例中,在上述基础上,已调信号为基带信号在进行调制之前还进行分集后的信号,即已调信号为基带信号进行信道编码、分集和调制后的信号,此时,处理电路530执行将修正后的解调软信息传输给译码器之前,包括:对修正后的解调软信息进行合并,以将合并后的解调软信息传输给译码器。
进一步地,在另一个实施例中,在上述基础上,已调信号为基带信号在进行分集之后还进行交织后的信号,即已调信号为基带信号进行信道编码、分集、交织和调制后的信号,此时,处理电路530执行对修正后的解调软信息进行合并之前包括:对修正后的解调软信息进行解交织。
存储器530可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理电路520提供指令和数据。存储器530的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。具体的应用中,终端的上述各个组件通过总线540耦合在一起,其中总线540除包括数据总线之外,还可以包括电源总线、控制总线和状态信号总线等。但是为了清楚说明起见,在图中将各种总线都标为总线540。
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理电路520中,或者由处理电路520实现。在实现过程中,上述实施例中方法的各步骤可以通过处理电路520中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。处理电路520可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中,通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
结合上述实施例的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器530,处理电路520读取存储器530中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
为此,本发明还提供了一个具有存储功能的装置,该具有存储功能的装置具体可用作如图5所示的存储器530,其存储有可在处理电路530上运行的程序数据,具体地,在本实施例中,程序数据能够被执行以实现如上述实施例的跳频通信方法。
以上仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围。
Claims (13)
1.一种跳频通信方法,其特征在于,包括:
接收发送设备发送的已调信号,其中,所述已调信号为基带信号进行信道编码和调制后的信号;
对所述已调信号进行解调,以计算出解调软信息,并且利用解调信息将对应于所述已调信号的若干跳频的解调软信息分别进行坏跳检测;以及
将经坏跳检测的解调软信息传输给译码器以进行信道译码并输出;
其中,所述解调为维特比解调;
所述利用解调信息将对应于所述已调信号的若干跳频的解调软信息分别进行坏跳检测包括:
分别获取所述已调信号的若干跳频的累积度量;以及
分别判断每跳频的所述累积度量是否超过预设门限,以对相应跳频的解调软信息进行坏跳检测。
2.根据权利要求1中所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在将所述解调软信息传输给译码器之前,对所述解调软信息进行修正。
3.根据权利要求2中所述的方法,其特征在于,所述对所述解调软信息进行修正包括:
根据所述累积度量和与所述累积度量对应的档位系数计算出可信度权重因子,其中,所述预设门限划分成多个档位,且不同档位的档位系数与所述累积度量成负相关以及
将所述可信度权重因子与所述解调软信息进行乘积计算,以修正所述解调软信息。
4.根据权利要求3中所述的方法,其特征在于,
所述可信度权重因子的计算公式为a=(1/b)*c,其中,a表示所述可信度权重因子,b表示累积度量,c表示与累积度量对应的档位系数。
5.根据权利要求2中所述的方法,其特征在于,所述已调信号为所述基带信号在进行调制之前还进行分集的信号;
所述将修正后的解调软信息传输给译码器之前,包括:
对修正后的解调软信息进行合并,以将合并后的解调软信息传输给译码器。
6.根据权利要求5中所述的方法,其特征在于,所述已调信号为所述基带信号在进行分集之后还进行交织的信号;
所述对修正后的解调软信息进行合并之前包括:
对修正后的解调软信息进行解交织。
7.一种跳频通信设备,其特征在于,包括通信电路、处理电路和存储器;
所述通信电路用于接收发送设备发送的已调信号,其中,所述已调信号为基带信号进行信道编码和调制后的信号;
所述存储器用于存储被配置为被所述处理电路执行的程序指令;
所述处理电路执行所述程序指令,用于:
对所述已调信号进行解调,以计算出解调软信息,并且利用解调信息将对应于所述已调信号的若干跳频的解调软信息分别进行坏跳检测;以及
将经坏跳检测的解调软信息传输给译码器以进行信道译码并输出;
其中,所述解调为维特比解调;
所述处理电路执行所述利用解调信息将对应于所述已调信号的若干跳频的解调软信息分别进行坏跳检测包括:
分别获取所述已调信号的若干跳频的累积度量;以及
分别判断每跳频的所述累积度量是否超过预设门限,以对相应跳频的解调软信息进行坏跳检测。
8.根据权利要求7中所述的跳频通信设备,其特征在于,
所述处理电路在执行将所述解调软信息传输给译码器之前,执行对所述解调软信息进行修正。
9.根据权利要求8中所述的跳频通信设备,其特征在于,
所述处理电路执行所述对所述解调软信息进行修正包括:
根据所述累积度量和与所述累积度量对应的档位系数计算出可信度权重因子,其中,所述预设门限划分成多个档位,且不同档位的档位系数与所述累积度量成负相关;以及
将所述可信度权重因子与所述解调软信息进行乘积计算,以修正所述解调软信息。
10.根据权利要求9中所述的跳频通信设备,其特征在于,
所述可信度权重因子的计算公式为a=(1/b)*c,其中,a表示所述可信度权重因子,b表示累积度量,c表示与累积度量对应的档位系数。
11.根据权利要求8中所述的跳频通信设备,其特征在于,
所述已调信号为所述基带信号在进行调制之前还进行分集的信号;
所述处理电路执行所述将修正后的解调软信息传输给译码器之前,包括:对修正后的解调软信息进行合并,以将合并后的解调软信息传输给译码器。
12.根据权利要求11中所述的跳频通信设备,其特征在于,
所述已调信号为所述基带信号在进行分集之后还进行交织的信号;
所述处理电路执行所述对修正后的解调软信息进行合并之前包括:
对修正后的解调软信息进行解交织。
13.一种具有存储功能的装置,其特征在于,存储有程序数据,所述程序数据能够被处理器执行以实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
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