CN108347261A - 一种基于北斗授时的同步跳频正交组网方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于北斗授时的同步跳频正交组网方法，对于包含N个子网的通讯系统，每个子网由一台主机和一台从机组成，所述正交组网方法包括：S1.对每个子网进行编号设置，编号为0~N‑1；S2.对各个子网的主机和从机，采用TDMA超帧结构进行网络时隙分配，使每个子网的主机和从机分别占用不同时隙，每个时隙中主机和从机在f₀～f_K‑1这K个频点内同步跳频；S3.在任意一个通信时隙中，每个子网的主机和从机按照北斗授时信息确定机群的K频点跳频图案，并根据每个子网的设备编号进行跳频图案编码，使同时刻内N个子网的跳频图案正交。本发明基于北斗授时能够使同时刻的各个子网的跳频图案正交，各个子网的跳频频率在同一时间没有碰撞，不会引起网络之间的相互干扰。

Description

一种基于北斗授时的同步跳频正交组网方法

技术领域

本发明涉及组网通信，特别是涉及一种基于北斗授时的同步跳频正交组网方法。

背景技术

跳频通信是短波通信抗干扰技术中应用最广泛、最为有效的技术。采用跳频的多址通信网，使得跳频信号的抗截获能力和抗干扰能力得到了大幅提升，能够很好保障传输信息的安全性。并且由于跳频的多址通信网具有抗干扰能力强、低截获概率、低检测概率等优点，对频率的选择性衰落有很好的抑制作用。当采用跳频通信进行组网时，具有同一个跳频图案的所有设备组在同一个网内，要求网内各套设备的跳频频率在同一时间没有碰撞，否则就会引起网络之间的相互干扰，从而影响设备之间的通信数据传输。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于北斗授时的同步跳频正交组网方法，基于北斗授时能够使同时刻的各个子网的跳频图案正交，进而使得各个子网的跳频频率在同一时间没有碰撞，不会引起网络之间的相互干扰。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于北斗授时的同步跳频正交组网方法，对于包含N个子网的通讯系统，每个子网由一台主机和一台从机组成，所述正交组网方法包括：

S1.对每个子网进行编号设置，编号为0～N-1，N为不小于2的正整数；

S2.对各个子网的主机和从机，采用TDMA超帧结构进行网络时隙分配，使每个子网的主机和从机分别静态的占用不同时隙，在每个时隙中，主机和从机在f₀～f_K-1这K个固定频点内同步跳频，其中K≥N；

S3.在任意一个通信时隙中，每个子网的主机和从机统一按照北斗授时信息确定机群的K频点跳频图案，并根据每个子网的设备编号进行跳频图案编码，使同时刻的N个子网的跳频图案正交，互不干扰。

所述的TDMA超帧结构包括多个周期性时帧，每一个所述的周期性时帧包括时隙0和时隙1：

在时隙0，主机发送数据，从机接收数据；

在时隙1，从机发送数据，主机接收数据。

其中，所述步骤S3包括以下子步骤：

S301.在任意一个通信时隙中，将北斗授时信息转换为比特计数信息；

S302.根据比特计数，从K个固定跳频频率f₀～f_K-1中随机选择该时隙内K₁个随机分布于整个工作带宽内的随机跳频频率，其中K₁≤K；；

S303.将K₁个随机跳频频率分为N组，记为G₀～G_N-1，每组包含K₂个频点，K₂＝[K₁/N]，其中[K₁/N]表示K₁/N向下取整；

S304.将N组跳频频率G₀～G_N-1分别与编号0～N-1的子网对应，为每个子网分配不同组的跳频频率；

S305.对每个子网中主机和从机之间的信道进行检测，并根据信道检测结果，从分配的跳频频率中，动态地随机选择出一个未被干扰的频点，作为该子网的跳频频点进行数据传输。

本发明的有益效果是：本发明基于北斗授时能够使同时刻的各个子网的跳频图案正交，进而使得各个子网的跳频频率在同一时间没有碰撞，不会引起网络之间的相互干扰。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的TDMA超帧结构示意图；

图3为基于北斗授时的跳频频点产生流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种基于北斗授时的同步跳频正交组网方法，对于包含N个子网的通讯系统，每个子网由一台主机和一台从机组成，所述正交组网方法包括：

S1.对每个子网进行编号设置，编号为0～N-1，N为不小于2的正整数；

S2.对各个子网的主机和从机，采用TDMA超帧结构进行网络时隙分配，使每个子网的主机和从机分别静态的占用不同时隙，在每个时隙中，主机和从机在f₀～f_K-1这K个固定频点内同步跳频，其中K≥N；

S3.在任意一个通信时隙中，每个子网的主机和从机统一按照北斗授时信息确定机群的K频点跳频图案，并根据每个子网的设备编号进行跳频图案编码，使同时刻的N个子网的跳频图案正交，互不干扰。

如图2所示，所述的TDMA超帧结构包括多个周期性时帧(时帧N～N+M)，每一个所述的周期性时帧包括时隙0和时隙1：

在时隙0，主机发送数据，从机接收数据；

在时隙1，从机发送数据，主机接收数据。

如图3所示，所述步骤S3包括以下子步骤：

S301.在任意一个通信时隙中，将北斗授时信息转换为比特计数信息；

在本申请的实施例中，每个子网主机中的北斗授时模块提供时间基准协议如下表所示：

北斗授时TOD信息用于多套设备(多个子网)同时工作时的时间基准，包含8bit年、8bit月、8bit日、8bit时、8bit分、8bit秒、12bit毫秒；

北斗授时TOD信息协议如下表所示：

其中，年、月、日、时、分、秒内容由北斗授时模块提供的时间基准填充，然后根据北斗授时模块提供的秒信号作为起始时刻用本地时钟开始计时，得到毫秒数据后对12比特毫秒内容填充。

S302.根据比特计数进行非线性计算，从K个固定跳频频率f₀～f_K-1中随机选择该时隙内K₁个随机分布于整个工作带宽内的随机跳频频率，其中K₁≤K；

在本申请的实施例中，首先将年、月、日、时、分、秒、毫秒的比特数据转换为二进制数，依次按照年、月、日、时、分、秒、毫秒的顺序，将转换得到的二进制数组成一个二进制串；将得到的二进制数作为变量，依次带入不同的非线性多项式中进行计算，并利用得到的结果除以K取余数，得到不同的K₁个余数值；最后再对应于不同的K₁个余数值，从K个固定跳频频率f₀～f_K-1确定K₁个跳频频率，例如，K₁个余数值如果分别为0、5、m…、K-1，其中m<K-1，则确定的K₁个跳频频率分别为f₀、f₅、f_m、…、f_K-1。

S303.将K₁个随机跳频频率分为N组，记为G₀～G_N-1，每组包含K₂个频点，K₂＝[K₁/N]，其中[K₁/N]表示K₁/N向下取整；

S304.将N组跳频频率G₀～G_N-1分别与编号0～N-1的子网对应，为每个子网分配不同组的跳频频率；

S305.对每个子网中主机和从机之间的信道进行检测，并根据信道检测结果，从分配的跳频频率中，动态地随机选择出一个未被干扰的频点，作为该子网的跳频频点进行数据传输。

综上，本发明基于北斗授时能够使同时刻的各个子网的跳频图案正交，进而使得各个子网的跳频频率在同一时间没有碰撞，不会引起网络之间的相互干扰。

Claims (4)

1.一种基于北斗授时的同步跳频正交组网方法，其特征在于：对于包含N个子网的通讯系统，每个子网由一台主机和一台从机组成，所述正交组网方法包括：

S1.对每个子网进行编号设置，编号为0~N-1，N为不小于2的正整数；

S2.对各个子网的主机和从机，采用TDMA超帧结构进行网络时隙分配，使每个子网的主机和从机分别静态的占用不同时隙，在每个时隙中，主机和从机在f₀～f_K-1这K个固定频点内同步跳频，其中K≥N；

S3.在任意一个通信时隙中，每个子网的主机和从机统一按照北斗授时信息确定机群的K频点跳频图案，并根据每个子网的设备编号进行跳频图案编码，使同时刻的N个子网的跳频图案正交，互不干扰。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗授时的同步跳频正交组网方法，其特征在于：所述的TDMA超帧结构包括多个周期性时帧。

3.根据权利要求2所述的一种基于北斗授时的同步跳频正交组网方法，其特征在于：每一个所述的周期性时帧包括时隙0和时隙1：

在时隙0，主机发送数据，从机接收数据；

在时隙1，从机发送数据，主机接收数据。

4.根据权利要求1所述的一种基于北斗授时的同步跳频正交组网方法，其特征在于：所述步骤S3包括以下子步骤：

S301.在任意一个通信时隙中，将北斗授时信息转换为比特计数信息；

S302.根据比特计数信息，从K个固定跳频频率f₀～f_K-1中随机选择该时隙内K₁个随机分布于整个工作带宽内的随机跳频频率，其中K₁≤K；

S303.将K₁个随机跳频频率分为N组，记为G₀～G_N-1，每组包含K₂个频点，K₂=[K₁/N]，其中[K₁/N]表示K₁/N向下取整；

S304.将N组跳频频率G₀～G_N-1分别与编号0~N-1的子网对应，为每个子网分配不同组的跳频频率；

S305.对每个子网中主机和从机之间的信道进行检测，并根据信道检测结果，从分配的跳频频率中，动态地随机选择出一个未被干扰的频点，作为该子网的跳频频点进行数据传输。