CN108347263A - 一种基于自适应信道的跳频通信方法 - Google Patents

一种基于自适应信道的跳频通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于自适应信道的跳频通信方法,对于包括一个主站和两个从站的无线组网通信系统,所述的跳频通信方法包括以下步骤:S1.将主站和从站分别看作通信节点:S2.从无线组网通信系统的K个固定跳频频率f1~fK中,随机选择分散于整个工作频率内m个频点F1~Fm,作为链路间的握手通信频率;S3.节点1上电后,划分入网同步帧的时隙1~时隙7,完成各个节点的自适应入网;S4.自适应入网完成后,划分自适应信道帧的时隙1~6,进行自适应信道检测;S5.根据自适应信道检测结果,制定自适应信道传输策略,完成节点间的组网通信。本发明有效降低了工作频带中受干扰频点引起的不利影响,有利于准确、快速地进行跳频通信。

Description

一种基于自适应信道的跳频通信方法
技术领域
本发明涉及组网跳频通信,特别是涉及一种基于自适应信道的跳频通信方法。
背景技术
无线自组网是一种不依赖于任何固定基础设施的无线自组织网络, 它具有良好的移动性、抗毁性和灵活性的自组织特征,在紧急救援、会务通信等各个应用等领域具有广阔的应用前景;基于TDMA方式组网要正常工作,必须建立网络同步,使网络单元工作在同一时间基准上,站点的时隙必须与时间基准同步,利用时间的正交性实现信道共享,网内各个站点按照时隙方式工作,不存在发生碰撞和相互竞争问题;入网同步是终端参与到网络通信不可或缺的步骤;但是,就目前而言,在无线自组网通信的入网和正常通信过程中,均可能会出现工作频带受到干扰的情况,对组网跳频通信产生不利影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种基于自适应信道的跳频通信方法,在入网同步完成后,进行信道检测,再根据信道检测结果制定信道传输策略,并且,在入网同步、信道检测和制定信道传输策略时,有效降低了工作频带中受干扰频点引起的不利影响,有利于准确、快速地进行跳频通信。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种基于自适应信道的跳频通信方法,对于包括一个主站和两个从站的无线组网通信系统,所述的跳频通信方法包括以下步骤:
S1.将主站和从站分别看作通信节点:主站为节点1,两个从站分别为节点2和节点3;节点1与节点2之间的链路为链路1-2,节点1与节点3之间的链路为链路1-3,节点2与节点3之间的链路为链路2-3;
S2.从无线组网通信系统的K个固定跳频频率f1~fK中,随机选择分散于整个工作频率内m个频点F1~Fm,作为链路间的握手通信频率;
S3.节点1上电后,划分入网同步帧的时隙1~时隙7,完成各个节点的自适应入网;
S4.自适应入网完成后,划分自适应信道帧的时隙1~6,进行自适应信道检测;
S5.根据自适应信道检测结果,制定自适应信道传输策略,完成节点间的组网通信。
所述步骤S3包括以下子步骤:
S301.节点1上电后,划分入网同步帧的时隙1~时隙7,入网同步帧的每个时隙内部包含m跳,跳频频率依次为F1~Fm:入网同步帧的时隙1为入网命令广播时隙;入网同步帧的时隙2~时隙3为入网命令中继时隙;入网同步帧的时隙4~时隙5为入网应答中继时隙;入网同步的帧时隙6~时隙7为入网应答时隙;
S302.节点1在入网同步帧的时隙1期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令广播报文0x01;
S303.节点2与节点3分别上电后,不断侦听节点1入网命令广播报文0x01;若节点2接收到节点1的入网命令广播报文0x01,则在入网同步帧的时隙2按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令中继报文0x02给节点3;若节点3接收到节点1的入网命令广播报文0x01,则在入网同步帧的时隙3按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令中继报文0x02给节点2;
S304.若节点3在入网同步帧的时隙1期间接收到入网命令广播报文0x01,或是在入网同步帧的时隙2期间接收到入网命令中继报文0x02,则节点3在入网同步帧的时隙4期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网应答中继报文0x03到节点2;若节点2在入网同步帧的时隙1期间接收到入网命令广播报文0x01,或是在入网同步帧的时隙3期间接收到入网命令中继报文0x02,则在入网同步帧的时隙5期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网应答中继报文0x03到节点3;
S305.节点2如果在入网同步帧的时隙4期间接收到节点3的入网应答中继报文0x03,则节点2在入网同步帧的时隙6按照跳频频率F1~Fm,依次发送节点2和节点3的入网应答报文0x04到节点1;节点3如果在入网同步帧的时隙5期间接收到节点2的入网应答中继报文0x03,则节点3在入网同步帧的时隙7按照跳频频率F1~Fm,依次发送节点2和节点3的入网应答报文0x04到节点1;
S306.根据节点1接收到的入网应答报文,判断节点1组网是否成功:
若节点1既没有在入网同步帧的时隙6接收到节点2发送的两个节点入网应答报文,也没有在入网同步帧的时隙7接收到节点3发送的两个节点入网应答报文,则组网未成功,返回步骤S301继续划分时隙;
若节点1在入网同步帧的时隙6接收到节点2发送的两个节点入网应答报文,或是在入网同步帧的时隙7接收到节点3发送的两个节点入网应答报文,则节点2和节点3均已入网,组网成功,进入步骤S4。
所述入网同步帧的时隙1~时隙3同步头采用M序列M1,入网同步帧时隙4~时隙7同步头采用M序列M2。
所述步骤S303中,节点2与节点3侦听节点1入网命令广播报文0x01的过程包括:节点2与节点3分别守候在F1接收M1序列相关峰,如果超过1个入网同步帧时间还没有收到M1相关峰,则表示频点F1被干扰或频点不是F1,需改用另一频点F2接收M1序列相关峰,直到节点2或节点3在频点Fx,x=1,2,…m处接收到M1相关峰后,节点2或节点3开始入网。
所述步骤S4包括以下子步骤:
S401.划分自适应信道检测帧的时隙1~时隙6:自适应信道检测帧时隙1~时隙2为信道检测时隙,每个时隙内部包含K跳,跳频频率依次为f1~fK;自适应信道检测帧的时隙3~时隙4为信道检测应答中继时隙,每个时隙内部包含m跳,跳频频率依次为F1~Fm;自适应信道检测帧的时隙5~时隙6为信道检测应答时隙,每个时隙内部包含m跳,跳频频率依次为F1~Fm
S402.在自适应信道检测帧的时隙1~时隙2期间,对链路1-2、链路1-3和链路2-3按照跳频频率表f1~fK依次自动扫描一次,检测出有干扰的跳频频率点,得到链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息;
S403.在自适应信道检测帧时隙3~时隙6期间,节点1~3互传链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息,完成自适应信道检测。
所述自适应信道检测帧的时隙1~时隙6同步头采用M序列M3。
其中,所述步骤S402包括以下步骤:
节点1在自适应信道检测帧中的时隙1期间,按照跳频频率f1~fK发送信道检测帧进行广播,同步头序列采用M序列M3;
节点2在自适应信道检测帧的时隙1期间,按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的广播帧,根据收到M3相关峰和跳频点fy序号,y=1,2,3…K,确认链路1-2中受到干扰的频点,得到链路1-2的信道检测信息;
节点3在自适应信道检测帧的时隙1期间,按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的广播帧,根据收到M3相关峰和跳频点fy序号,y=1,2,3…K,确认链路1-3中受到干扰的频点,得到链路1-3的信道检测信息;
节点2在自适应信道检测帧中的时隙2期间,按照跳频频率f1~fK发送信道检测帧,同步头序列采用M序列M3;
节点3在自适应信道检测帧的时隙2期间,按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的信道检测帧,根据收到M3相关峰和跳频点fy序号,y=1,2,3…K,确认链路2-3受到干扰的频点,得到链路2-3的信道检测信息。
其中,所述步骤S403包括以下子步骤:
节点3在自适应信道检测帧的时隙3期间,按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-3与链路2-3的信道检测信息到节点2:
节点2在自适应信道检测帧的时隙4期间,按照跳频频率F1~Fm发送链路1-2的信道检测信息到节点3;
节点2在自适应信道检测帧的时隙5期间,按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息到节点1;
节点3在自适应信道检测帧的时隙6期间,按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息到节点1。
所述步骤S5包括以下子步骤:
S501.根据链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息,确定三条链路的有效频点;
S502.判断链路1-2的有效频点、链路1-2的有效频点、以及握手通信频率F1~Fm三者之间是否有交集:
若是,将有效频点交集记为F1-1~F1-i,采用双从站直传模式进行通信;
若否,进入步骤S503;
S503.判断链路1-2的有效频点、链路2-3的有效频率点、以及与握手频率F1~Fm三者之间是否有交集:
若是,将有效频点交集记为F2-1~F2-n,采用节点2中转模式进行通信;
若否,进入步骤S504;
S504.判断链路1-3的有效频点、链路2-3的有效频率点、以及握手频率F1~Fm三者之间是否有交集:
若是,将有效频点交集记为F3-1~F3-j,采用节点3中转模式进行通信;
若否,则给出链路通信故障提示。
所述双站直传模式下的通信过程包括:划分双站直传模式下正常通信帧的时隙1~时隙3,每个时隙内部包含1跳,按照F1-1~F1-i依次循环跳频,同步头采用M序列M4;在双站直传模式下正常通信帧的时隙1,节点1广播遥控信息,节点2和节点3侦测接收遥控信息;在双站直传模式下正常通信帧的时隙2,节点2发送遥测图像信息给节点1;在双站直传模式下正常通信帧的时隙3,节点3发送遥测图像信息给节点1;
所述节点2中转模式的通信过程包括:划分节点2中转模式下正常通信帧的时隙1~时隙4,每个时隙内包含1条,按照F2-1~F2-n依次循环跳频,同步头采用M序列M4;在节点2中转模式下正常通信帧的时隙1,节点1发送遥控信息到节点2,在节点2中转模式下正常通信帧的时隙2,节点2中转发送遥控信息给节点3;在节点2中转模式下正常通信帧的时隙3,节点3发送遥测图像信息给节点2;在节点2中转模式下正常通信帧的时隙4,节点2将自身的遥测图像信息和来自节点3的遥测图像信息发送给节点1;
节点3中转模式下的通信过程包括:划分节点3中转模式下正常通信帧的时隙1~时隙4,每个时隙内包含1条,按照F3-1~F3-j依次循环跳频,同步头采用M序列M4;在节点3中转模式下正常通信帧的时隙1,节点1发送遥控信息到节点3,在节点3中转模式下正常通信帧的时隙2,节点3中转发送遥控信息给节点2;在节点3中转模式下正常通信帧的时隙3,节点2发送遥测图像信息给节点3;在节点3中转模式下正常通信帧的时隙4,节点3将自身的遥测图像信息和来自节点2的遥测图像信息发送给节点1。
本发明的有益效果是:本发明在入网同步完成后,进行信道检测,再根据信道检测结果制定信道传输策略,并且,在入网同步、信道检测和制定信道传输策略时,有效降低了工作频带中受干扰频点引起的不利影响,有利于准确、快速地进行跳频通信。
附图说明
图1为本发明的方法流程图;
图2为节点间的链路示意图;
图3为无线组网通信系统的时帧结构示意图;
图4为入网同步帧的时隙划分示意图;
图5为自适应信道检测帧的时隙划分示意图;
图6为链路1-2的有效频点、链路1-3的有效频点、以及握手通信频率F1~Fm三者之间的交集示意图;
图7为链路1-2的有效频点、链路2-3的有效频率点、以及与握手频率F1~Fm三者之间的交集示意图;
图8为链路1-3的有效频点、链路2-3的有效频率点、以及握手频率F1~Fm三者之间的交集示意图。
图9为双站直传模式下正常通信帧的时隙划分示意图;
图10为节点2中转模式正常通信帧的时隙划分示意图;
图11为节点3中转模式正常通信帧的时隙划分示意图。
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,一种基于自适应信道的跳频通信方法,对于包括一个主站和两个从站的无线组网通信系统,所述的跳频通信方法包括以下步骤:
S1.将主站和从站分别看作通信节点,如图2所示,主站为节点1,两个从站分别为节点2和节点3;节点1与节点2之间的链路为链路1-2,节点1与节点3之间的链路为链路1-3,节点2与节点3之间的链路为链路2-3;
S2.从无线组网通信系统的K个固定跳频频率f1~fK中,随机选择分散于整个工作频率内m个频点F1~Fm,作为链路间的握手通信频率;
S3.节点1上电后,划分入网同步帧的时隙1~时隙7,完成各个节点的自适应入网;
S4.自适应入网完成后,划分自适应信道帧的时隙1~6,进行自适应信道检测;
S5.根据自适应信道检测结果,制定自适应信道传输策略,完成节点间的组网通信。
在本申请的实施例中,所述无线组网通信系统(由一个主站和两个从站所组成),其系统时帧结构如图3所示,系统时帧结构采用TDMA方式,依次包括多个入网同步帧和多个超帧,其中入网同步帧用于节点的自适应入网,超帧用于节点间的信道检测和信息传输,每一个超帧均包括自适应检测帧、正常通信帧和空闲帧,其中自适应信道检测帧用于进行节点间的信道检测;在完成入网同步后的每个超帧中,均需要先进行自适应信道检测,再根据信道检测结果制定信道传输策略,完成该超帧时间内的节点间信号传输。
所述步骤S3包括以下子步骤:
S301.节点1上电后,划分入网同步帧的时隙1~时隙7,如图4所示,入网同步帧的每个时隙内部包含m跳,跳频频率依次为F1~Fm:入网同步帧的时隙1为入网命令广播时隙;入网同步帧的时隙2~时隙3为入网命令中继时隙;入网同步帧的时隙4~时隙5为入网应答中继时隙;入网同步的帧时隙6~时隙7为入网应答时隙;
S302.节点1在入网同步帧的时隙1期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令广播报文0x01;
S303.节点2与节点3分别上电后,不断侦听节点1入网命令广播报文0x01;若节点2接收到节点1的入网命令广播报文0x01,则在入网同步帧的时隙2按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令中继报文0x02给节点3;若节点3接收到节点1的入网命令广播报文0x01,则在入网同步帧的时隙3按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令中继报文0x02给节点2;
S304.若节点3在入网同步帧的时隙1期间接收到入网命令广播报文0x01,或是在入网同步帧的时隙2期间接收到入网命令中继报文0x02,则节点3在入网同步帧的时隙4期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网应答中继报文0x03到节点2;若节点2在入网同步帧的时隙1期间接收到入网命令广播报文0x01,或是在入网同步帧的时隙3期间接收到入网命令中继报文0x02,则在入网同步帧的时隙5期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网应答中继报文0x03到节点3;
S305.节点2如果在入网同步帧的时隙4期间接收到节点3的入网应答中继报文0x03,则节点2在入网同步帧的时隙6按照跳频频率F1~Fm,依次发送节点2和节点3的入网应答报文0x04到节点1;节点3如果在入网同步帧的时隙5期间接收到节点2的入网应答中继报文0x03,则节点3在入网同步帧的时隙7按照跳频频率F1~Fm,依次发送节点2和节点3的入网应答报文0x04到节点1;
S306.根据节点1接收到的入网应答报文,判断节点1组网是否成功:
若节点1既没有在入网同步帧的时隙6接收到节点2发送的两个节点入网应答报文,也没有在入网同步帧的时隙7接收到节点3发送的两个节点入网应答报文,则组网未成功,返回步骤S301继续划分时隙;
若节点1在入网同步帧的时隙6接收到节点2发送的两个节点入网应答报文,或是在入网同步帧的时隙7接收到节点3发送的两个节点入网应答报文,则节点2和节点3均已入网,组网成功,进入步骤S4。
在入网同步帧的不同时隙上,节点2和节点3均可作为自适应入网中继,在其中一个节点与节点1之间工作频带受到干扰而形成通信断路时,依然可以通过另一个节点作为中继,进而实现自适应入网,有效减小了工作频带受到干扰时给组网带来的不利影响,实现了快速准确的自适应入网。
其中,所述入网同步帧的时隙1~时隙3同步头采用M序列M1,入网同步帧时隙4~时隙7同步头采用M序列M2。
所述步骤S303中,节点2与节点3侦听节点1入网命令广播报文0x01的过程包括:节点2与节点3分别守候在F1接收M1序列相关峰,如果超过1个入网同步帧时间还没有收到M1相关峰,则表示频点F1被干扰或频点不是F1,需改用另一频点F2接收M1序列相关峰,直到节点2或节点3在频点Fx,x=1,2,…m处接收到M1相关峰后,节点2或节点3开始入网。
所述步骤S4包括以下子步骤:
S401.划分自适应信道检测帧的时隙1~时隙6:如图5所示,自适应信道检测帧时隙1~时隙2为信道检测时隙,每个时隙内部包含K跳,跳频频率依次为f1~fK;自适应信道检测帧的时隙3~时隙4为信道检测应答中继时隙,每个时隙内部包含m跳,跳频频率依次为F1~Fm;自适应信道检测帧的时隙5~时隙6为信道检测应答时隙,每个时隙内部包含m跳,跳频频率依次为F1~Fm
S402.在自适应信道检测帧的时隙1~时隙2期间,对链路1-2、链路1-3和链路2-3按照跳频频率表f1~fK依次自动扫描一次,检测出有干扰的跳频频率点,得到链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息;
S403.在自适应信道检测帧时隙3~时隙6期间,节点1~3互传链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息,完成自适应信道检测。
所述自适应信道检测帧的时隙1~时隙6同步头采用M序列M3。
其中,所述步骤S402包括以下步骤:
节点1在自适应信道检测帧中的时隙1期间,按照跳频频率f1~fK发送信道检测帧进行广播,同步头序列采用M序列M3;
节点2在自适应信道检测帧的时隙1期间,按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的广播帧,根据收到M3相关峰和跳频点fy序号,y=1,2,3…K,确认链路1-2中受到干扰的频点,得到链路1-2的信道检测信息;
节点3在自适应信道检测帧的时隙1期间,按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的广播帧,根据收到M3相关峰和跳频点fy序号,y=1,2,3…K,确认链路1-3中受到干扰的频点,得到链路1-3的信道检测信息;
节点2在自适应信道检测帧中的时隙2期间,按照跳频频率f1~fK发送信道检测帧,同步头序列采用M序列M3;
节点3在自适应信道检测帧的时隙2期间,按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的信道检测帧,根据收到M3相关峰和跳频点fy序号,y=1,2,3…K,确认链路2-3受到干扰的频点,得到链路2-3的信道检测信息。
其中,所述步骤S403包括以下子步骤:
节点3在自适应信道检测帧的时隙3期间,按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-3与链路2-3的信道检测信息到节点2:
节点2在自适应信道检测帧的时隙4期间,按照跳频频率F1~Fm发送链路1-2的信道检测信息到节点3;
节点2在自适应信道检测帧的时隙5期间,按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息到节点1;
节点3在自适应信道检测帧的时隙6期间,按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息到节点1。
在自适应信道检测帧中,通过时隙划分,并在划分的时隙基础上进行信道检测和检测信息互传,有效减小了工作频带受到干扰时给组网带来的不利影响,实现了快速、准确的自适应信道检测。
所述步骤S5包括以下子步骤:
S501.根据链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息,确定三条链路的有效频点;
S502.判断链路1-2的有效频点、链路1-3的有效频点、以及握手通信频率F1~Fm三者之间是否有交集:
若是,将有效频点交集记为F1-1~F1-i,如图6所示,采用双从站直传模式进行通信;
若否,进入步骤S503;
S503.判断链路1-2的有效频点、链路2-3的有效频率点、以及与握手频率F1~Fm三者之间是否有交集:
若是,将有效频点交集记为F2-1~F2-n,如图7所示,采用节点2中转模式进行通信;
若否,进入步骤S504;
S504.判断链路1-3的有效频点、链路2-3的有效频率点、以及握手频率F1~Fm三者之间是否有交集:
若是,将有效频点交集记为F3-1~F3-j,如图8所示,采用节点3中转模式进行通信;
若否,则给出链路通信故障提示。
所述双站直传模式下的通信过程包括:划分双站直传模式下正常通信帧的时隙1~时隙3,如图9所示,每个时隙内部包含1跳,按照F1-1~F1-i依次循环跳频,同步头采用M序列M4;在双站直传模式下正常通信帧的时隙1,节点1广播遥控信息,节点2和节点3侦测接收遥控信息;在双站直传模式下正常通信帧的时隙2,节点2发送遥测图像信息给节点1;在双站直传模式下正常通信帧的时隙3,节点3发送遥测图像信息给节点1;
所述节点2中转模式的通信过程包括:划分节点2中转模式下正常通信帧的时隙1~时隙4,如图10所示,每个时隙内包含1条,按照F2-1~F2-n依次循环跳频,同步头采用M序列M4;在节点2中转模式下正常通信帧的时隙1,节点1发送遥控信息到节点2,在节点2中转模式下正常通信帧的时隙2,节点2中转发送遥控信息给节点3;在节点2中转模式下正常通信帧的时隙3,节点3发送遥测图像信息给节点2;在节点2中转模式下正常通信帧的时隙4,节点2将自身的遥测图像信息和来自节点3的遥测图像信息发送给节点1;
节点3中转模式下的通信过程包括:划分节点3中转模式下正常通信帧的时隙1~时隙4,如图11所示,每个时隙内包含1条,按照F3-1~F3-j依次循环跳频,同步头采用M序列M4;在节点3中转模式下正常通信帧的时隙1,节点1发送遥控信息到节点3,在节点3中转模式下正常通信帧的时隙2,节点3中转发送遥控信息给节点2;在节点3中转模式下正常通信帧的时隙3,节点2发送遥测图像信息给节点3;在节点3中转模式下正常通信帧的时隙4,节点3将自身的遥测图像信息和来自节点2的遥测图像信息发送给节点1。
综上,本发明在入网同步完成后,进行信道检测,再根据信道检测结果制定信道传输策略,并且,在入网同步、信道检测和制定信道传输策略时,有效降低了工作频带中受干扰频点引起的不利影响,有利于准确、快速地进行跳频通信。

Claims (10)

1.一种基于自适应信道的跳频通信方法,其特征在于:对于包括一个主站和两个从站的无线组网通信系统,所述的跳频通信方法包括以下步骤:
S1.将主站和从站分别看作通信节点:主站为节点1,两个从站分别为节点2和节点3;节点1与节点2之间的链路为链路1-2,节点1与节点3之间的链路为链路1-3,节点2与节点3之间的链路为链路2-3;
S2.从无线组网通信系统的K个固定跳频频率f1~fK中,随机选择分散于整个工作频率内m个频点F1~Fm,作为链路间的握手通信频率;
S3.节点1上电后,划分入网同步帧的时隙1~时隙7,完成各个节点的自适应入网;
S4.自适应入网完成后,划分自适应信道帧的时隙1~时隙6,进行自适应信道检测;
S5.根据自适应信道检测结果,制定自适应信道传输策略,完成节点间的组网通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于自适应信道的跳频通信方法,其特征在于:所述步骤S3包括以下子步骤:
S301.节点1上电后,划分入网同步帧的时隙1~时隙7,入网同步帧的每个时隙内部包含m跳,跳频频率依次为F1~Fm:入网同步帧的时隙1为入网命令广播时隙;入网同步帧的时隙2~时隙3为入网命令中继时隙;入网同步帧的时隙4~时隙5为入网应答中继时隙;入网同步的帧时隙6~时隙7为入网应答时隙;
S302.节点1在入网同步帧的时隙1期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令广播报文0x01;
S303.节点2与节点3分别上电后,不断侦听节点1入网命令广播报文0x01;若节点2接收到节点1的入网命令广播报文0x01,则在入网同步帧的时隙2按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令中继报文0x02给节点3;若节点3接收到节点1的入网命令广播报文0x01,则在入网同步帧的时隙3按照跳频频率F1~Fm依次发送入网命令中继报文0x02给节点2;
S304.若节点3在入网同步帧的时隙1期间接收到入网命令广播报文0x01,或是在入网同步帧的时隙2期间接收到入网命令中继报文0x02,则节点3在入网同步帧的时隙4期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网应答中继报文0x03到节点2;若节点2在入网同步帧的时隙1期间接收到入网命令广播报文0x01,或是在入网同步帧的时隙3期间接收到入网命令中继报文0x02,则在入网同步帧的时隙5期间按照跳频频率F1~Fm依次发送入网应答中继报文0x03到节点3;
S305.节点2如果在入网同步帧的时隙4期间接收到节点3的入网应答中继报文0x03,则节点2在入网同步帧的时隙6按照跳频频率F1~Fm,依次发送节点2和节点3的入网应答报文0x04到节点1;节点3如果在入网同步帧的时隙5期间接收到节点2的入网应答中继报文0x03,则节点3在入网同步帧的时隙7按照跳频频率F1~Fm,依次发送节点2和节点3的入网应答报文0x04到节点1;
S306.根据节点1接收到的入网应答报文,判断节点1组网是否成功:
若节点1既没有在入网同步帧的时隙6接收到节点2发送的两个节点入网应答报文,也没有在入网同步帧的时隙7接收到节点3发送的两个节点入网应答报文,则组网未成功,返回步骤S301继续划分时隙;
若节点1在入网同步帧的时隙6接收到节点2发送的两个节点入网应答报文,或是在入网同步帧的时隙7接收到节点3发送的两个节点入网应答报文,则节点2和节点3均已入网,组网成功,进入步骤S4。
3.根据权利要求2所述的一种基于自适应信道的跳频通信方法,其特征在于:所述入网同步帧的时隙1~时隙3同步头采用M序列M1,入网同步帧时隙4~时隙7同步头采用M序列M2。
4.根据权利要求2所述的一种基于自适应信道的跳频通信方法,其特征在于:所述步骤S303中,节点2与节点3侦听节点1入网命令广播报文0x01的过程包括:节点2与节点3分别守候在F1接收M1序列相关峰,如果超过1个入网同步帧时间还没有收到M1相关峰,则表示频点F1被干扰或频点不是F1,需改用另一频点F2接收M1序列相关峰,直到节点2或节点3在频点Fx,x=1,2,…m处接收到M1相关峰后,节点2或节点3开始入网。
5.根据权利要求1所述的一种基于自适应信道的跳频通信方法,其特征在于:所述步骤S4包括以下子步骤:
S401.划分自适应信道检测帧的时隙1~时隙6:自适应信道检测帧时隙1~时隙2为信道检测时隙,每个时隙内部包含K跳,跳频频率依次为f1~fK;自适应信道检测帧的时隙3~时隙4为信道检测应答中继时隙,每个时隙内部包含m跳,跳频频率依次为F1~Fm;自适应信道检测帧的时隙5~时隙6为信道检测应答时隙,每个时隙内部包含m跳,跳频频率依次为F1~Fm
S402.在自适应信道检测帧的时隙1~时隙2期间,对链路1-2、链路1-3和链路2-3按照跳频频率表f1~fK依次自动扫描一次,检测出有干扰的跳频频率点,得到链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息;
S403.在自适应信道检测帧时隙3~时隙6期间,节点1~3互传链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息,完成自适应信道检测。
6.根据权利要求5所述的一种基于自适应信道的跳频通信方法,其特征在于:所述自适应信道检测帧的时隙1~时隙6同步头采用M序列M3。
7.根据权利要求5所述的一种基于自适应信道的跳频通信方法,其特征在于:所述步骤S402包括以下步骤:
节点1在自适应信道检测帧中的时隙1期间,按照跳频频率f1~fK发送信道检测帧进行广播,同步头序列采用M序列M3;
节点2在自适应信道检测帧的时隙1期间,按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的广播帧,根据收到M3相关峰和跳频点fy序号,y=1,2,3…K,确认链路1-2中受到干扰的频点,得到链路1-2的信道检测信息;
节点3在自适应信道检测帧的时隙1期间,按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的广播帧,根据收到M3相关峰和跳频点fy序号,y=1,2,3…K,确认链路1-3中受到干扰的频点,得到链路1-3的信道检测信息;
节点2在自适应信道检测帧中的时隙2期间,按照跳频频率f1~fK发送信道检测帧,同步头序列采用M序列M3;
节点3在自适应信道检测帧的时隙2期间,按照跳频频率f1~fK接收同步头序列为M3的信道检测帧,根据收到M3相关峰和跳频点fy序号,y=1,2,3…K,确认链路2-3受到干扰的频点,得到链路2-3的信道检测信息。
8.根据权利要求5所述的一种基于自适应信道的跳频通信方法,其特征在于:所述步骤S403包括以下子步骤:
节点3在自适应信道检测帧的时隙3期间,按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-3与链路2-3的信道检测信息到节点2:
节点2在自适应信道检测帧的时隙4期间,按照跳频频率F1~Fm发送链路1-2的信道检测信息到节点3;
节点2在自适应信道检测帧的时隙5期间,按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息到节点1;
节点3在自适应信道检测帧的时隙6期间,按照跳频频率F1~Fm依次发送链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息到节点1。
9.根据权利要求1所述的一种基于自适应信道的跳频通信方法,其特征在于:所述步骤S5包括以下子步骤:
S501.根据链路1-2、链路1-3和链路2-3的信道检测信息,确定三条链路的有效频点;
S502.判断链路1-2的有效频点、链路1-2的有效频点、以及握手通信频率F1~Fm三者之间是否有交集:
若是,将有效频点交集记为F1-1~F1-i,采用双从站直传模式进行通信;
若否,进入步骤S503;
S503.判断链路1-2的有效频点、链路2-3的有效频率点、以及与握手频率F1~Fm三者之间是否有交集:
若是,将有效频点交集记为F2-1~F2-n,采用节点2中转模式进行通信;
若否,进入步骤S504;
S504.判断链路1-3的有效频点、链路2-3的有效频率点、以及握手频率F1~Fm三者之间是否有交集:
若是,将有效频点交集记为F3-1~F3-j,采用节点3中转模式进行通信;
若否,则给出链路通信故障提示。
10. 根据权利要求9所述的一种基于自适应信道的跳频通信方法,其特征在于:所述双站直传模式下的通信过程包括:划分双站直传模式下正常通信帧的时隙1~时隙3,每个时隙内部包含1跳,按照F1-1~F1-i依次循环跳频,同步头采用M序列M4;在双站直传模式下正常通信帧的时隙1,节点1广播遥控信息,节点2和节点3侦测接收遥控信息;在双站直传模式下正常通信帧的时隙2,节点2发送遥测图像信息给节点1;在双站直传模式下正常通信帧的时隙3,节点3发送遥测图像信息给节点1;
所述节点2中转模式的通信过程包括:划分节点2中转模式下正常通信帧的时隙1~时隙4,每个时隙内包含1条,按照F2-1~F2-n依次循环跳频,同步头采用M序列M4;在节点2中转模式下正常通信帧的时隙1,节点1发送遥控信息到节点2,在节点2中转模式下正常通信帧的时隙2,节点2中转发送遥控信息给节点3;在节点2中转模式下正常通信帧的时隙3,节点3发送遥测图像信息给节点2;在节点2中转模式下正常通信帧的时隙4,节点2将自身的遥测图像信息和来自节点3的遥测图像信息发送给节点1;
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