CN109406891A - 一种无人设备中自适应切频抗干扰方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无人设备中自适应切频抗干扰方法，包括以下步骤：步骤S1、有人车获取无人设备当前频点的时域平均信噪比SNR，并判断所述时域平均信噪比SNR是否小于解调门限，如果是则转步骤S2，否则继续在当前频点接收并统计所述时域平均信噪比SNR；步骤S2、判断无人设备的AGC器件是否工作在动态范围内，如果是则转步骤S3，否则不存在恶意窄带干扰；步骤S3、所述有人车以及无人设备在所述时域平均信噪比SNR低于解调门限的持续时间达到设定时间后，同时进行切频，以对抗恶意窄带干扰。本发明创新点在于准确快速的判断出恶意窄带干扰，并进行切频，以对抗当前工作频点无法动态适应的压制式强干扰。

Description

一种无人设备中自适应切频抗干扰方法

技术领域

本发明涉及无人设备抗干扰技术领域，具体涉及一种无人设备中自适 应切频抗干扰方法。

背景技术

无人设备在工作过程中，需要适应复杂的电磁环境，对抗干扰。干扰 可分为非恶意干扰和恶意干扰。非恶意干扰是指频谱环境中存在的其他设 备的无线电信号对无人设备数据链产生的干扰。恶意干扰分为压制式干扰 和欺骗式干扰。压制式干扰是指干扰机持续发射的干扰信号功率大于无人 设备数据链的信号功率，使数据链中的通信节点不能正确接收射频信号， 导致通信链路中断的一种人为通信干扰。压制式干扰类型按干扰信号的形 式通常可以分为三类：单频干扰、窄带干扰和宽带干扰。由于压制式干扰 从功率上淹没期望信号，或者阻塞射频前端，因此其调制信息无关紧要。 现有技术中，以扩频和跳频技术为代表的抗干扰技术的研究和使用占大多 数，但是这种抗干扰技术通常存在干扰判断不准确，以及对抗强干扰能力 弱的技术问题。例如跳频体系没有事先判断频点干扰，每个时隙随机切频， 仍有概率落在强干扰频点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种无人设备中自适应切 频抗干扰方法，解决现有技术中干扰判断不准确，抗压制式窄带强干扰能 力弱的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种无人设备中自适应 切频抗干扰方法，包括以下步骤：

步骤S1、有人车获取无人设备当前频点的时域平均信噪比SNR，并判 断所述时域平均信噪比SNR是否小于解调门限，如果是则转步骤S2，否则 继续在当前频点接收并统计所述时域平均信噪比SNR；

步骤S2、判断无人设备的AGC器件是否工作在动态范围内，如果是则 转步骤S3，否则不存在恶意窄带干扰；

步骤S3、所述有人车以及无人设备在所述时域平均信噪比SNR低于解 调门限的持续时间达到设定时间后，同时进行切频，以对抗恶意窄带干扰。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明通过判断时域平均 信噪比SNR是否小于解调门限进行干扰初步判断，如果时域平均信噪比SNR 小于解调门限可能是因为存在外部干扰，也可能是因为发射信号功率不足， 因此进一步判断AGC器件是否工作在动态范围之内，如果是则发射信号功 率正常，可以判断存在外部干扰，即可进行切频，以对抗恶意窄带干扰。 本发明对于恶意窄带干扰判断准确，切频及时，实现了及时快速的干扰判断以及干扰对抗。

附图说明

图1是本发明提供的无人设备中自适应切频抗干扰方法的流程图；

图2是抗干扰测试的带宽划分示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图 及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1所示，本发明的实施例1提供了一种无人设备中自适应切频抗 干扰方法，包括以下步骤：

步骤S1、有人车获取无人设备当前频点的时域平均信噪比SNR，并判 断所述时域平均信噪比SNR是否小于解调门限，如果是则转步骤S2，否则 继续在当前频点接收并统计所述时域平均信噪比SNR；

步骤S2、判断无人设备的AGC器件是否工作在动态范围内，如果是则 转步骤S3，否则不存在恶意窄带干扰；

步骤S3、所述有人车以及无人设备在所述时域平均信噪比SNR低于解 调门限的持续时间达到设定时间后，同时进行切频，以对抗恶意窄带干扰。

本发明通过检测当前射频通道工作状态以及接收信号的时域平均信噪 比SNR，来判断是否存在外部干扰。每隔一段时间，位于当前频点工作的收 发机进行如下操作，检测是否当前使用频点存在恶意窄带干扰。判断时域 平均信噪比SNR是否出现小于解调门限的情况，如果则可能是因为发射信 号功率不足，或者是因为存在外部干扰。若此时接收自动增益控制AGC器 件工作在动态范围内，那么可以排除发射功率不足这一因素。事实上，在规划测控传输距离时，发射功率和AGC动态范围已确定。若根据上述判断 存在外部干扰后，进入切频工作流程。

本发明提供的无人设备中自适应切频抗干扰方法可以准确快速的判断 出恶意窄带干扰，并及时的进行切频，以对抗干扰。

优选的，所述步骤S1中获取无人设备当前频点的时域平均信噪比SNR， 具体为：

通过OFDM信道估计获取所述无人设备连续多个时隙的频域平均信噪 比，计算多个时隙的频域平均信噪比的平均值得到所述时域平均信噪比 SNR。

无设备接收i时隙信号，通过OFDM信道估计获得i时隙的频域平均信 噪比SNRi，连续获取T个时隙的频域平均信噪比SNRi，计算时域平均信噪 比SNR：

优选的，所述步骤S2中，所述无人设备的AGC器件没有工作在动态范 围内时，对所述无人设备进行功率控制。

无人设备的AGC器件没有工作在动态范围内，说明发射功率不足，因 此对无人设备进行功率控制。

优选的，所述步骤S3具体包括：

步骤S31、在所述有人车的MAC层和无人设备的MAC层分别设置定时器， 所述有人车以及无人设备打开定时器同时统计所述时域平均信噪比SNR低 于解调门限的持续时间，所述时域平均信噪比SNR低于解调门限的持续时 间达到设定时间后转步骤S32；

步骤S32、所述有人车以及无人设备分别根据本地保存密匙获得切频时 隙号；

步骤S33、所述有人车以及无人设备在到达所述切频时隙号的时刻同时 进行切频。

有人车作为判断是否存在干扰的主设备，主导无人设备进行切频。通 过定时器进行计时，时域平均信噪比SNR低于解调门限的持续时间达到设 定时间后进行切频。切频时隙号保证无人车和无人设备实现同步切频，切 频时隙号根据本地保存密匙计算，密匙分别保存在有人车和无人设备中， 当需要切频时，有人车以及无人设备根据本地保存的密匙计算切频时隙号， 有人车和无人设备均获取了切频时隙号，即可根据切频时隙号实现同步切频。

优选的，切频所需的配置文件存储于基带处理器的寄存器中。

通过有人车的A/D数字芯片以及无人设备的A/D数字芯片进行工作频 点的切换。切换至新的频点时，射频锁相环PLL需在切频程序执行后，进 行A/D数字芯片工作频点的重新锁定。该过程包括写入频率，然后经过压 控振荡器VCO校准时间和PLL锁定时间。一般采用锁相方式的切频间隔约 为几百微秒。几百微秒对于目前的短时隙测控链而言，是一段很长的时间 间隔。

因此本发明利用数字A/D数字芯片支持的一种快速锁定模式，通过将 合成器编程信息集，即所述配置文件，分别存入有人车以及无人设备的基 带处理器的寄存器内，可使上述频点锁定过程更快。由于频率信息和校准 结果均已通过表的方式保存在配置文件中，因此省去了通过串行外设写入 指令的写入频率时间和压控振荡器VCO校准时间。根据实测，将配置文件 存储于基带处理器中，在1.4～1.7GHz内振荡器稳定时间为34μs。基带处理器可使用FPGA实现，FPGA通过串行外设写A/D数字芯片，控制生成波形对 应的工作频点。在基于配置文件存储于基带处理器的寄存器中的模式下， 考虑实时操作，FPGA还需要调用少量串行指令，大约需要10μs。综上所述， 实时切换频点时间最多需50μs，10μs实时指令时间和40μs振荡器稳定时 间，切频速度加快。

为验证本发明的抗干扰效果，通过设置对应频段的人为干扰，对样机 的抗干扰性能进行测试。如图2所示，将带宽划分为4个频点，每条工作 的数据链使用一个频点。以测控链为例，目前分配的系统带宽为1429-1518MHz。在样机实验中，考虑到保护带，四个自适应切频点位置分 别设置为：1440MHz；1460MHz；1480MHz；1500MHz。实验得到的数据 结果如下表所示：

上述实验过程和数据结果表明了本发明具备通过自适应选频对抗窄带 干扰的性能。只要使用的所有频点中有频点没有被干扰，那么样机仍可进 行通信。

实施例2：

本发明的实施例2提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程 序，所述计算机程序被处理器执行时，实现以上任一实施例所述的无人设 备中自适应切频抗干扰方法。

本发明提供的计算机存储介质，用于实现上述无人设备中自适应切频 抗干扰方法，因此，上述无人设备中自适应切频抗干扰方法所具备的技术 效果，计算机存储介质同样具备，在此不再赘述。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。 任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包 含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种无人设备中自适应切频抗干扰方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、有人车获取无人设备当前频点的时域平均信噪比SNR，并判断所述时域平均信噪比SNR是否小于解调门限，如果是则转步骤S2，否则继续在当前频点接收并统计所述时域平均信噪比SNR；

步骤S2、判断无人设备的AGC器件是否工作在动态范围内，如果是则转步骤S3，否则不存在恶意窄带干扰；

步骤S3、所述有人车以及无人设备在所述时域平均信噪比SNR低于解调门限的持续时间达到设定时间后，同时进行切频，以对抗恶意窄带干扰。

2.根据权利要求1所述的无人设备中自适应切频抗干扰方法，其特征在于，所述步骤S1中获取无人设备当前频点的时域平均信噪比SNR，具体为：

通过OFDM信道估计获取所述无人设备连续多个时隙的频域平均信噪比，计算多个时隙的频域平均信噪比的平均值得到所述时域平均信噪比SNR。

3.根据权利要求1所述的无人设备中自适应切频抗干扰方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述无人设备的AGC器件没有工作在动态范围内时，对所述无人设备进行功率控制。

4.根据权利要求1所述的无人设备中自适应切频抗干扰方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

步骤S31、在所述有人车的MAC层和无人设备的MAC层分别设置定时器，所述有人车以及无人设备打开定时器同时统计所述时域平均信噪比SNR低于解调门限的持续时间，所述时域平均信噪比SNR低于解调门限的持续时间达到设定时间后转步骤S32；

步骤S32、所述有人车以及无人设备分别根据本地保存密匙获得切频时隙号；

步骤S33、所述有人车以及无人设备在到达所述切频时隙号的时刻同时进行切频。

5.根据权利要求4所述的无人设备中自适应切频抗干扰方法，其特征在于，切频所需的配置文件存储于基带处理器的寄存器中。

6.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一所述的无人设备中自适应切频抗干扰方法。