CN111555837B - 一种超短波通信自适应干扰方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超短波通信自适应干扰方法及系统,属于通信干扰领域。本发明方法为:在实时带宽内对不同信道的信号进行监测接收;对接收的初始信号进行处理得到处理信号,再对处理信号进行多信道分离;对不同信道的处理信号同时进行识别和解析;再根据不同信道的处理信号的解析信息生成不同的干扰信号;利用生成的干扰信号对对应信道的信号进行干扰。本发明的系统包括主控单元、接收处理单元、干扰单元和信号发送单元,主控单元和干扰单元分别与接收处理单元连接,且主控单元和干扰单元分别与信号发送单元连接。本发明的目的在于克服现有技术中,不能有效对多网系的通信进行干扰的不足,本发明可以对不同信道的信号实施针对性干扰。
Description
技术领域
本发明涉及通信干扰领域,更具体地说,涉及一种超短波通信自适应干扰方法及系统。
背景技术
在通信领域中,信号是表示消息的物理量,如电信号可以通过幅度、频率、相位的变化来表示不同的消息。干扰是指对有用信号的接收造成损伤。干扰一般由以下两种,串扰:电子学上两条信号线之间的耦合现象。无线电干扰:通过发送无线电信号来降低信噪比的方式,达到破坏通信、阻止广播电台信号的行为。针对复杂电磁环境下的信号干扰,一般是利用各种干扰信号干扰无线通信电磁频谱,压制通信接收机和网络节点,使之不能正常接收信号。
现有的超短波通信电台的通信信号类型基本上以跳频方式为主,与无人机通信方式一样,针对无人机遥控通信的干扰,现有技术中也提出了一些解决方案,例如发明创造名称为:一种无人机通信干扰方法和系统(申请日:2018年8月10日;申请号:201810908996.4),该方案公开了一种无人机通信干扰方法和系统,该方法包括:获取第一预设时间段内目标无人机与对应遥控器的通信信号和通信信号发射功率;分析通信信号,获得通信信号中跳频周期内频点的跳频规律信息;根据跳频规律信息和通信信号发射功率,确定未来频点信息和对应的干扰信号;根据未来频点信息,适应发射干扰信号。由此可见,接收目标无人机与对应遥控器的通信信号并进行分析得到频点的跳频规律信息,利用该规律在每个频点适应实施小带宽小功率干扰信号,能够精确干扰阻断目标无人机与遥控器通信,不影响周围合法通信系统的正常工作和通信。但是,该方案难以实现对多网系通信信号的有效干扰。现有技术中面对多网系的跳频通信或者扩频通信干扰几乎都采用了大功率信道阻塞的方式去实现。面对大带宽的跳频、多网系通信大功率信道阻塞的方式不仅效果非常有限,而且对自身的通信造成了很大的干扰。另外,大带宽大功率干扰信号对周围合法通信系统也造成了巨大的干扰,使得合法通信系统无法正常工作和通信。
综上所述,对于复杂通信电磁环境,在一段频谱内存在多网系的电台通信,如果要实现对每组通信设备进行干扰,需要要多组干扰设备进行组合,体积和功耗都比较大。而且监测设备和多组干扰设备之间难以实现高效的指令交互,对于网系内高速跳频设备的干扰就略显不足。
发明内容
1.要解决的问题
本发明的目的在于克服现有技术中,不能有效对多网系的通信进行干扰的不足,提供了一种超短波通信自适应干扰方法及系统,可以对不同信道和不同调制方式的通信信号实施针对性干扰。
2.技术方案
为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:
本发明的一种超短波通信自适应干扰方法,其特征在于,包括在实时带宽内对不同信道的信号进行监测接收;对接收的初始信号进行处理得到处理信号,再对处理信号进行多信道分离;对不同信道的处理信号同时进行识别和解析;再根据不同信道的处理信号的解析信息生成不同的干扰信号;利用生成的干扰信号对对应信道的信号进行干扰。
更进一步地,对接收的初始信号进行处理的具体过程为:将宽带接收频率转变至固定中频并进行高速采样,再对高速采样的初始信号进行数字下变频和抽取滤波处理,之后对初始信号进行FFT处理得到处理信号。
更进一步地,对处理信号进行多信道分离的具体过程为:对处理信号进行二次下变频,将每个处理信号移至零频并获取基带IQ数据。
更进一步地,对不同信道的处理信号同时进行识别和解析的具体过程为:根据不同处理信号对应的基带IQ数据提取对应处理信号的特征参数。
更进一步地,根据不同信道的处理信号的解析信息生成不同的干扰信号的具体过程为:根据处理信号的特征参数从干扰对应列表获取对应的干扰样式,并产生干扰样式基带数据。
更进一步地,利用生成的干扰信号对对应信道的信号进行干扰的具体过程为:接收干扰样式基带数据,然后进行数字IQ调制,将基带数据调制于固定中频上得到调制中频信号;而后将调制中频信号移至设定的载波上,并对调制中频信号进行放大处理,再对对应信道的信号进行干扰。
更进一步地,还包括:先设定被跟踪信道信号的参数,再将接收的初始信号的参数与被跟踪信道信号的参数进行比较,若初始信号的参数与被跟踪信道信号的参数相同,则对初始信号对应的信道进行干扰。
本发明的一种超短波通信自适应干扰系统,其特征在于,采用上述的一种超短波通信自适应方法,包括主控单元、接收处理单元、干扰单元和信号发送单元,主控单元和干扰单元分别与接收处理单元连接,且主控单元和干扰单元分别与信号发送单元连接;其中,干扰单元用于对多信道进行分离并产生对应的干扰样式基带数据。
更进一步地,接收处理单元包括接收变频模块和数字处理模块,接收变频模块与数字处理模块相连接;其中,数字处理模块用于对初始信号依次进行数字下变频、抽取滤波处理及FFT处理。
更进一步地,干扰单元包括多信道解析和识别模块和干扰信号生成模块,多信道解析和识别模块与干扰信号生成模块连接;其中,多信道解析和识别模块用于对多信道进行分离并获取处理信号解析信息;干扰信号生成模块根据处理信号解析信息生成对应的干扰样式基带数据。
3.有益效果
相比于现有技术,本发明的有益效果为:
(1)本发明的一种超短波通信自适应干扰方法,通过对不同信道的信号进行监测、接收、识别和提取,从而可以实现对不同信道的信号的针对性干扰;进一步地通过对不同信道进行判别跟踪,实现对不同信道的信号的跟踪干扰,从而形成整个闭环跟踪干扰,进一步提高了对不同信道的信号的干扰效率。
(2)本发明的一种超短波通信自适应干扰系统,通过主控单元、接收处理单元、干扰单元和信号发送单元的相互配合,从而可以实现对不同信道信号的监测-识别-提取-干扰-跟踪整个闭环跟踪干扰,进而实现对不同信道和不同调制方式的通信信号实施针对性干扰。进一步地,本发明的系统结构简单,且对于复杂通信环境的干扰具有较好的效果。
附图说明
图1为本发明一种超短波通信自适应干扰方法流程示意图;
图2为本发明一种超短波通信自适应干扰系统结构示意图。
示意图中的标号说明:
100、主控单元;
200、接收处理单元;210、切换保护模块;220、接收变频模块;230、数字处理模块;
300、干扰单元;310、多信道解析和识别模块;320、干扰信号生成模块;
400、信号发送单元;410、基带IQ调制模块;420、发射变频模块;430、功率放大模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例;而且,各个实施例之间不是相对独立的,根据需要可以相互组合,从而达到更优的效果。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为进一步了解本发明的内容,结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
结合图1所示,本发明的一种超短波通信自适应干扰方法,在实时带宽内对不同信道的信号进行监测接收,再对接收的初始信号进行处理分离,之后针对不同信道的信号进行针对性干扰,从而实现对不同信道的信号的监测、识别、提取和干扰;进一步值得说明的是,本发明可以进一步地对不同信道进行判别跟踪,实现对不同信道的信号的跟踪干扰,从而形成整个闭环跟踪干扰,进而实现了对不同信道的信号的针对性干扰,进一步提高了对不同信道的信号的干扰效率。本发明的方法具体步骤如下:
1)信号监测接收
在实时带宽内对不同信道的信号进行监测接收;具体地,针对不同网系的通信设备进行实时在线频谱监测,不仅可以进行全频段频率扫描监测,也可以根据设定的频率范围和分辨率带宽进行扫描;在扫描过程中接收不同信道的初始信号,对不同信道的初始信号进行统一接收。
2)信号处理
对接收的初始信号进行处理得到处理信号;具体地,将宽带接收频率转变至固定中频并进行高速采样,之后对高速采样的初始信号进行数字下变频和抽取滤波处理,并对处理信号进行FFT频谱处理得到处理信号。具体地,通过FFT形成实时带宽内的频域频谱数据,利用频谱数据的信道信噪比以及信号占用带宽对多信道进行判别,将判别后的多个信道交互给时域数据进行多信道分离。值得说明的是,本实施例通过三级调谐将宽带接收频率转变至固定中频。
3)多信道分离
对处理信号进行多信道分离;具体过程为:将处理信号进行二次下变频,再将每个处理信号移至零频并获取基带IQ数据。值得说明的是,处理信号包括不同信道的处理信号;此外,本实施例中采用数字下变频的方式对处理信号进行二次下变频。
4)信号识别解析
对不同信道的处理信号同时进行识别和解析;具体地,根据不同处理信号对应的基带IQ数据提取对应处理信号的特征参数。值得说明的是,特征参数提取是一个从高维模式空间至低维特征空间的映射过程,它从接收的基带IQ数据中提取表征信号调制样式的特征。
值得说明的是,本发明的特征参数提取是通过希尔波特变换获取该时域信号的解析式,通过傅立叶变换得到频域数据,再通过零检测法或频率居中法求得该处理信号的载波频率;对该处理信号的解析式进行绝对值分析和相位分析得到信号的瞬时幅度、瞬时频率和瞬时相位,再剔除处理信号中的微弱小信号后解算获得相关参数。
5)生成干扰信号
根据不同信道的处理信号的解析信息生成不同的干扰信号;具体过程为:根据处理信号的特征参数从干扰对应列表获取对应的干扰样式,并产生干扰样式基带数据。值得说明的是,干扰对应列表是通过在实际训练过程中收集的最佳干扰数据,然后形成与之对应的干扰列表,比如超短波电台的FM通信,与之对应最有效的是噪声调频干扰样式。例如需要产生噪声调频信号,则先产生白噪声数据,经过积分、查表等处理产生IQ复值数据,根据反馈的信道载波大小(相当于接收载波的频率偏移值),在该频率偏置值位置进行基带数据映射,每个信道对应的干扰信号生成亦是如此处理。
6)干扰不同信道的信号
利用生成的干扰信号对对应信道的信号进行干扰。具体地,接收干扰样式基带数据,然后进行数字IQ调制,将基带数据调制于固定中频上得到调制中频信号;而后将调制中频信号移至设定的载波上,并对调制中频信号进行放大处理,再对对应信道的信号进行干扰。值得说明的是,本实施例是利用超外差的方式并通过三级混频将调制中频信号移至设定的载波上。
7)跟踪干扰
在干扰的过程中,还包括:先设定被跟踪信道信号的参数,再将接收的初始信号的参数与被跟踪信道信号的参数进行比较,若初始信号的参数与被跟踪信道信号的参数相同,则对初始信号对应的信道进行干扰。具体地,根据初始信号的峰值电平大小和信号占用带宽等基本参数判断信道是否与设定的信道信号的参数是否一致,若参数一致则对信道进行跟踪干扰,从而实现对不同信道的信号的跟踪干扰,进一步形成对不同信道信号的监测-识别-提取-干扰-跟踪整个闭环跟踪干扰。
结合图2所示,本发明的一种超短波通信自适应干扰系统,采用上述的一种超短波通信自适应干扰方法,包括主控单元100、接收处理单元200、干扰单元300和信号发送单元400,主控单元100和干扰单元300分别与接收处理单元200连接,且主控单元100和干扰单元300分别与信号发送单元400连接。值得说明的是,主控单元100在嵌入式片上Soc芯片实现,可以收发系统的指令和数据交互,对外通过LAN进行数据交互和组网。
此外,接收处理单元200包括接收变频模块220和数字处理模块230,接收变频模块220与数字处理模块230相连接;值得说明的是,接收变频模块220用于将宽带接收频率转变至固定中频。数字处理模块230与主控单元100连接,且数字处理模块230用于对固定中频进行高速采样,并进行数字下变频、抽取滤波处理和FFT处理,并将处理信号数据传输至主控单元100。值得进一步说明的是,接收处理单元200还包括切换保护模块210,该切换保护模块210与接收变频模块220连接,该切换保护模块210可以有效的避免大功率发射对接收处理单元200的接收前端进行冲击,从而保护了接收处理单元200的接收前端的射频电路器件。
进一步地,干扰单元300包括多信道解析和识别模块310和干扰信号生成模块320,多信道解析和识别模块310与数字处理模块230连接,且多信道解析和识别模块310与干扰信号生成模块320连接;其中,多信道解析和识别模块310用于对多信道进行分离并获取处理信号解析信息;干扰信号生成模块320根据处理信号解析信息生成对应的干扰样式基带数据。
本发明的信号发送单元400包括基带IQ调制模块410、发射变频模块420以及功率放大模块430,基带IQ调制模块410与干扰信号生成模块320连接,且基带IQ调制模块410和功率放大模块430分别与发射变频模块420连接。值得说明的是,基带IQ调制模块410包括数字IQ调制器,可以对接收的干扰样式基带数据进行数字IQ调制,并将基带数据调制于固定中频上得到调制中频信号;发射变频模块420用于将调制中频信号移至设定的载波上;功率放大模块430对调制中频信号进行放大处理,并对对应信道的信号进行干扰;功率放大模块430的输出功率可以根据需要进行配置,本实施例的功率放大模块430的输出功率调节范围有100dB的动态,调节步进可以小于1dB,从而可以满足不同功率要求场景的干扰使用。本实施例采取保持功放直流工作点电压和切断输入信号的方式对功放输出功率进行控制,该方式有效的保证了在监测接收状态下的安全接收。
值得说明的是,本发明的系统包括自适应干扰模式和手动模式,在自适应干扰模式下,系统可以自动监测接收不同信道信号并进行针对性干扰,有效的解决了多网系复杂通信环境下难干扰、干扰效率低和多组跳频难跟踪的问题;在手动模式下,用户可以根据需求进行监测接收,并且可以选择干扰样式对指定的信道信号进行干扰,手动模式更适合对实时监测带宽内无网系设备的跳频通信进行干扰。
本发明的一种超短波通信自适应干扰系统,通过主控单元100、接收处理单元200、干扰单元300和信号发送单元400的相互配合,从而可以实现对不同信道信号的监测-识别-提取-干扰-跟踪整个闭环跟踪干扰,进而实现对不同信道和不同调制方式的通信信号实施针对性干扰。进一步地,本发明的系统结构简单,且对于复杂通信环境的干扰具有较好的效果。
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是,应当理解,可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的,而不是限制性的,如果存在任何这样的修改和变型,那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外,背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义,并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。
Claims (8)
1.一种超短波通信自适应干扰方法,其特征在于,包括
在实时带宽内对不同信道的信号进行监测接收;
对接收的初始信号进行处理得到处理信号,再对处理信号进行多信道分离;对接收的初始信号进行处理的具体过程为:将宽带接收频率转变至固定中频并进行高速采样,再对高速采样的初始信号进行数字下变频和抽取滤波处理,之后对初始信号进行FFT处理得到处理信号;对处理信号进行多信道分离的具体过程为:对处理信号进行二次下变频,将每个处理信号移至零频并获取基带IQ数据;
对不同信道的处理信号同时进行识别和解析;再根据不同信道的处理信号的解析信息生成不同的干扰信号;
利用生成的干扰信号对对应信道的信号进行干扰。
2.根据权利要求1所述的一种超短波通信自适应干扰方法,其特征在于,对不同信道的处理信号同时进行识别和解析的具体过程为:根据不同处理信号对应的基带IQ数据提取对应处理信号的特征参数。
3.根据权利要求2所述的一种超短波通信自适应干扰方法,其特征在于,根据不同信道的处理信号的解析信息生成不同的干扰信号的具体过程为:根据处理信号的特征参数从干扰对应列表获取对应的干扰样式,并产生干扰样式基带数据。
4.根据权利要求3所述的一种超短波通信自适应干扰方法,其特征在于,利用生成的干扰信号对对应信道的信号进行干扰的具体过程为:接收干扰样式基带数据,然后进行数字IQ调制,将基带数据调制于固定中频上得到调制中频信号;而后将调制中频信号移至设定的载波上,并对调制中频信号进行放大处理,再对对应信道的信号进行干扰。
5.根据权利要求1~4任一项所述的一种超短波通信自适应干扰方法,其特征在于,还包括:先设定被跟踪信道信号的参数,再将接收的初始信号的参数与被跟踪信道信号的参数进行比较,若初始信号的参数与被跟踪信道信号的参数相同,则对初始信号对应的信道进行干扰。
6.一种超短波通信自适应干扰系统,其特征在于,采用权利要求1~5任一项所述的一种超短波通信自适应方法,包括主控单元(100)、接收处理单元(200)、干扰单元(300)和信号发送单元(400),所述主控单元(100)和干扰单元(300)分别与接收处理单元(200)连接,且主控单元(100)和干扰单元(300)分别与信号发送单元(400)连接;其中,干扰单元(300)用于对多信道进行分离并产生对应的干扰样式基带数据。
7.根据权利要求6所述的一种超短波通信自适应干扰系统,其特征在于,接收处理单元(200)包括接收变频模块(220)和数字处理模块(230),所述接收变频模块(220)与数字处理模块(230)相连接;其中,数字处理模块(230)用于对初始信号依次进行数字下变频、抽取滤波处理及FFT处理。
8.根据权利要求6所述的一种超短波通信自适应干扰系统,其特征在于,干扰单元(300)包括多信道解析和识别模块(310)和干扰信号生成模块(320),所述多信道解析和识别模块(310)与干扰信号生成模块(320)连接;其中,多信道解析和识别模块(310)用于对多信道进行分离并获取处理信号解析信息;干扰信号生成模块(320)根据处理信号解析信息生成对应的干扰样式基带数据。
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GR01 | Patent grant | ||
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