CN112787677A - 一种流星余迹通信自干扰抑制装置及方法 - Google Patents

一种流星余迹通信自干扰抑制装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种流星余迹通信自干扰抑制装置及方法，属于通信技术领域。本发明自干扰抑制装置包括发耦合器、可变衰减器、智能干扰重建单元、合路器和收耦合器。流星余迹通信系统为了提高通信效率，多采用频分双工的方式，由于工作在VHF频段，且通常发射功率达千瓦级，为了保证系统性能，只能采用体积庞大的带通滤波器，不利于系统的机动性能和成本，本发明可直接应用于流星余迹通信系统，安装于收发通道和环形组件之间，进行自干扰信号抑制，可大大减少接收通道当中的自干扰信号，降低接收滤波器的指标压力，从而解决系统体积瓶颈问题。

Description

一种流星余迹通信自干扰抑制装置及方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是指一种流星余迹通信自干扰抑制装置及方法，可应用于流星余迹通信系统中。
背景技术
流星余迹通信是一种猝发通信，具有很好的抗干扰、抗截获和抗毁能力，到目前为止，流星余迹通信已在国外民用和军用中得到了广泛应用。
流星余迹通信系统为了提高通信效率，多采用频分双工的方式，由于工作在VHF频段，且通常发射功率达千瓦级，为了保证系统性能，只能采用体积庞大的带通滤波器，不利于系统的机动性能和成本，本发明涉及一种流星余迹通信自干扰抑制装置及方法，可直接应用于流星余迹通信系统，安装于收发通道和环形组件之间，进行自干扰信号抑制，可大大减少接收通道当中的自干扰信号，降低接收滤波器的指标压力，从而解决系统体积瓶颈问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种流星余迹通信自干扰抑制装置及方法，用以降低接收滤波器的指标压力，从而解决系统体积瓶颈问题。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种流星余迹通信自干扰抑制装置，包括发耦合器、可变衰减器、智能干扰重建单元、合路器和收耦合器，其中：
发耦合器，用于从发射通道大功率信号中耦合出发通道小信号输出至可变衰减器；
可变衰减器，用于调节发通道小信号的大小，并输出至智能干扰重建单元；
智能干扰重建单元，用于分析收通道小信号中自干扰信号成分，并通过对发通道小信号进行处理重建出自干扰信号，同时对重建过程形成记忆，工作中按照记忆设定量自适应的进行智能干扰重建，并对重建自干扰信号取反后输出至合路器；
合路器，用于将环形组件送来的收信号与取反后的重建自干扰信号合并，消除接收信号当中的自干扰信号，并输出至收耦合器；
收耦合器，用于从接收通道信号中耦合出收通道小信号送入智能干扰重建单元，并将合路后的信号输出至接收通道。
其中，所述智能干扰重建单元包括以下子模块：
功率分配器，用于将收通道小信号功率平均分配为N路，对应输出至第一至第N可调时延单元；
第一至第N可调时延单元，分别用于在重建逻辑控制单元的控制下调节输入信号的时延，调节时延后对应输出至第一至第N可调增益单元；
第一至第N可调增益单元，分别用于在重建逻辑控制单元的控制下调节输入信号的幅度，调节幅度后对应输出至第一至第N可调相位单元；
第一至第N可调相位单元，分别用于在重建逻辑控制单元的控制下调节输入信号的相位，调节相位后分别输出至合成器；
合成器，用于将N路信号合成为一路自干扰重建信号，取反后输出至合路器；
重建逻辑控制单元，用于智能分析收耦合器送入的收通道小信号中自干扰信号成分，并分别控制第一至第N可调时延单元、第一至第N可调增益单元和第一至第N可调相位单元对信号进行调节，同时对调节过程形成记忆，工作中按照记忆设定量自适应的控制第一至第N可调时延单元、第一至第N可调增益单元和第一至第N可调相位单元对信号进行调节。
一种流星余迹通信自干扰抑制方法，基于流星余迹通信自干扰抑制装置实现，具体包含以下步骤：
(1)学习阶段1，通过发射通道发射第1种速率波形，发射设定时间，流星余迹通信自干扰抑制装置进行自干扰信号重建并记忆；
(2)学习阶段2，通过发射通道依次发射第2至第M种速率波形，各发射设定时间，流星余迹通信自干扰抑制装置进行自干扰信号重建并记忆；其中，M为流星余迹通信设备所支持的波形数量；
(3)学习阶段3，通过发射通道快速切换第1至第M种速率波形进行发射，流星余迹通信自干扰抑制装置对记忆的自干扰信号重建进行调整，记忆最终的自干扰信号重建；
(4)正常通信阶段，在业务传输过程中，流星余迹通信自干扰抑制装置根据当前信号发射情况和记忆的自干扰信号重建过程进行快速自适应的智能干扰重建，实时消除接收信号中的自干扰信号。
其中，所述步骤(1)的具体方式为：
(101)安装有流星余迹通信自干扰抑制装置的流星余迹通信设备开机后，首先设置好工作频点；
(102)流星余迹通信设备采用第一种速率波形通过发射通道进行满功率发射，按特定规则发射设定时间；
(103)发射频信号经过发耦合器的耦合和可变衰减器的衰减后进入智能干扰重建单元，同时，收耦合器将此时接收通道信号进行耦合后送入智能干扰重建单元，智能干扰重建单元重建自干扰信号并取反后送入合路器，在合路器内完成收信号对自干扰信号的剔除；
其中，智能干扰重建单元重建自干扰信号的过程为：智能干扰重建单元学习收通道耦合信号的实时变化，进行分析得出自干扰信号的特征，同时自适应的不断调节其内各时延、增益和相位抽头，使得发通道耦合信号在经过处理后不断接近自干扰信号，同时观测收通道耦合信号中的自干扰信号成分，当自干扰信号成分减小到预设值以下，便记忆此时的干扰重建。
其中，所述步骤(2)的具体方式为：
(201)流星余迹通信设备依次采用第二至M种速率波形进行满功率发射，分别按特定规则发射设定时间；
(202)每种发射频信号经过发耦合器的耦合和可变衰减器的衰减后进入智能干扰重建单元，同时，收耦合器将此时接收通道信号进行耦合后送入智能干扰重建单元，智能干扰重建单元重建自干扰信号并取反后送入合路器，在合路器内完成收信号对自干扰信号的剔除；
其中，智能干扰重建单元重建自干扰信号的过程为：智能干扰重建单元学习收通道耦合信号的实时变化，进行分析得出自干扰信号的特征，同时自适应的不断调节其内各时延、增益和相位抽头，使得发通道耦合信号在经过处理后不断接近自干扰信号，同时观测收通道耦合信号中的自干扰信号成分，当自干扰信号成分减小到预设值以下，便记忆此时的干扰重建。
其中，所述步骤(3)的具体方式为：
(301)流星余迹通信设备采用切换各速率波形发射，每种速率发射持续设定时间，采用特定的规则进行切换；
(302)各速率的发射频信号经过发耦合器的耦合和可变衰减器的衰减后进入智能干扰重建单元，智能干扰重建单元跟随信号变化，利用已记忆的干扰重建过程对其内各时延、增益和相位抽头进行实时调节，同时观测收耦合器送入的收通道耦合信号的实时变化情况，进行分析并对各时延、增益和相位抽头进行修正、优化和组合，记忆最终的自干扰重建。
本发明与背景技术相比具有如下优点：
1、本发明能智能自主学习自干扰信号特征。
2、本发明能智能重建自干扰信号，并消除收信号中的自干扰信号。
3、本发明能在系统性能保持不变的情况下大幅减小系统收滤波器的体积，且本发明体积较小。
总之，本发明能够自动剔除收信号当中的自干扰信号，从而解决系统体积瓶颈问题，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例中流星余迹通信自干扰抑制装置的一种电原理框图。
图2是图1中智能干扰重建单元的一种电原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
参照图1，本发明包括发耦合器、可变衰减器、智能干扰重建单元、合路器和收耦合器，其中：
发耦合器，用于从发射通道大功率信号中耦合出发通道小信号输出至可变衰减器；
可变衰减器，用于调节发通道小信号的大小，将调节后的信号A输出至智能干扰重建单元；
智能干扰重建单元，用于智能分析信号B中的自干扰信号成分，并通过对信号A的处理重建出自干扰信号，同时对重建过程形成记忆，工作中按照记忆设定量自适应的进行智能干扰重建，并对重建自干扰信号取反后输出至合路器；
合路器，用于将环形组建送来的收信号与重建自干扰信号(反向)合并，从而消除接收信号当中的自干扰信号，并输出至收耦合器；
收耦合器，用于从接收通道信号中耦合出小信号B送入智能干扰重建单元，并将合路后的信号输出至接收通道。
参照图2，智能干扰重建单元包括以下子模块：
功率分配器，用于将收通道小信号功率平均分配为N路，对应输出至第一至第N可调时延单元；
第一至第N可调时延单元，分别用于在重建逻辑控制单元的控制下调节输入信号的时延，调节时延后对应输出至第一至第N可调增益单元；
第一至第N可调增益单元，分别用于在重建逻辑控制单元的控制下调节输入信号的幅度，调节幅度后对应输出至第一至第N可调相位单元；
第一至第N可调相位单元，分别用于在重建逻辑控制单元的控制下调节输入信号的相位，调节相位后分别输出至合成器；
合成器，用于将N路信号合成为一路自干扰重建信号，取反后输出至合路器；
重建逻辑控制单元，用于智能分析收耦合器送入的收通道小信号中自干扰信号成分，并分别控制第一至第N可调时延单元、第一至第N可调增益单元和第一至第N可调相位单元对信号进行调节，同时对调节过程形成记忆，工作中按照记忆设定量自适应的控制第一至第N可调时延单元、第一至第N可调增益单元和第一至第N可调相位单元对信号进行调节。
一种流星余迹通信自干扰抑制方法，基于上述流星余迹通信自干扰抑制装置，具体实现包含以下步骤：
(1)学习阶段1，通过发射通道发射第1种速率波形，发射1～3分钟，流星余迹通信自干扰抑制装置进行智能干扰重建并记忆；
具体方式为：
(101)安装有流星余迹通信自干扰抑制装置的流星余迹通信设备开机后，首先设置好工作频点；
(102)流星余迹通信设备采用第一种速率波形通过发射通道进行满功率发射，按特定规则发射1～3分钟(比如，发射10s，停止5s，再发射10s等等)，此规则已提前告知智能干扰重建单元；
(103)发射频信号经过发耦合器的耦合和可变衰减器的衰减后形成信号A进入智能干扰重建单元，同时，收耦合器将此时收通道信号进行耦合后形成信号B也送入智能干扰重建单元，智能干扰重建单元输出的重建自干扰信号(已取反)送入合路器，在合路器内完成收信号对自干扰信号的剔除；
其中，智能干扰重建单元重建自干扰信号的过程为：智能干扰重建单元学习信号B的实时变化，进行分析得出自干扰信号的特征，同时自适应的不断调节其内各时延、增益和相位抽头，使得信号A在经过处理后不断得接近自干扰信号，同时观测信号B中的自干扰信号成分逐渐减小，当减小到预设值以下，便记忆此时的干扰重建。
(2)学习阶段2，通过发射通道依次发射第2至第M种速率波形，各发射1～3分钟，流星余迹通信自干扰抑制装置进行智能干扰重建并记忆；其中，M为流星余迹通信设备所支持的波形数量；
具体方式为：
(201)设备开始采用第二种速率波形进行满功率发射，同样按特定规则发射1～3分钟；
(202)采用(103)、(104)所述方法，记忆此时的干扰重建；
(203)同理，重复(201)、(202)的步骤，设备发射第3～M种波形，并分别记忆干扰重建。
(3)学习阶段3，通过发射通道快速切换第1至第M种速率波形进行发射，流星余迹通信自干扰抑制装置对记忆的自干扰信号重建进行调整，记忆最终的自干扰信号重建；
具体方式为：
(301)设备开始采用切换各速率波形发射，每种速率发射持续时间为ms级，采用特定的几种规则进行切换(比如：速率1、速率2、速率3，然后速率3、速率2、速率1等等)，此规则已提前告知智能干扰重建单元，共发射1～3分钟；
(302)各速率的发射频信号经过发耦合器的耦合和可变衰减器的衰减后进入智能干扰重建单元，智能干扰重建单元跟随信号变化，利用已记忆的干扰重建过程对其内各时延、增益和相位抽头进行实时调节，观测信号B的实时变化情况，进行分析并对各时延、增益和相位抽头进行修正、优化和组合，记忆最终的自干扰重建。
(4)正常通信阶段，在业务传输过程中，流星余迹通信自干扰抑制装置根据当前信号发射情况和记忆的自干扰信号重建过程进行快速自适应的智能干扰重建，实时消除接收信号中的自干扰信号，保证系统的正常工作。
需要说明的是，当设备重新开机时，或切换工作频点时，需重复以上步骤。
参照图1，本发明安装于流星余迹通信系统的收、发通道与环形组件之间。
总之，本发明可安装于流星余迹通信中，解决系统的体积瓶颈问题，从而提高系统的机动性和使用性能
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种流星余迹通信自干扰抑制装置，其特征在于，包括发耦合器、可变衰减器、智能干扰重建单元、合路器和收耦合器，其中：
发耦合器，用于从发射通道大功率信号中耦合出发通道小信号输出至可变衰减器；
可变衰减器，用于调节发通道小信号的大小，并输出至智能干扰重建单元；
智能干扰重建单元，用于分析收通道小信号中自干扰信号成分，并通过对发通道小信号进行处理重建出自干扰信号，同时对重建过程形成记忆，工作中按照记忆设定量自适应的进行智能干扰重建，并对重建自干扰信号取反后输出至合路器；
合路器，用于将环形组件送来的收信号与取反后的重建自干扰信号合并，消除接收信号当中的自干扰信号，并输出至收耦合器；
收耦合器，用于从接收通道信号中耦合出收通道小信号送入智能干扰重建单元，并将合路后的信号输出至接收通道。
2.根据权利要求1所述的一种流星余迹通信自干扰抑制装置，其特征在于，所述智能干扰重建单元包括以下子模块：
功率分配器，用于将收通道小信号功率平均分配为N路，对应输出至第一至第N可调时延单元；
第一至第N可调时延单元，分别用于在重建逻辑控制单元的控制下调节输入信号的时延，调节时延后对应输出至第一至第N可调增益单元；
第一至第N可调增益单元，分别用于在重建逻辑控制单元的控制下调节输入信号的幅度，调节幅度后对应输出至第一至第N可调相位单元；
第一至第N可调相位单元，分别用于在重建逻辑控制单元的控制下调节输入信号的相位，调节相位后分别输出至合成器；
合成器，用于将N路信号合成为一路自干扰重建信号，取反后输出至合路器；
重建逻辑控制单元，用于智能分析收耦合器送入的收通道小信号中自干扰信号成分，并分别控制第一至第N可调时延单元、第一至第N可调增益单元和第一至第N可调相位单元对信号进行调节，同时对调节过程形成记忆，工作中按照记忆设定量自适应的控制第一至第N可调时延单元、第一至第N可调增益单元和第一至第N可调相位单元对信号进行调节。
3.一种流星余迹通信自干扰抑制方法，其特征在于，基于权利要求1或2所述的流星余迹通信自干扰抑制装置实现，具体包含以下步骤：
(1)学习阶段1，通过发射通道发射第1种速率波形，发射设定时间，流星余迹通信自干扰抑制装置进行自干扰信号重建并记忆；
(2)学习阶段2，通过发射通道依次发射第2至第M种速率波形，各发射设定时间，流星余迹通信自干扰抑制装置进行自干扰信号重建并记忆；其中，M为流星余迹通信设备所支持的波形数量；
(3)学习阶段3，通过发射通道快速切换第1至第M种速率波形进行发射，流星余迹通信自干扰抑制装置对记忆的自干扰信号重建进行调整，记忆最终的自干扰信号重建；
(4)正常通信阶段，在业务传输过程中，流星余迹通信自干扰抑制装置根据当前信号发射情况和记忆的自干扰信号重建过程进行快速自适应的智能干扰重建，实时消除接收信号中的自干扰信号。
4.根据权利要求3所述的一种流星余迹通信自干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤(1)的具体方式为：
(101)安装有流星余迹通信自干扰抑制装置的流星余迹通信设备开机后，首先设置好工作频点；
(102)流星余迹通信设备采用第一种速率波形通过发射通道进行满功率发射，按特定规则发射设定时间；
(103)发射频信号经过发耦合器的耦合和可变衰减器的衰减后进入智能干扰重建单元，同时，收耦合器将此时接收通道信号进行耦合后送入智能干扰重建单元，智能干扰重建单元重建自干扰信号并取反后送入合路器，在合路器内完成收信号对自干扰信号的剔除；
其中，智能干扰重建单元重建自干扰信号的过程为：智能干扰重建单元学习收通道耦合信号的实时变化，进行分析得出自干扰信号的特征，同时自适应的不断调节内部时延、增益和相位抽头，使得发通道耦合信号在经过处理后不断接近自干扰信号，同时观测收通道耦合信号中的自干扰信号成分，当自干扰信号成分减小到预设值以下，便记忆此时的干扰重建。
5.根据权利要求3所述的一种流星余迹通信自干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体方式为：
(201)流星余迹通信设备依次采用第二至M种速率波形进行满功率发射，分别按特定规则发射设定时间；
(202)每种发射频信号经过发耦合器的耦合和可变衰减器的衰减后进入智能干扰重建单元，同时，收耦合器将此时接收通道信号进行耦合后送入智能干扰重建单元，智能干扰重建单元重建自干扰信号并取反后送入合路器，在合路器内完成收信号对自干扰信号的剔除；
其中，智能干扰重建单元重建自干扰信号的过程为：智能干扰重建单元学习收通道耦合信号的实时变化，进行分析得出自干扰信号的特征，同时自适应的不断调节内部时延、增益和相位抽头，使得发通道耦合信号在经过处理后不断接近自干扰信号，同时观测收通道耦合信号中的自干扰信号成分，当自干扰信号成分减小到预设值以下，便记忆此时的干扰重建。
6.根据权利要求3所述的一种流星余迹通信自干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体方式为：
(301)流星余迹通信设备采用切换各速率波形发射，每种速率发射持续设定时间，采用特定的规则进行切换；
(302)各速率的发射频信号经过发耦合器的耦合和可变衰减器的衰减后进入智能干扰重建单元，智能干扰重建单元跟随信号变化，利用已记忆的干扰重建过程对内部各时延、增益和相位抽头进行实时调节，同时观测收耦合器送入的收通道耦合信号的实时变化情况，进行分析并对各时延、增益和相位抽头进行修正、优化和组合，记忆最终的自干扰重建。
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