CN113612529A - 散射通信系统的通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种散射通信系统的通信方法，该方法应用于一种散射通信系统，该系统包括发射端和接收端，发射端和接收端的通信频带被预划分为N个信道；该方法包括：发射端通过N个信道分别向接收端发送信道探测信号，接收端根据从每个信道接收到的信道探测信号，获取N个信道的信道质量并向发射端发送信令反馈信号，发射端根据信令反馈信号获取目标信道和目标信道对应的调制编码方式，其中，目标信道是N个信道中信道质量最高的信道；发射端根据目标信道对应的调制编码方式，对业务数据进行处理，得到业务通信信号，通过目标信道将业务通信信号发送至接收端。发射端和接收端可以是单天线发射端和单天线接收端，提高了散射通信系统的便携性。
Description
技术领域
本发明属于散射通信技术领域，尤其涉及一种散射通信系统的通信方法。
背景技术
对流层散射通信是一种利用对流层中大气的不均匀性对电磁波的反射和散射作用而达成的一种超视距通信方式。对流层散射通信具有单跳通信距离远、越障能力强、可靠性高、抗核爆和抗截获能力好等特点，是一种重要的军事和民用无线通信手段。
对流层散射信道具有很大的路径损耗，此外还存在因散射体运动和多径传播导致的严重的时变衰落。解决信道衰落的问题，现有技术通常采用基于空间分集的自适应选频散射通信方法。但是，该方法的应用依托于多天线散射通信系统，设备庞大，便携性差，成本高昂。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种散射通信系统的通信方法，能够提高散射通信系统的设备便携程度。
本发明实施例的第一方面提供了一种散射通信系统的通信方法，该方法应用于一种散射通信系统的发射端，所述散射通信系统还包括接收端，所述发射端和所述接收端的通信频带被预划分为N个信道；该方法包括：
通过所述N个信道分别向所述接收端发送信道探测信号，以使得所述接收端根据从每个信道接收到的信道探测信号，获取所述N个信道的信道质量；
接收所述接收端发送的信令反馈信号，根据所述信令反馈信号获取目标信道和所述目标信道对应的调制编码方式，其中，所述目标信道是所述N个信道中信道质量最高的信道；
根据所述目标信道对应的调制编码方式，对业务数据进行处理，得到业务通信信号，通过所述目标信道将所述业务通信信号发送至所述接收端。
在一种可能的实现方式中，所述通过所述N个信道分别向所述接收端发送信道探测信号包括：
对所述信道探测信号进行成形滤波和上变频处理后，通过所述N个信道分别发送至所述接收端。
在一种可能的实现方式中，所述信道探测信号由恒包络零自相关CAZAC序列构成，所述信道探测信号、所述信令反馈信号和所述业务通信信号的符号速率相同，所述信道探测信号、所述信令反馈信号和所述业务通信信号的成形方式相同。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述信令反馈信号获取目标信道和所述目标信道对应的调制编码方式包括：
通过下变频使自身接收频率同步到发射频率，对信令反馈信号进行解调、解扩和信令译码处理，得到所述目标信道和所述目标信道对应的调制编码方式。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述目标信道对应的调制编码方式，对业务数据进行处理包括：
根据所述目标信道对应的调制编码方式，对所述业务数据进行信道编码、信道交织、调制和上变频处理。
在一种可能的实现方式中，所述发射端的变频器对应的最短频率切换时间为第一时长，所述信道探测信号的信号持续时间为第二时长，所述第二时长大于等于所述第一时长。
本发明实施例的第二方面提供了一种散射通信系统的通信方法，该方法应用于一种散射通信系统的接收端，所述散射通信系统还包括发射端，所述接收端和所述发射端的通信频带被预划分为N个信道；该方法包括：
分别从所述N个信道接收发射端发送的信道探测信号；
根据从每个信道接收到的信道探测信号，对所述N个信道的信道质量进行排序；
根据排序结果选取信道质量最好的信道作为目标信道，并根据目标信道的信道质量得到所述目标信道对应的调制编码方式；
向所述发射端发送信令反馈信号，所述信令反馈信号包括所述目标信道的标识信息和所述目标信道对应的调制编码方式，以使得所述发射端根据所述目标信道对应的调制编码方式，对业务数据进行处理，得到业务通信信号，通过所述目标信道将所述业务通信信号发送至所述接收端。
在一种可能的实现方式中，所述分别从所述N个信道接收发射端发送的信道探测信号包括：
通过下变频使自身接收频率同步到发射频率，分别从所述N个信道接收发射端发送的信道探测信号并进行匹配滤波处理；
所述根据从每个信道接收到的信道探测信号，对所述N个信道的信道质量进行排序包括：
根据从每个信道接收到的信道探测信号获取每个信道的信噪比和/或误码率，根据每个信道的信噪比和/或误码率对所述N个信道的信道质量按照由高到低的顺序进行排序。
在一种可能的实现方式中，所述向所述发射端发送信令反馈信号包括：
对所述目标信道的标识信息和所述目标信道对应的调制编码方式进行信令编码、扩频、调制和上变频处理后，得到信令反馈信号并发送至所述发射端。
在一种可能的实现方式中，所述发射端向所述接收端发送信道探测信号的时刻为第一时刻，所述接收端向所述发射端发送信令反馈信号的时刻为第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻的时间间隔为预设时间间隔。
本发明实施例提供了一种散射通信系统的通信方法，通过将发射端和接收端的通信频带预划分为N个信道，发射端通过N个信道分别向接收端发送信道探测信号；接收端根据从每个信道接收到的信道探测信号，获取N个信道的信道质量并向发射端发送信令反馈信号；发射端根据信令反馈信号获取目标信道和目标信道对应的调制编码方式，其中，目标信道是N个信道中信道质量最高的信道；根据目标信道对应的调制编码方式，对业务数据进行处理，得到业务通信信号，通过目标信道，即N个信道中信道质量最高的信道，将业务通信信号发送至接收端。通过本发明实施例提供的散射通信系统的通信方法，发射端和接收端可以是单天线发射端和单天线接收端，提高了散射通信系统的便携性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种散射通信系统的通信方法的实现流程图；
图2是本发明实施例提供的另一种散射通信系统的通信方法的实现流程图；
图3是本发明实施例提供的另一种散射通信系统的通信方法的实现流程图；
图4是本发明实施例提供的一种发射端设备或接收端设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种散射通信系统的通信方法的实现流程图，该方法应用于一种散射通信系统的发射端，该散射通信系统还包括接收端，发射端和接收端的通信频带被预划分为N个信道，可选的，发射端和接收端都是单天线设备，详述如下：
S101，通过N个信道分别向接收端发送信道探测信号，以使得接收端根据从每个信道接收到的信道探测信号，获取N个信道的信道质量。
可选的，发射端对信道探测信号进行成形滤波和上变频处理后，通过N个信道分别发送至所述接收端。
可选的，发射端进行成形滤波处理的探测信号为基带信道探测信号。
可选的，N个信道的信道间隔大于信道相干带宽。例如，将发射端和接收端的通信频带预划分为8个信道。
接收端从每个信道接收信道探测信号，得到N个信道的信道质量。
S102，接收接收端发送的信令反馈信号，根据信令反馈信号获取目标信道和目标信道对应的调制编码方式，其中，目标信道是N个信道中信道质量最高的信道。
发射端通过下变频使自身接收频率同步到发射频率，对信令反馈信号进行解调、解扩和信令译码处理，得到所述目标信道和所述目标信道对应的调制编码方式。
S103，根据目标信道对应的调制编码方式，对业务数据进行处理，得到业务通信信号，通过目标信道将业务通信信号发送至接收端。
可选的，发射端对业务数据进行处理的过程包括：根据目标信道对应的调制编码方式，对所述业务数据进行信道编码、信道交织、调制和上变频处理。
通过上述方法，发射端得到N个信道中信道质量最好的信道，和与该信道相适应的调制编码方式。通过信道质量最好的信道对应的调制编码方式对业务数据进行处理，得到业务通信信号，再通过信道质量最好的信道将业务通信信号发送至接收端。
可选的，信道探测信号由恒包络零自相关CAZAC序列构成，CAZAC序列具有零自相关特性，对信道的探测更加充分、质量评估更加准确，选频性能更好，从而使得本申请实施例提供的方法的应用场景更加广泛。
可选的，信道探测信号可以使用CAZAC序列中的Frank-Zadoff-Chu序列。
可选的，信道探测信号、信令反馈信号和业务通信信号的符号速率相同，信道探测信号、信令反馈信号和业务通信信号的成形方式相同。通过这种方式，使得通过探测信号探测到的信道情况更加符合业务通信信号发射时的信道情况。
另一种可选的，发射端的变频器对应的最短频率切换时间为第一时长，信道探测信号的信号持续时间为第二时长，第二时长大于等于第一时长。
若第二时长小于第一时长，则变频器无法支持，导致信号失真。
例如，发射端的变频器为支持每秒10000跳的变频器，则信道探测信号时长不小于100微秒。
由上可知，本发明通过对发射端和接收端的N个信道进行实时探测和信令反馈，使业务通信保持工作在信道质量最好的通信信道，提高了功率利用率，具有更高的数据传输速率，并且，发射端和接收端只需要是单天线设备即可实现本发明的方法，大大提高了散射通信系统的便捷性。
图2示出了本发明实施例提供的一种散射通信系统的通信方法的实现流程图，该方法应用于一种散射通信系统的接收端，该散射通信系统还包括发射端，接收端和发射端的通信频带被预划分为N个信道，可选的，发射端和接收端都是单天线设备，详述如下：
S201，分别从N个信道接收发射端发送的信道探测信号。
可选的，接收端通过下变频使自身接收频率同步到发射频率，分别从N个信道接收发射端发送的信道探测信号并进行匹配滤波处理。
S202，根据从每个信道接收到的信道探测信号，对N个信道的信道质量进行排序。
可选的，根据从每个信道接收到的信道探测信号获取每个信道的信噪比和/或误码率，根据每个信道的信噪比和/或误码率对N个信道的信道质量按照由高到低的顺序进行排序。
S203，根据排序结果选取信道质量最好的信道作为目标信道，并根据目标信道的信道质量得到目标信道对应的调制编码方式。
例如，若接收端根据每个信道的信噪比对N个信道的信道质量进行排序，则信噪比最高的信道为目标信道，目标信道的信噪比对应的调制编码方式即为目标信道对应的调制编码方式。
S204，向发射端发送信令反馈信号，信令反馈信号包括目标信道的标识信息和目标信道对应的调制编码方式，以使得发射端根据目标信道对应的调制编码方式，对业务数据进行处理，得到业务通信信号，通过目标信道将业务通信信号发送至接收端。
可选的，接收端对目标信道的标识信息和目标信道对应的调制编码方式进行信令编码、扩频、调制和上变频处理后，得到信令反馈信号并发送至发射端。
可选的，发射端向接收端发送信道探测信号的时刻为第一时刻，接收端向发射端发送信令反馈信号的时刻为第二时刻，第二时刻与第一时刻的时间间隔为预设时间间隔。
通过本申请实施例的通信方法的一次通信过程为一个选频帧，可选的，第二时刻与第一时刻相比，延后半个选频帧。例如，一个选频帧为5ms，则第二时刻比第一时刻延后2.5ms。
通过这种方式，保证发射端在发射业务数据之前，可以得到目标信道对应的调制编码方式。
进一步的，接收端接收到业务通信信号后，经下变频、解调、解信道交织和信道译码后，解调出业务数据。
由上可知，本发明通过对发射端和接收端的N个信道进行实时探测和信令反馈，使业务通信保持工作在信道质量最好的通信信道，提高了功率利用率，具有更高的数据传输速率，并且，发射端和接收端只需要是单天线设备即可实现本发明的方法，大大提高了散射通信系统的便捷性。
图3示出了本发明实施例提供的一种散射通信系统的通信方法的实现流程图，该方法应用于一种散射通信系统，该散射通信系统包括发射端和接收端，发射端和接收端的通信频带被预划分为N个信道，可选的，发射端和接收端都是单天线设备，详述如下：
S301，发射端通过N个信道分别向接收端发送信道探测信号。
S302，接收端根据从每个信道接收到的信道探测信号，对N个信道的信道质量进行排序。
S303，接收端根据排序结果选取信道质量最好的信道作为目标信道，并根据目标信道的信道质量得到目标信道对应的调制编码方式。
S304，接收端向发射端发送信令反馈信号，信令反馈信号包括目标信道的标识信息和目标信道对应的调制编码方式。
S305，发射端接收信令反馈信号，根据信令反馈信号获取目标信道和目标信道对应的调制编码方式。
S306，发射端根据目标信道对应的调制编码方式，对业务数据进行处理，得到业务通信信号，通过目标信道将业务通信信号发送至接收端。
S307，接收端接收业务通信信号，解析获得业务数据。
由上可知，本发明通过对发射端和接收端的N个信道进行实时探测和信令反馈，使业务通信保持工作在信道质量最好的通信信道，提高了功率利用率，具有更高的数据传输速率，并且，发射端和接收端只需要是单天线设备即可实现本发明的方法，大大提高了散射通信系统的便捷性。
可选的，步骤S301至步骤S307可视为一次选频过程，完成步骤S307后，循环至步骤S301，进行下一次选频过程，直至发射端和接收端结束工作。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图4示出了本发明实施例提供的一种发射端设备的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：如图4所示，发射端设备包括数据处理模块41和信号收发模块42，可选的，信号收发模块42由单天线构成，发射端设备与散射通信系统中的接收端设备进行通信，发射端设备和接收端设备之间的通信频带被预划分为N个信道，发射端设备用于：
信号收发模块42通过N个信道分别向接收端设备发送信道探测信号，以使得接收端设备根据从每个信道接收到的信道探测信号，获取N个信道的信道质量；
数据处理收发模块接收接收端设备发送的信令反馈信号，数据处理模块41根据信令反馈信号获取目标信道和目标信道对应的调制编码方式，其中，目标信道是N个信道中信道质量最高的信道；
数据处理模块41根据目标信道对应的调制编码方式，对业务数据进行处理，得到业务通信信号，数据处理收发模块通过目标信道将业务通信信号发送至接收端设备。
可选的，数据处理模块41对信道探测信号进行成形滤波和上变频处理后，数据处理收发模块通过N个信道分别发送至接收端设备。
可选的，信道探测信号由恒包络零自相关CAZAC序列构成，信道探测信号、信令反馈信号和业务通信信号的符号速率相同，信道探测信号、信令反馈信号和业务通信信号的成形方式相同。
可选的，信号处理模块通过下变频使自身接收频率同步到发射频率，对信令反馈信号进行解调、解扩和信令译码处理，得到目标信道和目标信道对应的调制编码方式。
可选的，数据处理模块41根据目标信道对应的调制编码方式，对业务数据进行信道编码、信道交织、调制和上变频处理。
可选的，发射端设备包括变频器，发射端设备的变频器对应的最短频率切换时间为第一时长，信道探测信号的信号持续时间为第二时长，第二时长大于等于第一时长。
由上可知，本发明通过对发射端设备和接收端设备的N个信道进行实时探测和信令反馈，使业务通信保持工作在信道质量最好的通信信道，提高了功率利用率，具有更高的数据传输速率，并且，发射端设备和接收端设备只需要是单天线设备即可实现本发明的方法，大大提高了散射通信系统的便捷性。
图4还可以是本发明实施例提供的一种接收端设备的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：如图4所示，接收端设备包括数据处理模块41和信号收发模块42，可选的，信号收发模块42由单天线构成，接收端设备与散射通信系统中的发射端设备进行通信，接收端设备和发射端设备之间的通信频带被预划分为N个信道，接收端设备用于：
信号收发模块42分别从N个信道接收发射端发送的信道探测信号；
数据处理模块41根据从每个信道接收到的信道探测信号，对N个信道的信道质量进行排序；
数据处理模块41根据排序结果选取信道质量最好的信道作为目标信道，并根据目标信道的信道质量得到目标信道对应的调制编码方式；
信号收发模块42向发射端设备发送信令反馈信号，信令反馈信号包括目标信道的标识信息和目标信道对应的调制编码方式，以使得发射端设备根据目标信道对应的调制编码方式，对业务数据进行处理，得到业务通信信号，通过目标信道将业务通信信号发送至接收端。
可选的，数据处理模块41通过下变频使自身接收频率同步到发射频率，分别从N个信道接收发射端设备发送的信道探测信号并进行匹配滤波处理；
可选的，数据处理模块41根据从每个信道接收到的信道探测信号获取每个信道的信噪比和/或误码率，根据每个信道的信噪比和/或误码率对N个信道的信道质量按照由高到低的顺序进行排序。
可选的，数据处理模块41对目标信道的标识信息和目标信道对应的调制编码方式进行信令编码、扩频、调制和上变频处理后，得到信令反馈信号并通过信号收发模块42发送至发射端设备。
可选的，发射端设备向接收端设备发送信道探测信号的时刻为第一时刻，接收端设备向发射端设备发送信令反馈信号的时刻为第二时刻，第二时刻与第一时刻的时间间隔为预设时间间隔。
由上可知，本发明通过对发射端设备和接收端设备的N个信道进行实时探测和信令反馈，使业务通信保持工作在信道质量最好的通信信道，提高了功率利用率，具有更高的数据传输速率，并且，发射端设备和接收端设备只需要是单天线设备即可实现本发明的方法，大大提高了散射通信系统的便捷性。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种散射通信系统的通信方法，其特征在于，该方法应用于一种散射通信系统的发射端，所述散射通信系统还包括接收端，所述发射端和所述接收端的通信频带被预划分为N个信道；该方法包括：
通过所述N个信道分别向所述接收端发送信道探测信号，以使得所述接收端根据从每个信道接收到的信道探测信号，获取所述N个信道的信道质量；
接收所述接收端发送的信令反馈信号，根据所述信令反馈信号获取目标信道和所述目标信道对应的调制编码方式，其中，所述目标信道是所述N个信道中信道质量最高的信道；
根据所述目标信道对应的调制编码方式，对业务数据进行处理，得到业务通信信号，通过所述目标信道将所述业务通信信号发送至所述接收端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述N个信道分别向所述接收端发送信道探测信号包括：
对所述信道探测信号进行成形滤波和上变频处理后，通过所述N个信道分别发送至所述接收端。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道探测信号由恒包络零自相关CAZAC序列构成，所述信道探测信号、所述信令反馈信号和所述业务通信信号的符号速率相同，所述信道探测信号、所述信令反馈信号和所述业务通信信号的成形方式相同。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述信令反馈信号获取目标信道和所述目标信道对应的调制编码方式包括：
通过下变频使自身接收频率同步到发射频率，对信令反馈信号进行解调、解扩和信令译码处理，得到所述目标信道和所述目标信道对应的调制编码方式。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标信道对应的调制编码方式，对业务数据进行处理包括：
根据所述目标信道对应的调制编码方式，对所述业务数据进行信道编码、信道交织、调制和上变频处理。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述发射端的变频器对应的最短频率切换时间为第一时长，所述信道探测信号的信号持续时间为第二时长，所述第二时长大于等于所述第一时长。
7.一种散射通信系统的通信方法，其特征在于，该方法应用于一种散射通信系统的接收端，所述散射通信系统还包括发射端，所述接收端和所述发射端的通信频带被预划分为N个信道；该方法包括：
分别从所述N个信道接收发射端发送的信道探测信号；
根据从每个信道接收到的信道探测信号，对所述N个信道的信道质量进行排序；
根据排序结果选取信道质量最好的信道作为目标信道，并根据目标信道的信道质量得到所述目标信道对应的调制编码方式；
向所述发射端发送信令反馈信号，所述信令反馈信号包括所述目标信道的标识信息和所述目标信道对应的调制编码方式，以使得所述发射端根据所述目标信道对应的调制编码方式，对业务数据进行处理，得到业务通信信号，通过所述目标信道将所述业务通信信号发送至所述接收端。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述分别从所述N个信道接收发射端发送的信道探测信号包括：
通过下变频使自身接收频率同步到发射频率，分别从所述N个信道接收发射端发送的信道探测信号并进行匹配滤波处理；
所述根据从每个信道接收到的信道探测信号，对所述N个信道的信道质量进行排序包括：
根据从每个信道接收到的信道探测信号获取每个信道的信噪比和/或误码率，根据每个信道的信噪比和/或误码率对所述N个信道的信道质量按照由高到低的顺序进行排序。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述向所述发射端发送信令反馈信号包括：
对所述目标信道的标识信息和所述目标信道对应的调制编码方式进行信令编码、扩频、调制和上变频处理后，得到信令反馈信号并发送至所述发射端。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述发射端向所述接收端发送信道探测信号的时刻为第一时刻，所述接收端向所述发射端发送信令反馈信号的时刻为第二时刻，所述第二时刻与所述第一时刻的时间间隔为预设时间间隔。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2021
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