CN114944866A - 一种机载综合化多模通信系统及设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机载综合化多模通信系统及设计方法，属于机载通信领域，包括收发天线、收发天线路由矩阵、射频发射信道、射频接收信道、射频域自干扰抑制单元、发射微时隙路由控制单元、数字域自干扰抑制单元和调制解调软件；收发天线，对不同通信模式的射频信号辐射与接收；收发天线路由矩阵，对射频发射信号、射频接收信号对应天线的选择、射频接收信号对应的接收通道的选择；射频发射信道，中频信号处理形成射频功率信号；射频接收信道，射频信号的处理形成模拟中频信号；调制解调软件，通信模式的基带信号的调制与解调。本发明可以提高频谱资源利用率，减少发射资源需求，实现传感器数据传输与分发的目标统一，可以智能选择工作模式。

Description

一种机载综合化多模通信系统及设计方法

技术领域

本发明涉及机载通信领域，更为具体的，涉及一种机载综合化多模通信系统及设计方法。

背景技术

机载通信系统是机载电子设备的重要组成部分，是实现空中飞机平台之间、空中飞机与地面单元之间信息传输的关键设备。机载通信系统的主要应用包括：视距/超视距话音与数据通信；大范围空间地理环境及空、海、地面态势信息共享；高速率、高实时性的传感器数据的传输与分发；机群间协同等。

当前各种大小型飞机平台均集成了多种通信功能，但是飞机平台对通信设备提供的空间、供电能力、重量有限，且通信功能更新换代速度越来越快。若采用传统的联合式集成技术将机载通信设备进行简单累加，会造成系统规模不可控，与载机平台有限的载荷、空间、供电能力形成了鲜明的矛盾；另一方面，现有通信设备受到软/硬件资源的限制，仅能满足已有波形的使用需求，功能可扩展性差。机载通信系统通信需要考虑高集成度平台的应用需求，如通用化、小型化、多模式集成能力。当前，机载通信系统综合技术利用软件无线电方式实现功能软件化，功能软件与硬件资源分离的特点，为机载多频段、多模式通信提供高度综合化的解决方案。先进机载通信综合技术通过通用化、标准化设计，采用开放式架构，支持软硬件分离设计有效控制机载通信系统的硬件规模，缩减重量、体积、功耗，满足各种机载平台的适装性要求。

当前机载通信系统的不同通信模式工作频段覆盖了HF、VHF、UHF、L、S、KA、KU等频段。机载通信系统工作频段覆盖范围广，另一方面在航空通信主用的VHF、UHF、L频段。大量的通信功能工作在对应的频段中，频谱资源异常拥挤。由于机载平台本身的限制，对各通信功能的共址工作能力提出了更高的要求。在硬件资源无法满足共址工作要求时，通常采用频率规划的方式，使各通信功能协同工作。

当前机载通信系统的不同通信模式根据自身波形特征以及消息到达的实时性、通信模式的安全、可靠性，其所传输的消息内容各不相同，同时这些消息也存在相当一部分的重合。当机载通信系统装备的通信模式逐渐增多时，对消息内容的处理也日趋复杂。当前机载通信系统对各个通信工作模式还没有形成统一的消息处理机制，随着通信模式、消息协议的增多，机载任务系统对消息的合理使用也变得更加复杂。

随着频谱资源感知技术的不断发展，通信抗干扰技术能力的不断提升，发展出空时频联合抗干扰通信技术。随着机载平台传感器感知能力的提升，对机载平台所处空域频谱环境判断能力增强，使机载通信系统更加适应机载通信的复杂变化的电磁环境，更有效应对各种人为的干扰，从而为飞机提供高效、可靠的通信保障。

综上所述，现有机载通信系统主要存在以下三个方面的不足：

一、通过频率规划避免发射对接收信号的影响，造成可用频谱资源少。首先，由于装机尺寸、装机位置的限制，现有机载综合化通信设备天线隔离度不满足共址要求；其次，发射信号的相位噪声、宽带噪声不能做到理想的抑制，工作频段内接收信号受到相位噪声干扰、宽带噪声干扰；工作频段外的接收信号受到谐波干扰、杂散干扰的影响。因此某一工作模式发射时，会可能会造成其他工作模式无法接收。目前针对这种问题采用频率规划的方式避免发射信号对接收信号的影响，这样就造成本来就拥挤的频率资源可用的频率更加少。

二、不同模式所用的发射资源相对独立，硬件资源复用少。不同的工作模式根据其工作频段、发射功率需求设计了不同的发射通道，在工作模式少的时候这种工作方式的影响不明显。当工作模式增加后，同时增加对应的发射通路，造成设备体积尺寸大，功耗大，散热需求高的不利影响。

三、不同工作模式传输的数据消息格式不统一，航电任务系统处理复杂。首先不同的工作模式使用不同的消息格式分别利用自身波形特征实现或部分实现地空视距/超视距指挥引导、大范围地理环境及态势信息共享、传感器数据的实时传输与分发、机群战术级/火力级协同。其次，不同工作模式，均可对同一传感器数据进行实施传输与分发，如何合理的使用不同的工作模式进行安全、可靠地数据发送比较困难。最后接收端对不同工作模式下对接收到的传感器数据区分、合并处理困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种机载综合化多模通信系统及设计方法，可以提高频谱资源利用率，减少发射资源需求，传感器数据传输与分发的目标统一，可以智能选择工作模式。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种机载综合化多模通信系统，包括收发天线、收发天线路由矩阵、射频发射信道、射频接收信道、射频域自干扰抑制单元、发射微时隙路由控制单元、数字域自干扰抑制单元和调制解调软件系统；

收发天线，用于完成对不同通信模式的射频信号辐射与接收；

收发天线路由矩阵，用于完成对射频发射信号、射频接收信号对应天线的选择、射频接收信号对应的接收通道的选择；

射频发射信道，用于完成中频信号的变频、滤波、功率放大处理；

射频接收信道，用于完成射频信号的放大、滤波、变频处理；

调制解调软件系统，完成相应的通信模式的基带信号的调制与解调。

进一步地，所述射频域自干扰抑制单元包括收发天线隔离单元，所述收发天线隔离单元通过收发天线的机体布局，使得收发天线既能满足辐射方向性的需求，也能利用机体遮挡、天线间的布局位置来提高收发天线之间的隔离度；再利用收发天线路由矩阵根据不同通信工作模式对收发天线进行调度，确保发射信号对接收的影响最小。

进一步地，所述射频域自干扰抑制单元包括射频自干扰抑制单元，所述射频自干扰抑制单元通过耦合部分发射信号，对耦合得到的发射信号进行幅度、相位调整形成抑制信号，使得调整后的信号与自干扰信号幅度相同、相位相反，再将抑制信号与自干扰信号进行相加。

进一步地，所述射频域自干扰抑制单元包括射频域自干扰抑制反馈控制单元，所述射频域自干扰抑制反馈控制单元，用于对叠加后的信号进行相干检测，并判断对自干扰信号的抑制程度，实时调整抑制信号的幅度与相位，使得自干扰信号得到最大化的抵消。

进一步地，所述数字域自干扰抑制单元，用于在数字域通过时域、频域的自干扰信道估计形成自适应滤波初始加权系数，并通过自适应算法完成残余自干扰信号的消除。

进一步地，所述发射频微时隙路由控制单元包括发射逻辑控制单元和发射开关矩阵单元，所述发射逻辑控制单元，用于完成发射请求信号的接收、通信模式优选级的比较、当前发射射频信号包络的判断，下发发射允许的指令；所述发射开关矩阵单元，用于实时切换待发射通路，调整发射信道的工作模式，利用同一发射设备完成不同工作模式的通信链路的发射需求。

进一步地，包括协议处理单元、消息解析和处理单元；

协议处理单元，用于针对不同通信模式链路的协议约定不同，对不同通信模式分别进行协议处理；

消息解析和处理单元，用于对不同通信模式接收到的消息进行区分、合并、统一标识后组成统一消息格式输出至任务机；

在发射时，所述消息解析和处理单元根据发射消息的优先级、接收时接收信号上报的质量，频谱感知得出的信道干扰情况综合判断，选择通信链路发射；

在接收时，不同工作模式的通信链路上报接收信号质量，同时环境频谱监测设备实时监测飞机周围空域噪声干扰并形成数据记录，结合大数据分析得出各个工作模式的通信链路合适的工作频率。

进一步地，在接收过程中，针对监测到恶意干扰信号导致接收信号质量恶化，接收误码率升高导致的接收消息错误的问题，由所述消息解析和处理单元进行综合判断，使用接收信号质量好的工作模式通信链路发起消息重传请求，并使用接收信号质量好的工作模式进行消息传输；消息解析和处理单元结合消息优先级、不同通信链路接收信号质量、环境频谱监测结果选择通信链路进行发射。

一种机载综合化多模通信系统的设计方法，包括如上任一项所述的机载综合化多模通信系统，且包括干扰抑制的步骤：根据发射天线、接收天线的位置、发射通路、接收通路使用的工作频率，利用耦合得到的发射信号，产生不同的抑制信号输出至相应的接收通路，与自干扰信号进行叠加，确保不同工作频率、不同工作模式的通信链路的同时使用。

进一步地，包括发射微时隙路由控制的步骤：

当前通信模式在需要发射时，先产生发射请求信号输出至发射逻辑控制单元；由发射逻辑控制单元进行通信模式优先级比较，对当前射频发射信道的工作模式进行识别，以及射频发射信道发射射频信号包络进行综合判决；

根据综合判断后的信息，控制射频发射信道的工作模式，控制发射开关矩阵单元路由至相应的发射请求通道，输出发射允许指示，完成相应通信模式的发射。

本发明的有益效果包括：

本发明通过在接收通道加装射频域干扰对消电路，在数字域信号处理中增加干扰消除功能，可以有效的避免发射信号对接收信号的影响，确保接收信号灵敏度不因发射信号的发射造成灵敏度下降。即通过干扰消除的设计，可使不同工作模式的工作频率尽可得到有效地利用，提高了频谱的利用率。

本发明通过设计时隙动态分配的发射资源设计，可以做到不同工作模式可分时利用同一发射资源进行发射，而不影响通信效果。这种设计方式提高了硬件资源的利用，减小了硬件资源部署的体积尺寸、功耗等开销。

本发明通过多工作模式协议统一处理，可以做到不同工作模式接收到的消息通过区分、合并、统一标识后上报给任务系统，避免多模式之间接收的消息冲突。根据频谱感知技术感知当前不同工作模式的干扰，判断接收信号质量。发射时可以根据消息的优先级、数据量的大小、通信链路的质量选择合适的工作模式发送。同时根据消息协议，利用消息重传机制，若一种工作模式的消息没有被完成接收时，可以选择另一种工作模式申请重传。

基于本发明可实现不同工作模式的发射，对本工作模式、其他工作模式的接收不产生影响，在保证天线隔离度的前提下，不需进行频谱规划，即可进行多模式同时完成收发工作。

基于本发明可通过发射资源动态分配，可以根据发射需求以及当前发射资源的状态完成不同工作模式共用同一发射资源，这一设计在完成通信功能的前提下，减小了硬件资源开销，达到了节省空间、功耗资源的目的。

基于本发明利用统一的消息处理，接收时对不同工作模式根据相应的协议进行解析，将解析后的消息按照统一的消息格式输出至任务机。发射时接收任务机输出的统一格式的消息，按照对应的工作模式进行协议处理并发射。同时，根据接收信号质量，利用重传机制，保证消息的安全、可靠地传输。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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为本发明实施例中机载综合化多模通信系统的组成框图；

图2为本发明实施例中微时隙分配，多模式共用发射资源的逻辑框图；

图3为本发明实施例中基于多协议统一处理的多模式管理软件构成图。

具体实施方式

本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。

为了解决机载综合化多模通信系统中存在的上述问题，本发明实施例利用不同工作模式特征，根据软、硬件综合设计，以提高频谱资源利用率、减少发射资源需求、输出统一的传感器数据为目标，设计一种机载综合化多模通信系统。

如图1所示，本发明实施例提供一种机载综合化多模通信系统，链路由收发天线、收发天线路由矩阵、射频发射信道、射频接收信道、射频域自干扰抑制、射频域自干扰抑制反馈控制、发射频微时隙路由控制、数字域自干扰抑制、调制解调软件等组成。

在上述方案中，收发天线主要完成不同通信模式的射频信号辐射与接收。收发天线路由矩阵主要完成射频发射信号、射频接收信号对应发射天线的选择，射频接收信号对应的接收通道的选择。射频发射信道主要完成中频信号的变频、滤波、功率放大处理。射频接收信道主要完成射频信号的放大、滤波、变频处理。调制解调软件主要完成相应的通信模式的基带信号的调制与解调。

同时、同频兼容工作是利用射频域自干扰抑制以及数字域自干扰抑制来共同实现。射频域自干扰抑制可以通过收发天线隔离、射频自干扰抑制单元实现。

收发天线隔离的实现主要通过收发天线布局与天线路由实现。首先，充分考虑收发天线的机体布局。使得收发天线既能满足辐射方向性的需求，也能充分利用机体遮挡、天线间距等布局位置，有效提高收发天线之间的隔离度。其次，利用收发天线路由矩阵，根据不同通信工作模式对收发天线进行合理调度，确保发射信号对接收的影响最小。

尽管利用收发天线隔离可以减小发射信号进入接收通路的信号的能量大小，但相对于接收通道需要接收的有用信号来说，耦合进入接收通道的发射信号(以下简称自干扰信号)幅度依然很大，甚至高于需要接收的有用信号100dB以上。通过加入射频自干扰抑制单元，进一步抑制耦合进入接收通道的发射信号。

射频自干扰抑制单元通过耦合部分发射信号，对耦合得到的发射信号进行幅度、相位调整形成抑制信号，使得调整后的信号与自干扰信号幅度相同、相位相反。将抑制信号与自干扰信号进行相加。两个幅度相同、相位相反的矢量信号进行叠加后，自干扰信号得到了有效的抑制。对叠加后的信号进行相干检测，判断对自干扰信号的抑制程度，实时调整抑制信号的幅度与相位，使得自干扰信号得到最大化的抵消。由于不同的工作模式使用不同的接收天线，发射天线与不同接收天线的位置不同，需要根据接收天线位置，产生不同的抑制信号对自干扰信号进行抵消。

本发明实施例系统设计的射频域自干扰抑制单元，能够根据发射天线、接收天线的位置，发射通路、接收通路使用的工作频率，利用耦合得到的发射信号，产生不同的抑制信号输出至相应的接收通路，与自干扰信号进行叠加，确保不同工作频率、不同工作模式的通信链路的同时使用。

由于通信链路宽带特性，以及幅度、相位调整器件的误差，射频域的自干扰抑制无法对自干扰信号完全抵消。因此本发明实施例在数字域通过时域、频域的自干扰信道估计，形成自适应滤波初始加权系数，通过自适应算法完成残余自干扰信号的消除。

自干扰信号是已知信号，不同工作模式的调制方式不同，本发明实施例系统能够有效利用发射信号的基带信号与接收信道数字化后的中频信号进行相关检测，完成后续数字域自干扰信号的消除，并对消除后的数字信号信号进行反馈计算生成自适应滤波的加权系数，实现数字与自干扰信号的消除的最大化。

如图2所示，微时隙路由控制是由发射逻辑控制单元、发射开关矩阵单元构成。发射逻辑控制单元完成发射请求信号的接收、通信模式优选级的比较、当前发射射频信号包络的判断，下发发射允许的指令。

不同模式通信链路的发射时机不同，发射占空比不同，利用各个模式通信链路的发射间隙来进行其他工作模式的发射是可行的。通过设计发射逻辑控制、发射开关矩阵，实时切换待发射信道，调整发射设备的工作模式，利用同一发射设备完成不同工作模式的通信链路的发射需求，具体实现方式如下：

当前通信模式在需要发射时，先产生发射请求信号输出至发射逻辑控制单元。由发射逻辑控制单元进行通信模式优先级比较，对当前射频发射信道的工作模式进行识别，以及射频发射信道正在发射的射频信号包络进行综合判决。根据综合判断后的信息，控制射频发射信道的工作模式，控制发射开关矩阵单元路由至相应的发射请求通道，输出发射允许指示，完成相应通信模式的发射。

通过微时隙路由控制，可以使用一路发射资源完成多个通信模式的发射需求。在本发明实施例系统设计时，分析了不同通信工作模式的占用的频带宽度，不同通信工作模式发射功率的需求。选取了宽带射频器件满足所使用工作模式的工作频带需求。同时软件设置发射功率，满足不同通信模式的发射功率需求。

如图3所示，本发明实施例中实现基于多协议统一处理的多模式管理功能，由协议处理、消息解析、消息处理以及与任务机交互实现。协议处理是针对不同通信模式链路的协议约定不同，对不同通信模式分别进行协议处理。消息解析、处理功能部分软件对不同通信模式接收到的消息进行区分、合并、统一标识后组成统一消息格式输出至任务机，任务机根据接收到的消息进行进一步处理；发射时，消息解析、处理功能部分软件根据发射消息的优先级、接收时接收信号上报的质量，频谱感知得出的信道干扰情况综合判断，选择合适的通信链路发射。

多协议统一处理功能部分软件集成了现有各通信链路的协议，根据不同通信链路上报的数字信号进行对应的协议解析，输出相应的消息内容，将需要发射的消息内容按照对应通信链路的协议进行处理并输出至对应的发射信道中进行编码调制后发射。多协议统一处理功能预留处理资源，针对机载通信设备增加或删减通信链路，对通信协议做相应的增减处理。

消息解析、处理功能部分软件对不同通信链路接收的消息做统一的区分、合并、统一标识处理。装备不同模式的通信链路后，同一消息可能由不同的通信链路接收，不同通信链路的传输时延不同，部分消息会随着时间的变化而变化，不同模式传输消息的标识形式不一致，这些问题导致任务机无法有效辨识消息内容，甚至出现错判、误判的可能。消息解析、处理功能部分软件对不同通信链路接收到的消息进行滤波、加权等算法处理，消除不同模式通信链路传输消息带来的影响，形成统一、完备的消息体输出至任务系统。

由于环境干扰噪声、传输损耗、恶意干扰信号辐射的影响，可能导致工作在相应频段的通信链路接收误码率上升，甚至发生通信中断。在本发明实施例的综合化多模通信系统中，接收时不同工作模式的通信链路上报接收信号质量，同时环境频谱监测设备实时监测飞机周围空域噪声干扰并形成数据记录，结合事后的数据分析，得出各个工作模式的通信链路合适的工作频率。对监测到恶意干扰信号导致接收信号质量恶化，接收误码率升高导致的接收消息错误的问题，由消息解析、处理功能部分软件综合判断，使用接收信号质量好的工作模式通信链路发起消息重传请求，使用接收信号质量好的工作模式进行消息传输。消息解析、处理功能部分软件结合消息优先级、不同通信链路接收信号质量、环境频谱监测结果可优选合适的通信链路进行发射。

本发明实施例中，可实现如下功能：基于同时、同频兼容工作提高频率利用率的功能，基于集中微时隙分配，多模式共用发射资源，减小硬件资源开销的方法，基于频谱感知、多协议处理的多模式管理传感器数据收发功能。

在本发明实施例中，基于同时、同频兼容工作提高频率利用率的功能，主要是利用射频域干扰对消、数字域干扰消除方式，消除发射信号对接收信号的影响。在射频接收链路上增加射频干扰对消电路，实现对干扰信号的部分消除，接收信号处理软件中增加数字域的干扰消除功能，配合收发天线的隔离度，实现接收信号灵敏度不下降的目的，提高频谱利用率。

在本发明实施例中，基于集中微时隙分配，多模式共用发射资源，减小硬件资源开销的方法。利用不同工作模式的发射占空比不高的特点，设计发射资源微时隙动态分配机制，对请求发射的工作模式进行闭锁设计，减小硬件资源开销。

在本发明实施例中，基于多协议统一处理、频谱感知的多模式管理传感器数据收发功能。多协议处理功能是接收不同工作模式的消息数据，根据该工作模式的消息格式进行消息解析，对解析后的消息内容利用算法进行区分、合并处理，并将处理后的消息数据生成统一的数据格式发送至航电任务系统。对航电任务系统发送的消息数据，利用频谱感知功能、接收信号质量判别功能，实时测试当前工作环境周围频谱特点、接收信号质量特点，智能选用频谱干净，接收信号质量好的工作模式进行发射。

本发明设计方法的实施例，利用多通道同时宽频兼容工作、微时隙分配冲突消解策略分时复用发射硬件资源、多工作模式链路消息统一处理的方式，实现机载综合化多模通信，能够提高机载通信系统频谱利用率、减小硬件资源开销、保证通信链路的可靠性及有效性。

实施例1

一种机载综合化多模通信系统，包括收发天线、收发天线路由矩阵、射频发射信道、射频接收信道、射频域自干扰抑制单元、发射微时隙路由控制单元、数字域自干扰抑制单元和调制解调软件系统；

收发天线，用于完成对不同通信模式的射频信号辐射与接收；

收发天线路由矩阵，用于完成对射频发射信号、射频接收信号对应天线的选择、射频接收信号对应的接收通道的选择；

射频发射信道，用于完成中频信号的变频、滤波、功率放大处理；

射频接收信道，用于完成射频信号的放大、滤波、变频处理；

调制解调软件系统，完成相应的通信模式的基带信号的调制与解调。

实施例2

在实施例1的基础上，所述射频域自干扰抑制单元包括收发天线隔离单元，所述收发天线隔离单元通过收发天线的机体布局，使得收发天线既能满足辐射方向性的需求，也能利用机体遮挡、天线间的布局位置来提高收发天线之间的隔离度；再利用收发天线路由矩阵根据不同通信工作模式对收发天线进行调度，确保发射信号对接收的影响最小。

实施例3

在实施例1的基础上，所述射频域自干扰抑制单元包括射频自干扰抑制单元，所述射频自干扰抑制单元通过耦合部分发射信号，对耦合得到的发射信号进行幅度、相位调整形成抑制信号，使得调整后的信号与自干扰信号幅度相同、相位相反，再将抑制信号与自干扰信号进行相加。

实施例4

在实施例1的基础上，所述射频域自干扰抑制单元包括射频域自干扰抑制反馈控制单元，所述射频域自干扰抑制反馈控制单元，用于对叠加后的信号进行相干检测，并判断对自干扰信号的抑制程度，实时调整抑制信号的幅度与相位，使得自干扰信号得到最大化的抵消。

实施例5

在实施例1的基础上，所述数字域自干扰抑制单元，用于在数字域通过时域、频域的自干扰信道估计形成自适应滤波初始加权系数，并通过自适应算法完成残余自干扰信号的消除。

实施例6

在实施例1的基础上，所述发射频微时隙路由控制单元包括发射逻辑控制单元和发射开关矩阵单元，所述发射逻辑控制单元，用于完成发射请求信号的接收、通信模式优选级的比较、当前发射射频信号包络的判断，下发发射允许的指令；所述发射开关矩阵单元，用于实时切换待发射通道，调整发射信道的工作模式，利用同一发射设备完成不同工作模式的通信链路的发射需求。

实施例7

在实施例1的基础上，包括协议处理单元、消息解析和处理单元；

协议处理单元，用于针对不同通信模式链路的协议约定不同，对不同通信模式分别进行协议处理；

消息解析和处理单元，用于对不同通信模式接收到的消息进行区分、合并、统一标识后组成统一消息格式输出至任务机；

在发射时，所述消息解析和处理单元根据发射消息的优先级、接收时接收信号上报的质量，频谱感知得出的信道干扰情况综合判断，选择通信链路发射；

在接收时，不同工作模式的通信链路上报接收信号质量，同时环境频谱监测设备实时监测飞机周围空域噪声干扰并形成数据记录，结合事后数据分析得出各个工作模式的通信链路合适的工作频率。

实施例8

在实施例7的基础上，在接收过程中，针对监测到恶意干扰信号导致接收信号质量恶化，接收误码率升高导致的接收消息错误的问题，由所述消息解析和处理单元进行综合判断，使用接收信号质量好的工作模式通信链路发起消息重传请求，并使用接收信号质量好的工作模式进行消息传输；消息解析和处理的单元结合消息优先级、不同通信链路接收信号质量、环境频谱监测结果选择通信链路进行发射。

实施例9

一种机载综合化多模通信系统的设计方法，包括如实施例1～实施例8任一项所述的机载综合化多模通信系统，且包括干扰抑制的步骤：根据发射天线、接收天线的位置、发射通路、接收通路使用的工作频率，利用耦合得到的发射信号，产生不同的抑制信号输出至相应的接收通路，与自干扰信号进行叠加，确保不同工作频率、不同工作模式的通信链路的同时使用。

实施例10

在实施例9的基础上，包括发射微时隙路由控制的步骤：

当前通信模式在需要发射时，先产生发射请求信号输出至发射逻辑控制单元；由发射逻辑控制单元进行通信模式优先级比较，对当前射频发射信道的工作模式进行识别，以及射频发射信道发射射频信号包络进行综合判决；

根据综合判断后的信息，控制射频发射信道的工作模式，控制发射开关矩阵单元路由至相应的发射请求通道，输出发射允许指示，完成相应通信模式的发射。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

除以上实例以外，本领域技术人员根据上述公开内容获得启示或利用相关领域的知识或技术进行改动获得其他实施例，各个实施例的特征可以互换或替换，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种机载综合化多模通信系统，其特征在于，包括收发天线、收发天线路由矩阵、射频发射信道、射频接收信道、射频域自干扰抑制单元、发射微时隙路由控制单元、数字域自干扰抑制单元和调制解调软件系统；

收发天线，用于完成对不同通信模式的射频信号辐射与接收；

收发天线路由矩阵，用于完成对射频发射信号、射频接收信号对应天线的选择、射频接收信号对应的接收通道的选择；

射频发射信道，用于完成中频信号的变频、滤波、功率放大处理；

射频接收信道，用于完成射频信号的放大、滤波、变频处理；

调制解调软件系统，完成相应的通信模式的基带信号的调制与解调。

2.根据权利要求1所述的机载综合化多模通信系统，其特征在于，所述射频域自干扰抑制单元包括收发天线隔离单元，所述收发天线隔离单元通过收发天线的机体布局，使得收发天线既能满足辐射方向性的需求，也能利用机体遮挡、天线间的布局位置来提高收发天线之间的隔离度；再利用收发天线路由矩阵根据不同通信工作模式对收发天线进行调度，确保发射信号对接收的影响最小。

3.根据权利要求1所述的机载综合化多模通信系统，其特征在于，所述射频域自干扰抑制单元包括射频自干扰抑制单元，所述射频自干扰抑制单元通过耦合部分发射信号，对耦合得到的发射信号进行幅度、相位调整形成抑制信号，使得调整后的信号与自干扰信号幅度相同、相位相反，再将抑制信号与自干扰信号进行相加。

4.根据权利要求1所述的机载综合化多模通信系统，其特征在于，所述射频域自干扰抑制单元包括射频域自干扰抑制反馈控制单元，所述射频域自干扰抑制反馈控制单元，用于对叠加后的信号进行相干检测，并判断对自干扰信号的抑制程度，实时调整抑制信号的幅度与相位，使得自干扰信号得到最大化的抵消。

5.根据权利要求1所述的机载综合化多模通信系统，其特征在于，所述数字域自干扰抑制单元，用于在数字域通过时域、频域的自干扰信道估计形成自适应滤波初始加权系数，并通过自适应算法完成残余自干扰信号的消除。

6.根据权利要求1所述的机载综合化多模通信系统，其特征在于，所述发射频微时隙路由控制单元包括发射逻辑控制单元和发射开关矩阵单元，所述发射逻辑控制单元，用于完成发射请求信号的接收、通信模式优选级的比较、当前发射射频信号包络的判断，下发发射允许的指令；所述发射开关矩阵单元，用于实时切换待发射通路，调整发射信道的工作模式，利用同一发射设备完成不同工作模式的通信链路的发射需求。

7.根据权利要求1所述的机载综合化多模通信系统，其特征在于，包括协议处理单元、消息解析和处理单元；

协议处理单元，用于针对不同通信模式链路的协议约定不同，对不同通信模式分别进行协议处理；

消息解析和处理单元，用于对不同通信模式接收到的消息进行区分、合并、统一标识后组成统一消息格式输出至任务机；

在发射时，所述消息解析和处理单元根据发射消息的优先级、接收时接收信号上报的质量，频谱感知得出的信道干扰情况综合判断，选择通信链路发射；

在接收时，不同工作模式的通信链路上报接收信号质量，同时环境频谱监测设备实时监测飞机周围空域噪声干扰并形成数据记录，结合大数据分析得出各个工作模式的通信链路合适的工作频率。

8.根据权利要求7所述的机载综合化多模通信系统，其特征在于，在接收过程中，针对监测到恶意干扰信号导致接收信号质量恶化，接收误码率升高导致的接收消息错误的问题，由所述消息解析和处理单元进行综合判断，使用接收信号质量好的工作模式通信链路发起消息重传请求，并使用接收信号质量好的工作模式进行消息传输；消息解析和处理单元结合消息优先级、不同通信链路接收信号质量、环境频谱监测结果选择通信链路进行发射。

9.一种机载综合化多模通信系统的设计方法，其特征在于，包括如权利要求1～8任一项所述的机载综合化多模通信系统，且包括干扰抑制的步骤：根据发射天线、接收天线的位置、发射通路、接收通路使用的工作频率，利用耦合得到的发射信号，产生不同的抑制信号输出至相应的接收通路，与自干扰信号进行叠加，确保不同工作频率、不同工作模式的通信链路的同时使用。

10.根据权利要求9所述的设计方法，其特征在于，包括发射微时隙路由控制的步骤：

当前通信模式在需要发射时，先产生发射请求信号输出至发射逻辑控制单元；由发射逻辑控制单元进行通信模式优先级比较，对当前射频发射信道的工作模式进行识别，以及射频发射信道发射射频信号包络进行综合判决；

根据综合判断后的信息，控制射频发射信道的工作模式，控制发射开关矩阵单元路由至相应的发射请求通道，输出发射允许指示，完成相应通信模式的发射。

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