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CN106656372B - 一种跳频系统的频带干扰检测方法 - Google Patents

一种跳频系统的频带干扰检测方法 Download PDF

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CN106656372B CN201611140232.2A CN201611140232A CN106656372B CN 106656372 B CN106656372 B CN 106656372B CN 201611140232 A CN201611140232 A CN 201611140232A CN 106656372 B CN106656372 B CN 106656372B
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Abstract

本发明提出了一种跳频系统的频带干扰检测方法，该方法把整个跳频带宽分成若干个子带，利用接收到的每跳信号的功率以及独特字捕获结果，在每跳时间内，实时检测及判断跳频带宽内各个子带的干扰状态，并将所有子带的干扰状态指示通过状态信息下发，接收端可以根据频带干扰状态指示，进行决策及自适应调整，从而实现收发联合自适应抗干扰。本发明实现收发联合自适应抗干扰，提高系统的抗干扰性能。

Description

一种跳频系统的频带干扰检测方法
技术领域
本发明涉及一种跳频通信系统的频带干扰检测方法，属于电子通信领域。
背景技术
在跳频通信系统中，我们不能仅仅依靠单一的跳频技术来抵抗干扰，以跳频技术为代表的抗干扰技术经常需要和其他技术相结合才能取得更高的抗干扰性能，这是跳频通信系统的一种手段。目前已有很多其他技术和跳频技术相结合使用，这些系统在综合抗干扰能力方面都有很大提高。
对跳频带宽内的干扰信号进行检测，识别跳频带宽内的干扰状态，实现系统自适应抗干扰，是一种比较有效的提高跳频系统抗干扰能力的技术手段。干扰信号检测一般采用的方法是将跳频系统全频带的信号进行采集，之后对采集的信号进行分析。对于宽带跳频系统而言，跳频带宽很宽，利用这种方法对采集系统的硬件处理能力有很高的要求，实现复杂。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种跳频系统的频带干扰检测方法，在通用的跳频处理平台上，有效地识别跳频带宽内的干扰状态，结合跳频信号处理流程，实现跳频带宽内的干扰信号检测，有效降低了硬件资源的开销。
本发明的技术方案是：一种跳频系统的频带干扰检测方法，步骤如下：
(1)频带划分
设跳频带宽为B，将整个跳频带宽B划分成N个子带，每个子带的带宽为B/N，分别在N个子带内检测该子带内的干扰状态；设跳频频率的个数为M，M>N，每个子带的跳频频率个数K＝M/N；所述K、N为正整数；
(2)功率检测
对每跳的跳频信号的功率进行检测，获得每跳信号的功率大小，将功率转化成dBm表示；功率计算公式为：
Figure GDA0002201389600000021
其中xi为第i个同相支路采样数据，yi为第i个正交支路采样数据，n为每跳信号的采样点个数；i＝1，2……n；
(3)对每跳的独特字进行相关捕获
将每跳的接收数据与独特字进行滑动相关获得相关值，设定相关门限，当有相关值大于设定门限时，认为能正确捕获到独特字，记录该跳独特字的捕获结果为“1”，表示捕获成功；否则，认为没有正确捕获到独特字，记录该跳独特字的捕获结果为“0”，表示未捕获成功；
(4)确定干扰状态
运用每跳信号的功率和独特字捕获结果来确定该跳是否存在干扰；
设定功率门限值为P0，如果该跳信号的功率P大于P0，但没能正确捕获到独特字，认为该跳信号被干扰，干扰状态指示为1；如果该跳信号的功率大于P0，同时正确捕获到独特字，认为该跳信号没有被干扰，干扰状态指示为0；如果该跳信号的功率P小于P0，认为该跳信号没有被干扰，干扰状态指示为0；
(5)频带干扰映射
将每跳的干扰状态映射到N个子带中。计算每跳的跳频频率，通过该跳的跳频频率，计算出该跳信号对应到哪个跳频子带中，将确定的干扰状态信息映射到跳频带宽内的每个子带中去。第m跳跳频信号对应子带序号j的计算方法为将m与K的商向上取整，即j＝ceil(m/K)；
(6)频带干扰状态信息下发
每个子带的频带干扰状态信息用1比特来表示，“1”表示该子带有干扰，“0”表示该子带没有干扰；将N个子带的N比特干扰状态信息通过状态信息下发；
(7)自适应抗干扰
接收端接收到下发的频带干扰状态信息后，根据频带干扰状态调整跳频频率，躲避被干扰的频带，并通知发送端同时调整跳频频率，实现收发自适应抗干扰。
本发明相对于现有技术具有如下优点：
(1)、在步骤(2)功率检测和步骤(3)独特字捕获中，计算出每跳信号的功率值，并且获得独特字的捕获结果，利用通用的跳频信号处理算法，为频带干扰检测提供数据支持。
(2)、在步骤(4)确定干扰状态中，运用每跳信号的功率和独特字捕获结果来确定该跳是否存在干扰，算法简单，易于实现。
(3)、在步骤(5)频带干扰映射中，利用跳频图案中跳频频率的均匀性，通过计算每跳的干扰状态，再将每跳的干扰状态映射到N个子带中去，能够实时有效地获得频带干扰状态。
(4)、通过步骤(6)频带干扰状态信息下发和步骤(7)自适应抗干扰可以实现收发联合自适应抗干扰，提高系统的抗干扰性能。
附图说明
图1为本发明的一种跳频系统的频带干扰检测方法的系统框图；
图2为本发明频带划分示意图；
图3为本发明跳频帧格式示意图；
图4为本发明干扰状态确定流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作详细介绍。
如附图1，该方法把整个跳频带宽分成若干个子带，利用接收到的每跳信号的功率以及独特字捕获结果，在每跳时间内，实时检测及判断跳频带宽内各个子带的干扰状态，并将所有子带的干扰状态指示通过状态信息下发，接收端可以根据频带干扰状态指示，进行决策及自适应调整，从而实现收发联合自适应抗干扰。
(1)频带划分
设跳频带宽为2GHz，将整个跳频带宽划分成512个子带，每个子带的带宽约为4MHz，分别在512个子带内检测该子带内的干扰状态。设跳频频率的个数为65536个，每个子带的跳频频率个数为128个。
频带划分示意图见附图2。
(2)功率检测
对每跳的跳频信号的功率进行检测，获得每跳信号的功率大小，将功率转化成dBm表示；功率计算公式为：
Figure GDA0002201389600000041
其中xi为第i个同相支路采样数据，yi为第i个正交支路采样数据，n为每跳信号的采样点个数；
假设获得某连续10跳的功率检测值如表1所示。
表1功率检测值
跳序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
功率 65 64 64 65 41 64 66 43 65 42
(3)独特字捕获
在跳频帧中，每跳内容包含换频保护、独特字、数据和报尾保护，帧格式如附图3所示。
对每跳的独特字进行相关捕获。将每跳的接收数据与独特字进行滑动相关，设定相关门限，当有相关值大于设定门限时，认为能正确捕获到独特字，记录该跳独特字的捕获结果为“1”，表示捕获成功；否则，认为没有正确捕获到独特字，记录该跳独特字的捕获结果为“0”，表示未捕获成功。
假设某连续10跳的独特字捕获结果如表2所示。
表2独特字捕获结果
Figure GDA0002201389600000042
Figure GDA0002201389600000051
(4)确定干扰状态
运用每跳信号的功率和独特字捕获结果来确定该跳是否存在干扰。具体的流程如附图4所示。
设定功率门限值为P0(P0为能够正常通信的最小功率)，如果该跳信号的功率P大于P0，但没能正确捕获到独特字，认为该跳信号被干扰，干扰状态指示为1；如果该跳信号的功率大于P0，同时正确捕获到独特字，认为该跳信号没有被干扰，干扰状态指示为0。
如果该跳信号的功率P小于P0，认为该跳信号没有被干扰，干扰状态指示为0。
设定功率门限值为45，根据上述的算法确定每跳信号的干扰状态。干扰状态的结果如表3所示。
表3干扰状态结果
跳序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
功率 65 64 64 65 41 64 66 43 65 42
独特字捕获结果 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0
干扰状态 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0
(5)频带干扰映射
将每跳的干扰状态映射到N个子带中。计算每跳的跳频频率，通过该跳的跳频频率，计算出该跳信号对应到哪个跳频子带中，将确定的干扰状态信息映射到跳频带宽内的每个子带中去。第m跳跳频信号对应子带序号j的计算方法为将m与K的商向上取整，即j＝ceil(m/K)；
将10跳跳频信号的干扰状态映射到对应的子带中，计算出对应的子带序号如表4所示。
表4频带干扰映射
跳序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
跳频频率 56423 280 15694 48276 3284 62485 86 2945 38465 156
对应子带 441 3 123 378 26 489 1 24 223 2
干扰状态 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0
(6)频带干扰状态信息下发
每个子带的频带干扰状态信息用1比特来表示，“1”表示该子带有干扰，“0”表示该子带没有干扰。将512个子带的512比特干扰状态信息通过状态信息下发。
表5干扰状态信息
子带号 1 2 3 24 26 123 223 378 441 489
干扰状态 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0
根据跳频图案中跳频频率的均匀性，经过一段时间，当跳频频率覆盖到整个跳频带宽时，所有子带的干扰状态信息就可以全部得到。
(7)自适应抗干扰
接收端接收到下发的频带干扰状态信息后，根据频带干扰状态调整跳频频率，躲避被干扰的频带，并通知发送端同时调整跳频频率，实现收发自适应抗干扰。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知技术。

Claims (1)

1.一种跳频系统的频带干扰检测方法，其特征在于步骤如下：
(1)频带划分
设跳频带宽为B，将整个跳频带宽B划分成N个子带，每个子带的带宽为B/N，分别在N个子带内检测该子带内的干扰状态；设跳频频率的个数为M，M>N，每个子带的跳频频率个数K＝M/N；所述K、N为正整数；
(2)功率检测
对每跳的跳频信号的功率进行检测，获得每跳信号的功率大小，将功率转化成dBm表示；功率计算公式为：
Figure FDA0002201389590000011
其中xi为第i个同相支路采样数据，yi为第i个正交支路采样数据，n为每跳信号的采样点个数；i＝1，2……n；
(3)对每跳的独特字进行相关捕获
将每跳的接收数据与独特字进行滑动相关获得相关值，设定相关门限，当有相关值大于设定门限时，认为能正确捕获到独特字，记录该跳独特字的捕获结果为“1”，表示捕获成功；否则，认为没有正确捕获到独特字，记录该跳独特字的捕获结果为“0”，表示未捕获成功；
(4)确定干扰状态
运用每跳信号的功率和独特字捕获结果来确定该跳是否存在干扰；
设定功率门限值为P0，如果该跳信号的功率P大于P0，但没能正确捕获到独特字，认为该跳信号被干扰，干扰状态指示为1；如果该跳信号的功率大于P0，同时正确捕获到独特字，认为该跳信号没有被干扰，干扰状态指示为0；如果该跳信号的功率P小于P0，认为该跳信号没有被干扰，干扰状态指示为0；
(5)频带干扰映射
将每跳的干扰状态映射到N个子带中；计算每跳的跳频频率，通过该跳的跳频频率，计算出该跳信号对应到哪个跳频子带中，将确定的干扰状态信息映射到跳频带宽内的每个子带中去；第m跳跳频信号对应子带序号j的计算方法为将m与K的商向上取整，即j＝ceil(m/K)；
(6)频带干扰状态信息下发
每个子带的频带干扰状态信息用1比特来表示，“1”表示该子带有干扰，“0”表示该子带没有干扰；将N个子带的N比特干扰状态信息通过状态信息下发；
(7)自适应抗干扰
接收端接收到下发的频带干扰状态信息后，根据频带干扰状态调整跳频频率，躲避被干扰的频带，并通知发送端同时调整跳频频率，实现收发自适应抗干扰。
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