[發明專利]一種適用于航空自組網多通道自適應跳頻處理方法及系統

有效

• 申請號: 201410562274.X
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104270169A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 仇啟明;方正;丁勇飛;彭文攀;靳超;殷曉晨
• 申請（專利權）人: 中國航空無線電電子研究所
• 主分類號: H04B1/715
• 分類號: H04B1/715
• 代理公司: 上海和躍知識產權代理事務所(普通合伙) 31239
• 代理人: 楊慧

技術領域

本發明屬于航空電子信息的無線自組織網絡技術，是一種針對航空無線自組網共享信道自適應跳頻處理的實現方法及系統，應用于航空無線數據鏈組網領域。

技術背景

作為航空協同數據鏈未來的發展方向，航空自組網(Aeronautical?Ad?Hoc?Network,AANET)創造性地將移動自組網應用于航空飛行器之間，使其能夠互相分發地面指控信息和空中感知信息。而跳頻通信技術則是一種重要的抗干擾技術，將跳頻技術應用于航空自組織網絡將在保證網內節點充分共享信道帶寬的同時，提高系統的抗干擾能力。

在航空無線數據鏈組網系統中，信道共享模式的設計占有重要的地位，它是數據鏈組網有效性和可靠性的重要保證。為適應未來戰場快速、高效、抗毀性強的空天地一體化作戰信息平臺需求，國家在航空無線數據鏈組網領域進行了大力的投入，發展具有自主知識產權的無線數據鏈組網領域中的各項技術成為目前和未來數年中國內各相關研究機構的重要任務。在無線數據鏈組網領域中，物理層信道共享體制是關鍵一環，具有頻譜感知特征的自適應跳頻處理更是能有助于提高整個無線組網系統的效能。針對航空無線信道環境的自適應跳頻處理技術可通過頻譜感知及頻點動態分配來降低信號頻點碰撞概率以及保證系統的抗干擾性能，對于確保無線通信數據鏈組網的可靠性及有效性起到重要作用。

為適應實際應用需求，可靠性和有效性是行業內對于該技術方向的兩個核心要求，前者需重點分析本技術所采用的核心思想對跳頻圖案的構造以及跳頻同步的依賴關系，后者則應重點考慮共享無線信道下如何降低多節點信號頻率碰撞對組網通信效能產生的影響。目前，國內針對航空無線通信數據鏈組網的信道共享體制研究領域的研究和應用還遠未成熟。而國外相關領域的研究和應用目前主要集中在基于時分體制或全頻譜共享跳頻體制的相關設計上。時分體制信道利用率不高，基于全頻譜共享跳頻體制為滿足系統網絡接入成功率，信道編譯碼效率低，運算復雜度較高。

近年來國家在發展航空數據鏈組網的大力投入與目前我國在該領域很多技術還相對落后，是國內相關研究機構迫切需要解決的矛盾之一。而如何打破國外在該領域技術上的壟斷，通過自主創新，提升我國在航空無線組網關鍵技術領域的綜合實力，是促使我們進行研究的主要激勵。

發明內容

為了解決航空無線組網跳頻體制網絡節點間頻率碰撞問題、提高全網共享信道利用率，本發明的發明目的在于提供一種適用于航空自組網多通道自適應跳頻處理方法，通過頻譜感知處理及自適應頻點分配協議設計提高網絡可靠性。本發明的另一目的在于提供一種實現適用于航空自組網多通道自適應跳頻處理方法的系統。

本發明的發明目的通過以下技術方案實現：

一種適用于航空自組網多通道自適應跳頻處理方法，包含以下步驟：

步驟1)、對各頻點進行評估確認各頻點是否被干擾；

步驟2)、將跳頻全頻段劃分為m個物理信道，每個物理信道初始分配n個頻點組成頻率集；

步驟3)、若確定某物理信道有頻點被干擾，則暫時關閉該物理信道，選擇其它物理信道中功率最小頻點代替該物理信道中受干擾頻點，待受干擾頻點替換完成后該物理信道再恢復正常；

步驟4)、節點MAC層待發送信息發送時，依據當前各物理信道忙閑程度動態選擇當前最空閑物理信道；

步驟5)、用選中的物理信道對組幀后數據進行調制和跳頻發射。

依據上述特征，所述步驟1)中各頻點進行評估的方法為：

對輸入數據經與本地各頻點并行混頻并經匹配濾波后，采用滑窗遞歸模式進行信號功率估計，同時與本地同步序列進行相關處理，若功率估計結果高于信號強度門限，同時同步相關檢測無峰值出現，則表明該頻點被干擾。

依據上述特征，所述步驟3)中還包含根據頻點評估更新頻率表，具體步驟為：

步驟3.1)、若節點確定某物理信道有頻點被干擾，則暫時關閉該發射物理信道，并于Hello報文中增加受干擾頻點更新信息；

步驟3.2)、該節點所有一跳節點回復確認信息，源節點收到確認信息后關閉受干擾通知信息；

步驟3.3)、一跳節點在回復確認信息后，于Hello報文中增加受干擾頻點更新信息，并等待其一跳節點回復確認信息，一跳節點收到確認信息后關閉受干擾通知信息；

步驟3.4)、已完成更新信息發送節點后續收到鄰節點發來干擾頻點信息相同更新信息，只回復確認信息而不轉發，以上流程直至全網節點完成回復確認為止。

依據上述特征，所述步驟4)中選擇當前最空閑物理信道的方法為：