[發(fā)明專利]一種短波抗干擾超窄帶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011095079.2
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112260712B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張凱;陳測庫
• 申請（專利權(quán)）人: 西安烽火電子科技有限責任公司
• 主分類號: H04B1/40
• 分類號: H04B1/40;H04L1/00
• 代理公司: 西安睿通知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 寇蘭英

本發(fā)明屬于短波通信技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種短波抗干擾超窄帶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和方法，本發(fā)明通過引入信道探測波形的概念并將其疊加在原有的信息波形上，形成混疊波形進行發(fā)送；在接收端首先在混疊波形中提取信道探測波形；其次利用探測波形對傳輸信道類型進行判斷，根據(jù)判斷的類型選取對應參數(shù)從而對信道進行估計；而后基于信道估計結(jié)果將接收信號中關(guān)于探測波形的信息去除；最后在剩余的波形中提取軟信息，并送入譯碼器進行譯碼。本發(fā)明采用超窄帶進行數(shù)據(jù)傳輸且不需反饋重傳協(xié)議，僅需要很窄的頻譜范圍就可以工作，降低了對外界電磁環(huán)境與信道的要求，能夠適應各種干擾并在超窄帶實現(xiàn)關(guān)鍵信息遠距離傳輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于短波通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種短波抗干擾超窄帶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

短波通信是指波長在10米--100米，頻率范圍3MHz--30MHz的一種無線電通信技術(shù)。短波通信發(fā)射的電波要經(jīng)電離層的反射才能到達接收端，通信距離較遠，是遠程通信的主要手段。

短波信號具有一定帶寬會占據(jù)一定的頻譜資源，因此為了防止兩個短波信號互相干擾，通常會將它們‘放置’在收發(fā)雙發(fā)約定的頻率點上，這些頻率點互相保持一定間隔。例如常用的短波信號帶寬為3KHz，即待傳輸?shù)男畔⒔?jīng)調(diào)制后被‘放置’在范圍為3KHz的頻帶上；接收端根據(jù)發(fā)送端的發(fā)射中心頻率對短波信號進行接收。由于短波通信的特殊性與電離層的隨機性，可能會出現(xiàn)人為主動干擾或電離層不穩(wěn)定等情況從而導致不存在較為‘純凈’的3KHz頻帶，進而出現(xiàn)無法通信的情況。

現(xiàn)有抗干擾通信的基本思路是采用跳頻、擴頻或跳擴結(jié)合的方式來進行的，在跳頻前對頻率進行偵聽，選擇純凈的、沒有干擾的頻率點進行信息發(fā)送，這種方案能夠主動避開有干擾的頻率點，但發(fā)射信號帶寬仍然需要具有一定寬度，在復雜多變的環(huán)境下很難尋找到符合條件的信道。還有一種是基于ACK(應答反饋重傳)機制來實現(xiàn)的抗干擾通信技術(shù)，在這種方式下接收端把接收錯誤的數(shù)據(jù)幀索引號反饋給發(fā)送端，發(fā)送端再次發(fā)送這個數(shù)據(jù)幀，這樣就提高了可靠性。但這種方式需要有反饋信道，同時還需要收發(fā)兩端制定反饋重傳的協(xié)議。

然而在特殊應用場景下，如搶險救災、指揮控制、戰(zhàn)略部署等環(huán)境中，通信環(huán)境非常差，但卻需要在極端惡劣的環(huán)境下及時可靠地傳輸信息，通信暢通與否會直接影響事態(tài)發(fā)展方向。因此在復雜的、具有強電磁干擾的環(huán)境下如何提高關(guān)鍵信息傳輸?shù)目煽啃猿闪硕滩ㄍㄐ蓬I(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提出一種短波抗干擾超窄帶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和方法，本發(fā)明提出的抗干擾傳輸系統(tǒng)采用超窄帶進行數(shù)據(jù)傳輸且不需反饋重傳協(xié)議，僅需要很窄的頻譜范圍就能工作，降低了對外界電磁環(huán)境與信道的要求，能夠適應各種干擾并在“夾縫”中實現(xiàn)關(guān)鍵信息遠距離傳輸。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以解決。

一種短波抗干擾超窄帶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括：由依次連接的信息預處理模塊、調(diào)制器、成型濾波器和上變頻模塊及信道探測模塊組成的發(fā)送端，由依次連接的下變頻模塊、同步捕獲模塊、探測信號提取模塊、頻偏/信道估計模塊、消息頭信息提取模塊、參數(shù)匹配加載模塊、碼字軟信息提取模塊和譯碼器組成的接收端；

所述信息預處理模塊用于將待發(fā)送信息進行二進制編碼形成二進制LDPC碼字，并添加相應的消息頭和功率控制序列；

所述信道探測模塊用于產(chǎn)生信道探測序列，并將其疊加至成型濾波器產(chǎn)生的信息波形上，形成時域混疊波形，使接收端能夠據(jù)此進行信道類型識別與信道估計；其中，信息帶寬與信道探測序列的帶寬不同；

所述頻偏/信道估計模塊包含頻偏估計/跟蹤模塊和信道探測/估計模塊，所述探測信號提取模塊提取的探測序列信息分別傳輸至頻偏估計/跟蹤模塊和信道探測/估計模塊，分別進行頻偏估計和信道估計，并將估計的頻偏和信道結(jié)構(gòu)傳輸至信息頭信息提取模塊，同時，信道探測/估計模塊將信道估計結(jié)果傳輸至碼字軟信息提取模塊。