本發(fā)明涉及一種跳頻方法，更具體的說是涉及一種基于無線電的跳頻方法。
背景技術：
跳頻通信是擴頻通信的一種方式，其方式是使發(fā)射機頻率在一組預先指定的頻率上按照編碼序列所規(guī)定的順序離散的跳變，從而擴展發(fā)射波的頻譜。經跳頻方式擴頻后的信號頻率在較寬的頻率范圍內跳變，以躲避方式對抗通信中的干擾，在常規(guī)跳頻通信系統(tǒng)中，跳頻序列發(fā)生器所產生的載頻序列是按照通信雙方事先規(guī)定的協(xié)議遍歷跳頻頻率集的每一個頻點，由于通信時并不對頻率集的頻點進行質量分析，如果頻點受到了嚴重干擾，該頻點傳輸?shù)男畔㈦y以提取，就會造成大量的誤碼。
認知無線電則是一種智能化無線電，其是通過頻譜感知技術先檢測到網絡中的頻譜空穴，然后再利用頻譜空穴進行通信，因而可以用認知無線的頻譜感知技術避開干擾點，對跳頻的頻段進行有效的篩選采集，這樣就可以改善無線電臺對電磁環(huán)境的適應性、增加頻譜資源的利用率、減少電臺之間的干擾，然而現(xiàn)有的跳頻系統(tǒng)在使用頻譜空穴的過程中，是完全使用該頻譜的全部帶寬，因而在信道內出現(xiàn)主用戶的時候，為了不影響主用戶的體驗，就需要及時快速的跳出去，而現(xiàn)有的切換速度受到硬件設備的影響，因而不能夠達到很快，那么在不能夠及時切換的時候，就會影響到主用戶的體驗，而且在切換的過程中沒有前期的一個緩沖作用，所以很容易導致跳頻系統(tǒng)中數(shù)據(jù)丟失，或是跳頻變化，這樣就會導致跳頻傳輸誤差變大的問題。
技術實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種可以有效的不影響主用戶的體驗、避免跳頻傳輸誤差變大的基于認知無線電的跳頻方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術方案：一種基于無線電的跳頻方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟一，檢測并獲取現(xiàn)有網絡中的頻譜資源；
步驟二，對步驟一種獲取的頻譜資源進行頻譜空穴檢測；
步驟三，根據(jù)步驟二中獲得的頻譜空穴確定可用信道；
步驟四，根據(jù)步驟三中獲得的可用信道生成跳頻序列，并根據(jù)跳頻序列進行跳頻通信；
步驟五，檢測此時跳頻通信中的工作信號，檢測信道內是否出現(xiàn)主用戶，若沒有出現(xiàn)主用戶返回步驟四繼續(xù)進行跳頻通信，若出現(xiàn)主用戶，則先縮減跳頻通信帶寬，空出緩沖帶寬，并同時返回步驟二重新檢測頻譜空穴，同時檢測主用戶是否繼續(xù)存在，若主用戶繼續(xù)存在則繼續(xù)縮減跳頻帶寬，直至完全退出，使用新的頻譜空穴，返回步驟三，若主用戶不存在則增加跳頻帶寬，返回步驟四重新進行跳頻通信。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟二中的頻譜空穴檢測步驟如下：
(1)、根據(jù)下列公式計算某一信道的信號強度值RSSI：
其中，G為反饋的前端增益，Vc為ADC輸入電平值，f(t)為ADC的輸入電壓，R為輸入電阻，-T/2和T/2均為時刻，dt為單位時間，T為時間段，B為常數(shù)；
(2)、將表示該信道的信息傳輸給MAC；
(3)、MAC控制選擇已有的頻譜感知算法進一步檢測，并設立門限值γ，將RSSI與門限值γ相比較，若RSSI大于門限值γ，則表示此時有主用戶存在，若RSSI小于門限值γ，則表示此時頻譜處于空穴狀態(tài)。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟五中的跳頻通信帶寬的計算公式如下：
其中，Wx為跳頻通信帶寬，W為頻譜帶寬，t為主用戶的存在時間。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟五中還設有主用戶存在時間閾值Th，若主用戶的存在時間t大于時間閾值Th，則跳頻通信完全退出帶寬，若主用戶的存在時間t小于時間閾值Th，則在t的時間內通過公式縮減跳頻帶寬，t時間結束以后返回步驟四繼續(xù)進行跳頻通信。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟四中的跳頻序列生成步驟包括：
41，將信道帶寬分成多個邏輯子帶，并獲取指定的邏輯子帶的初始相位；
42，對步驟41中的獲得的初始相位根據(jù)預定的子帶移位值進行移相獲得第一跳頻時間點處的相位；
43，利用隨機數(shù)公式對預定的子帶移位值進行計算得到新的子帶移位值，同時將第一跳頻點的相位根據(jù)新的子帶移位值進相位移動，獲得第二跳頻點；
44，繼續(xù)利用隨機數(shù)公式對步驟43中新的子帶移位值計算獲得下一個子帶移位值，同時將第二跳頻點的相位根據(jù)新的子帶移位值進相位移動，獲得第三跳頻點，往復循環(huán)步驟44獲得跳頻序列。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟43中的隨機數(shù)產生公式如下：
ri＝(a*ri-1+b)，n；
其中，ri為隨機數(shù)，a和b均為預定常數(shù)，n為計算次數(shù)，移位值的計算為將移位值的數(shù)值加ri的數(shù)值即為新的移位值。
本發(fā)明的有益效果，通過步驟一的設置，就可以有效的檢測并獲取頻譜資源，通過步驟二的設置，就可以有效的對獲取到的頻譜資源進行空穴檢測，然后通過步驟三的設置就可以確定可用信道，通過步驟四的設置，就可以有效的生跳頻序列實現(xiàn)跳頻通信，而通過步驟五的設置，就可以在跳頻通信的過程中該信道的主用戶是否出現(xiàn)，若是出現(xiàn)主用戶則通過縮減跳頻通信帶寬，然后完全退出的方式，有效的實現(xiàn)了一個緩沖的作用，避免了現(xiàn)有技術中由于直接切換導致的數(shù)據(jù)丟失的問題，同時也不會影響主用戶對頻譜的使用，而且，在主用戶只是臨時使用一下頻譜的時候，跳頻通信并不會完全退出信道，這樣就不會需要再次進行頻譜空穴檢測和替換了，有效的增加了跳頻通信的效率。
具體實施方式
下面將所給出的實施例對本發(fā)明做進一步的詳述。
本實施例的一種基于無線電的跳頻方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟一，檢測并獲取現(xiàn)有網絡中的頻譜資源；
步驟二，對步驟一種獲取的頻譜資源進行頻譜空穴檢測；
步驟三，根據(jù)步驟二中獲得的頻譜空穴確定可用信道；
步驟四，根據(jù)步驟三中獲得的可用信道生成跳頻序列，并根據(jù)跳頻序列進行跳頻通信；
步驟五，檢測此時跳頻通信中的工作信號，檢測信道內是否出現(xiàn)主用戶，若沒有出現(xiàn)主用戶返回步驟四繼續(xù)進行跳頻通信，若出現(xiàn)主用戶，則先縮減跳頻通信帶寬，空出緩沖帶寬，并同時返回步驟二重新檢測頻譜空穴，同時檢測主用戶是否繼續(xù)存在，若主用戶繼續(xù)存在則繼續(xù)縮減跳頻帶寬，直至完全退出，使用新的頻譜空穴，返回步驟三，若主用戶不存在則增加跳頻帶寬，返回步驟四重新進行跳頻通信，在使用跳頻方法的過程中，首先通過步驟一獲取頻譜資源，再通過步驟二檢測頻譜空穴，從而通過步驟三確定可用信道，然后通過步驟四進行跳頻通信，最后通過步驟五，檢測跳頻通信中的主用戶出現(xiàn)情況，并且在主用戶出現(xiàn)的時候，設立緩沖區(qū)先給主用戶使用，同時緩沖區(qū)是緩緩變大的，其中本實施例中的緩沖區(qū)是通過緩緩縮減跳頻通信帶寬來實現(xiàn)的，這樣就可以為主用戶讓出帶寬起到了一個預先準備的作用，因為現(xiàn)有的主用戶使用頻譜帶寬的過程中帶寬占用也是一個緩緩增大的過程，因而將緩沖區(qū)緩緩增大可以有效的配合主用戶的使用，實現(xiàn)了不影響主用戶的效果，同時也提供了跳頻通信足夠的時間去退出信道，避免了現(xiàn)有技術中突然切換信道導致的數(shù)據(jù)丟失的問題，并且還可以在主用戶只是臨時占用一下信道的時候，繼續(xù)保留跳頻通信，有效的增加的跳頻通信的效率。
作為改進的一種具體實施方式，所述步驟二中的頻譜空穴檢測步驟如下：
(1)、根據(jù)下列公式計算某一信道的信號強度值RSSI：
其中，G為反饋的前端增益，Vc為ADC輸入電平值，f(t)為ADC的輸入電壓，R為輸入電阻，-T/2和T/2均為時刻，dt為單位時間，T為時間段，B為常數(shù)；
(2)、將表示該信道的信息傳輸給MAC；
(3)、MAC控制選擇已有的頻譜感知算法進一步檢測，并設立門限值γ，將RSSI與門限值γ相比較，若RSSI大于門限值γ，則表示此時有主用戶存在，若RSSI小于門限值γ，則表示此時頻譜處于空穴狀態(tài)，通過將輸入電壓除于輸入電阻并且積分后平方，然后再乘以時間段的倒數(shù)，再平方，然后再乘以電平值的平方除于輸入電阻R，信道的能量就是在于信道上的輸入電流流過輸入電阻所產生的能量，其中這里的輸入電阻包括信道線路本身的電阻和用戶使用時所產生的負載電阻，所以通過計算信道的輸入電阻所消耗的能量，就很好的計算出信道的能量，進而有效的檢測出此時信道是否處于空穴狀態(tài)了。
作為改進的一種具體實施方式，所述步驟五中的跳頻通信帶寬的計算公式如下：
其中，Wx為跳頻通信帶寬，W為頻譜帶寬，t為主用戶的存在時間，其中本實施例中的t單位為秒，因而調頻通信的帶寬是以每秒十倍的速度進行縮減，一方面就可以很好的給主用戶騰出信道空間，避免了主用戶需要使用的時候帶寬不夠導致主用戶使用體驗受到影響的問題，并且主用戶使用信道的過程中，其所需要的帶寬大約是呈十倍增長的，所以設置十倍的速度縮減，更能夠貼合主用戶的使用，同時也給了跳頻通信足夠的時間進行調整，避免了現(xiàn)有技術中由于突然切換導致的數(shù)據(jù)丟失的問題。
作為改進的一種具體實施方式，所述步驟五中還設有主用戶存在時間閾值Th，若主用戶的存在時間t大于時間閾值Th，則跳頻通信完全退出帶寬，若主用戶的存在時間t小于時間閾值Th，則在t的時間內通過公式縮減跳頻帶寬，t時間結束以后返回步驟四繼續(xù)進行跳頻通信，通過時間閾值Th的設置，就可以有效的判斷出此時主用戶是否是臨時連接一下信道，這樣就可以實現(xiàn)跳頻通信能夠更好的進行通信，而不會出現(xiàn)，主用戶只是臨時連接一下信道，而跳頻通信系統(tǒng)重新選擇信道，使得原來的信道空閑造成浪費的問題，同時也可以避免頻繁的信道切換導致的跳頻數(shù)據(jù)丟失的問題。
作為改進的一種具體實施方式，所述步驟四中的跳頻序列生成步驟包括：
41，將信道帶寬分成多個邏輯子帶，并獲取指定的邏輯子帶的初始相位；
42，對步驟41中的獲得的初始相位根據(jù)預定的子帶移位值進行移相獲得第一跳頻時間點處的相位；
43，利用隨機數(shù)公式對預定的子帶移位值進行計算得到新的子帶移位值，同時將第一跳頻點的相位根據(jù)新的子帶移位值進相位移動，獲得第二跳頻點；
44，繼續(xù)利用隨機數(shù)公式對步驟43中新的子帶移位值計算獲得下一個子帶移位值，同時將第二跳頻點的相位根據(jù)新的子帶移位值進相位移動，獲得第三跳頻點，往復循環(huán)步驟44獲得跳頻序列，利用隨機數(shù)公式對移位值進行改變，使得移位值的改變更加的隨機，跳頻通信中，跳頻的隨機性越強，那么被破譯的難度就越高，這樣進一步增加了跳頻通信的安全性，并且是通過隨機數(shù)公式產生的隨機數(shù)，因而收發(fā)雙方只需要使用同一個隨機數(shù)公式即可，十分的簡單方便，同時也不容易出現(xiàn)隨機數(shù)不對應導致接收方無法接收的問題。
作為改進的一種具體實施方式，所述步驟43中的隨機數(shù)產生公式如下：
ri＝(a*ri-1+b)，n；
其中，ri為隨機數(shù)，a和b均為預定常數(shù)，n為計算次數(shù)，移位值的計算為將移位值的數(shù)值加ri的數(shù)值即為新的移位值，可以看出上述公式可知a、b為一個不確定的數(shù)，因而通過改變a、b的值就可以有效的產生不同規(guī)律的隨機數(shù)，所以就可以增加隨機數(shù)的種數(shù)，使得跳頻通信的變化更多，安全性更高，且在收發(fā)雙方核對隨機數(shù)公式的過程中只需要對應a、b的值即可，減少了信息量，同時也避免了由于a、b的被截獲導致跳頻通信被破解的問題，同時當發(fā)現(xiàn)被截獲以后可以臨時改變a、b的值就可以產生完全不同的隨機數(shù)，進一步增加了安全性。
綜上所述，本實施例的基于無線電的跳頻方法，通過步驟一的設置就可以有效的獲取頻譜資源，通過步驟二、步驟三和步驟四的設置就可以有效的選擇出可用信道并進行跳頻通信，而通過步驟五的設置，就可以有效的在主用戶需要使用信道的時候及時的騰出緩沖帶寬，如此就可以有效的避免現(xiàn)有技術中影響主用戶對頻譜的使用，以及突然切換信道導致的跳頻通信數(shù)據(jù)丟失的問題。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。