基于自主干擾檢測和實時信道分配的數(shù)據(jù)鏈抗干擾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種基于自主干擾檢測和實時信道分配的低延時數(shù)據(jù)鏈抗干擾方法， 屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是導彈數(shù)據(jù)鏈技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 導彈數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)作為導彈與地面發(fā)控指揮系統(tǒng)，以及導彈與導彈之間通信的橋 梁，需要具有高實時性和高可用性的特點。尤其在戰(zhàn)場復雜電磁環(huán)境中，數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的抗干 擾性能直接影響到武器裝備效能的發(fā)揮。
[0003] 國內(nèi)導彈數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)起步較晚，比較廣泛的應(yīng)用是在圖像制導導彈系統(tǒng)中實現(xiàn)導 彈與指控站之間的導引圖像和捕控指令雙向傳輸。
[0004] 目前導彈數(shù)據(jù)鏈存在兩種典型技術(shù)，一種是采用模擬體制傳輸，突出信息的實時 性，尤其是圖像信號，沒有數(shù)字采樣壓縮引入的延時，模擬傳輸?shù)膶崟r性強。但是，模擬傳輸 在復雜電磁環(huán)境適應(yīng)性和干擾對抗方面存在明顯的技術(shù)手段不足，抗干擾性能差。第二種 是采用數(shù)字體制，通過信道編譯碼和擴、跳頻技術(shù)進行基帶信號處理，提高信號的抗干擾能 力。但是，擴、跳頻系統(tǒng)是一個自擾系統(tǒng)，在用戶數(shù)較多時需要耗用更多的頻率資源;擴頻系 統(tǒng)具有遠近效應(yīng)，數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)需要引入復雜的功率控制策略;跳頻系統(tǒng)需要有用戶間時間 同步系統(tǒng)以減少系統(tǒng)自擾。同時，數(shù)字信號處理引入的延時可能是導彈控制系統(tǒng)難以接受 的，視頻圖像壓縮/解壓縮耗時甚至達到數(shù)百毫秒。構(gòu)建高實時性和具有抗干擾能力的導彈 數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)始終是研究人員努力的方向。
[0005]通信抗干擾的技術(shù)手段比較多，包括頻域、時域、空域、數(shù)字域等方面。對于導彈數(shù) 據(jù)鏈系統(tǒng)，受平臺尺寸、數(shù)據(jù)實時性等因素制約，時分、天線調(diào)零等很多技術(shù)難以在導彈數(shù) 據(jù)鏈系統(tǒng)中應(yīng)用。
[0006] 在干擾信號存在的情況下，信號能否正常工作主要取決于有用信號的電平與干擾 電平的對比。這種對比有兩類:一類是有用信號與背景干擾電平的對比，另一類是有用信號 與單一的或多個同頻或鄰頻信號的對比。背景干擾的頻譜都是連續(xù)的寬頻帶的，單個或多 個同頻或鄰頻干擾信號的頻譜是脈沖式的或窄頻帶的（相對于噪聲干擾）。在目前存在的方 法中，解決背景干擾的辦法是加大有用信號的功率或大頻段的回避。解決單一或多個同頻 或鄰頻干擾除了加大有用信號的功率和頻率回避的方法外，也可通過改善天線輻射的方向 性、延長干擾與被干擾信號的距離、改變調(diào)制方法、運用不同的極化和時間的分割等方法解 決。
[0007] 目前抗干擾的方法大多數(shù)在設(shè)備和信號層面上，側(cè)重于"抗"，而側(cè)重于"避"的抗 干擾方式目前國內(nèi)外并沒有相關(guān)介紹，回避干擾的捷變頻方法主要用于雷達平臺上，在數(shù) 據(jù)鏈系統(tǒng)中應(yīng)用較少。自適應(yīng)信道分配的方法大多是通信雙方根據(jù)預先設(shè)定好的規(guī)則和干 擾檢測結(jié)果，確定出信道分配表，很難滿足實時性和低延時要求。
[0008] 在國家知識產(chǎn)權(quán)局和歐洲專利局網(wǎng)狀搜索到"一種在無線通信系統(tǒng)中進行干擾抑 制的設(shè)備及方法"的專利，該專利通過對上行噪聲和干擾進行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果判斷是否 存在干擾，如果存在干擾，則基站自動調(diào)節(jié)自身的接收靈敏度，通過基站的閉環(huán)功率控制， 調(diào)整終端的發(fā)射功率，提高系統(tǒng)的干擾抑制能力。該方法與本發(fā)明有顯著不同。除此之外， 并未發(fā)現(xiàn)其他相關(guān)專利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的方法解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于自主干擾檢測和 實時信道分配的低延時數(shù)據(jù)鏈抗干擾方法，本發(fā)明通過系統(tǒng)冗余信道設(shè)置、信道檢測和干 擾判別、實時信道分配、彈/地工作頻率實時設(shè)定，實現(xiàn)系統(tǒng)自主規(guī)避受擾信道，通信雙方在 可用信道快速建立通信，提升數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)抗干擾能力。
[0010]本發(fā)明的方法解決方案是：
[0011] 基于自主干擾檢測和實時信道分配的數(shù)據(jù)鏈抗干擾方法，包括步驟如下：
[0012] (1)數(shù)據(jù)鏈地面設(shè)備上電后，數(shù)據(jù)鏈返向鏈路默認工作在返向鏈路的第一信道，數(shù) 據(jù)鏈地面設(shè)備中的干擾下變頻模塊將第一信道的信號下變頻到干擾檢測頻率，干擾檢測模 塊對第一信道中的頻譜進行采樣分析；
[0013] ⑵判斷步驟⑴中干擾檢測模塊的采樣分析，若分析結(jié)果為"無干擾"時，干擾檢 測模塊向地面設(shè)備中數(shù)據(jù)綜合處理模塊發(fā)送"此信道可用"，數(shù)據(jù)鏈返向鏈路工作在"無干 擾"第一信道上，并進入步驟(4);若分析結(jié)果為"有干擾"時，則進入步驟(3);
[0014] (3)干擾檢測模塊向數(shù)據(jù)綜合處理模塊發(fā)送"此信道不可用"，數(shù)據(jù)綜合處理模塊 產(chǎn)生頻率控制指令，將干擾下變頻模塊的工作頻率設(shè)置為第二信道，干擾檢測模塊繼續(xù)采 樣分析當前時刻的信道頻譜狀況，若第二信道仍為"有干擾"，則向數(shù)據(jù)綜合處理模塊發(fā)送 "此信道不可用"，數(shù)據(jù)綜合處理模塊繼續(xù)調(diào)整干擾下變頻模塊的工作頻率，對下一個信道 進行頻譜檢測，直到被檢測的信道為"無干擾"，干擾檢測模塊向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送"此信道 可用"；
[0015] (4)數(shù)據(jù)綜合處理模塊將數(shù)據(jù)返向鏈路中的圖像下變頻模塊工作頻率設(shè)置為"無 干擾"信道頻率，同時數(shù)據(jù)綜合處理模塊生成返向鏈路工作信道的指令，并通過數(shù)據(jù)鏈前向 鏈路向彈載設(shè)備發(fā)送該指令，彈載設(shè)備根據(jù)該指令后將彈載設(shè)備返向信道切換到該"無干 擾"信道，數(shù)據(jù)鏈返向鏈路工作在"無干擾"信道上；
[0016] (5)數(shù)據(jù)綜合處理模塊然后將干擾下變頻模塊工作頻率設(shè)置為下一個信道，以步 驟(3)記載的方式檢測出下一個"無干擾"信道，作為備用"無干擾"信道，干擾檢測模塊實時 對備用信道進行頻譜檢測，以確保該信道實時可用，若發(fā)現(xiàn)備用信道出現(xiàn)干擾，則繼續(xù)對后 面的信道進行檢測，當檢測完最后一個信道后，將從第一個信道開始重新評估備用信道。
[0017] 干擾檢測模塊的具體實現(xiàn)方式如下：
[0018] (a)干擾檢測模塊對每個信道的頻譜檢測時間為T，在時間T內(nèi)，干擾檢測模塊按照 設(shè)定的掃頻時間對當前檢測信道的通帶進行反復不間斷采樣統(tǒng)計，每掃描一遍通帶，按照 單載波干擾判決條件和窄帶干擾判決條件給出信道實時可用性并記錄；
[0019] 單載波干擾判決條件和窄帶干擾判決條件為:單載波判決門限：干擾信號電平大 于等于-20dBm，窄帶干擾判決門限:干擾信號電平大于等于-40dBm;
[0020] (b)4s信道采樣統(tǒng)計結(jié)束后，干擾檢測模塊對記錄的N個采用采樣結(jié)果進行綜合評 估，綜合評估原則如下：
[0021] 在N次采樣結(jié)果中，連續(xù)不可用次數(shù)大于5%N時，信道不可用，所述連續(xù)為采樣序 號連續(xù)；
[0022] 在N次采樣結(jié)果中，離散不可用次數(shù)大于10%N時，信道不可用，所述離散為采樣序 號不連續(xù)。
[0023]數(shù)據(jù)鏈返向鏈路工作信道的切換時間小于等于15ms，以保證信道切換的實時性和 通信的連續(xù)性。
[0024] 本發(fā)明增加操控手，用于干預返向信道的選擇，在返向信道工作過程中，若出現(xiàn)圖 像受干擾現(xiàn)象，操控手通過設(shè)置數(shù)據(jù)鏈返向鏈路的信道，控制返向鏈路直接跳轉(zhuǎn)至備用的 "無干擾"信道。
[0025] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：
[0026] (1)本發(fā)明通過系統(tǒng)冗余信道設(shè)置、信道檢測和干擾判別、實時信道分配、彈/地工 作頻率實時設(shè)定，實現(xiàn)系統(tǒng)自主規(guī)避受擾信道，通信雙方在可用信道快速建立通信，提升數(shù) 據(jù)鏈系統(tǒng)抗干擾能力，增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br>[0027] (2)本發(fā)明針對低延時數(shù)據(jù)鏈抗干擾問題，將