基于自主干扰检测和实时信道分配的数据链抗干扰方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自主干扰检测和实时信道分配的低延时数据链抗干扰方法，针对用于导弹捕控操作的数据链系统在低延时传输和抗干扰处理之间存在的矛盾，通过接收设备自主进行信道干扰检测和评估，并自主选择可用信道，提高数据链系统抗干扰能力。接收设备按照设定的扫频时间依次对各个信道进行多次采样、统计、评估，根据干扰判决条件给出信道实时可用性，当寻找到可用信道后，通过指令控制发射端和接收端的工作频率快速切换到目标信道。本发明专利技术使低延时数据链系统在系统层面规避干扰，降低了设备抗干扰处理的复杂度和成本，系统抗干扰能力得到显著提升。

Anti interference method for data link based on autonomous interference detection and real-time channel allocation

The invention discloses a low latency data chain self interference detection and real-time channel allocation based on anti interference method, for the contradiction between low delay transmission and anti-jamming data link system of missile capture control operation, the receiving device independent channel interference detection and evaluation, and choose the available channel. To improve the anti-interference ability of data link system. The receiving device in accordance with the sweep time of each channel by repeated sampling, statistics, evaluation, decision according to the interference conditions given channel availability in real time, when looking into the available channel, standard channel through fast switching frequency control of the transmitter and receiver. The invention avoids the interference of the low delay data chain system on the system level, reduces the complexity and the cost of the anti-interference treatment of the equipment, and improves the anti-interference ability of the system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于自主干扰检测和实时信道分配的低延时数据链抗干扰方法，属于通信
，特别是导弹数据链

技术介绍
导弹数据链系统作为导弹与地面发控指挥系统，以及导弹与导弹之间通信的桥梁，需要具有高实时性和高可用性的特点。尤其在战场复杂电磁环境中，数据链系统的抗干扰性能直接影响到武器装备效能的发挥。国内导弹数据链系统起步较晚，比较广泛的应用是在图像制导导弹系统中实现导弹与指控站之间的导引图像和捕控指令双向传输。目前导弹数据链存在两种典型技术，一种是采用模拟体制传输，突出信息的实时性，尤其是图像信号，没有数字采样压缩引入的延时，模拟传输的实时性强。但是，模拟传输在复杂电磁环境适应性和干扰对抗方面存在明显的技术手段不足，抗干扰性能差。第二种是采用数字体制，通过信道编译码和扩、跳频技术进行基带信号处理，提高信号的抗干扰能力。但是，扩、跳频系统是一个自扰系统，在用户数较多时需要耗用更多的频率资源；扩频系统具有远近效应，数据链系统需要引入复杂的功率控制策略；跳频系统需要有用户间时间同步系统以减少系统自扰。同时，数字信号处理引入的延时可能是导弹控制系统难以接受的，视频图像压缩/解压缩耗时甚至达到数百毫秒。构建高实时性和具有抗干扰能力的导弹数据链系统始终是研究人员努力的方向。通信抗干扰的技术手段比较多，包括频域、时域、空域、数字域等方面。对于导弹数据链系统，受平台尺寸、数据实时性等因素制约，时分、天线调零等很多技术难以在导弹数据链系统中应用。在干扰信号存在的情况下，信号能否正常工作主要取决于有用信号的电平与干扰电平的对比。这种对比有两类：一类是有用信号与背景干扰电平的对比，另一类是有用信号与单一的或多个同频或邻频信号的对比。背景干扰的频谱都是连续的宽频带的，单个或多个同频或邻频干扰信号的频谱是脉冲式的或窄频带的(相对于噪声干扰)。在目前存在的方法中，解决背景干扰的办法是加大有用信号的功率或大频段的回避。解决单一或多个同频或邻频干扰除了加大有用信号的功率和频率回避的方法外，也可通过改善天线辐射的方向性、延长干扰与被干扰信号的距离、改变调制方法、运用不同的极化和时间的分割等方法解决。目前抗干扰的方法大多数在设备和信号层面上，侧重于“抗”，而侧重于“避”的抗干扰方式目前国内外并没有相关介绍，回避干扰的捷变频方法主要用于雷达平台上，在数据链系统中应用较少。自适应信道分配的方法大多是通信双方根据预先设定好的规则和干扰检测结果，确定出信道分配表，很难满足实时性和低延时要求。在国家知识产权局和欧洲专利局网状搜索到“一种在无线通信系统中进行干扰抑制的设备及方法”的专利，该专利通过对上行噪声和干扰进行检测，根据检测结果判断是否存在干扰，如果存在干扰，则基站自动调节自身的接收灵敏度，通过基站的闭环功率控制，调整终端的发射功率，提高系统的干扰抑制能力。该方法与本专利技术有显著不同。除此之外，并未发现其他相关专利。
技术实现思路
本专利技术的方法解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于自主干扰检测和实时信道分配的低延时数据链抗干扰方法，本专利技术通过系统冗余信道设置、信道检测和干扰判别、实时信道分配、弹/地工作频率实时设定，实现系统自主规避受扰信道，通信双方在可用信道快速建立通信，提升数据链系统抗干扰能力。本专利技术的方法解决方案是：基于自主干扰检测和实时信道分配的数据链抗干扰方法，包括步骤如下：(1)数据链地面设备上电后，数据链返向链路默认工作在返向链路的第一信道，数据链地面设备中的干扰下变频模块将第一信道的信号下变频到干扰检测频率，干扰检测模块对第一信道中的频谱进行采样分析；(2)判断步骤(1)中干扰检测模块的采样分析，若分析结果为“无干扰”时，干扰检测模块向地面设备中数据综合处理模块发送“此信道可用”，数据链返向链路工作在“无干扰”第一信道上，并进入步骤(4)；若分析结果为“有干扰”时，则进入步骤(3)；(3)干扰检测模块向数据综合处理模块发送“此信道不可用”，数据综合处理模块产生频率控制指令，将干扰下变频模块的工作频率设置为第二信道，干扰检测模块继续采样分析当前时刻的信道频谱状况，若第二信道仍为“有干扰”，则向数据综合处理模块发送“此信道不可用”，数据综合处理模块继续调整干扰下变频模块的工作频率，对下一个信道进行频谱检测，直到被检测的信道为“无干扰”，干扰检测模块向数据处理模块发送“此信道可用”；(4)数据综合处理模块将数据返向链路中的图像下变频模块工作频率设置为“无干扰”信道频率，同时数据综合处理模块生成返向链路工作信道的指令，并通过数据链前向链路向弹载设备发送该指令，弹载设备根据该指令后将弹载设备返向信道切换到该“无干扰”信道，数据链返向链路工作在“无干扰”信道上；(5)数据综合处理模块然后将干扰下变频模块工作频率设置为下一个信道，以步骤(3)记载的方式检测出下一个“无干扰”信道，作为备用“无干扰”信道，干扰检测模块实时对备用信道进行频谱检测，以确保该信道实时可用，若发现备用信道出现干扰，则继续对后面的信道进行检测，当检测完最后一个信道后，将从第一个信道开始重新评估备用信道。干扰检测模块的具体实现方式如下：(a)干扰检测模块对每个信道的频谱检测时间为T，在时间T内，干扰检测模块按照设定的扫频时间对当前检测信道的通带进行反复不间断采样统计，每扫描一遍通带，按照单载波干扰判决条件和窄带干扰判决条件给出信道实时可用性并记录；单载波干扰判决条件和窄带干扰判决条件为：单载波判决门限：干扰信号电平大于等于-20dBm，窄带干扰判决门限：干扰信号电平大于等于-40dBm；(b)4s信道采样统计结束后，干扰检测模块对记录的N个采用采样结果进行综合评估，综合评估原则如下：在N次采样结果中，连续不可用次数大于5％N时，信道不可用，所述连续为采样序号连续；在N次采样结果中，离散不可用次数大于10％N时，信道不可用，所述离散为采样序号不连续。数据链返向链路工作信道的切换时间小于等于15ms，以保证信道切换的实时性和通信的连续性。本专利技术增加操控手，用于干预返向信道的选择，在返向信道工作过程中，若出现图像受干扰现象，操控手通过设置数据链返向链路的信道，控制返向链路直接跳转至备用的“无干扰”信道。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：(1)本专利技术通过系统冗余信道设置、信道检测和干扰判别、实时信道分...

【技术保护点】
基于自主干扰检测和实时信道分配的数据链抗干扰方法，其特征在于步骤如下：(1)数据链地面设备上电后，数据链返向链路默认工作在返向链路的第一信道，数据链地面设备中的干扰下变频模块将第一信道的信号下变频到干扰检测频率，干扰检测模块对第一信道中的频谱进行采样分析；(2)判断步骤(1)中干扰检测模块的采样分析，若分析结果为“无干扰”时，干扰检测模块向地面设备中数据综合处理模块发送“此信道可用”，数据链返向链路工作在“无干扰”第一信道上，并进入步骤(4)；若分析结果为“有干扰”时，则进入步骤(3)；(3)干扰检测模块向数据综合处理模块发送“此信道不可用”，数据综合处理模块产生频率控制指令，将干扰下变频模块的工作频率设置为第二信道，干扰检测模块继续采样分析当前时刻的信道频谱状况，若第二信道仍为“有干扰”，则向数据综合处理模块发送“此信道不可用”，数据综合处理模块继续调整干扰下变频模块的工作频率，对下一个信道进行频谱检测，直到被检测的信道为“无干扰”，干扰检测模块向数据处理模块发送“此信道可用”；(4)数据综合处理模块将数据返向链路中的图像下变频模块工作频率设置为“无干扰”信道频率，同时数据综合处理模块生成返向链路工作信道的指令，并通过数据链前向链路向弹载设备发送该指令，弹载设备根据该指令将弹载设备返向信道切换到该“无干扰”信道，数据链返向链路工作在“无干扰”信道上；(5)数据综合处理模块然后将干扰下变频模块工作频率设置为下一个信道，以步骤(3)记载的方式检测出下一个“无干扰”信道，作为备用“无干扰”信道，干扰检测模块实时对备用信道进行频谱检测，以确保该信道实时可用，若发现备用信道出现干扰，则继续对后面的信道进行检测，当检测完最后一个信道后，将从第一个信道开始重新评估信道。...

【技术特征摘要】
1.基于自主干扰检测和实时信道分配的数据链抗干扰方法，其特征在
于步骤如下：
(1)数据链地面设备上电后，数据链返向链路默认工作在返向链路的
第一信道，数据链地面设备中的干扰下变频模块将第一信道的信号下变频到
干扰检测频率，干扰检测模块对第一信道中的频谱进行采样分析；
(2)判断步骤(1)中干扰检测模块的采样分析，若分析结果为“无干
扰”时，干扰检测模块向地面设备中数据综合处理模块发送“此信道可用”，
数据链返向链路工作在“无干扰”第一信道上，并进入步骤(4)；若分析
结果为“有干扰”时，则进入步骤(3)；
(3)干扰检测模块向数据综合处理模块发送“此信道不可用”，数据
综合处理模块产生频率控制指令，将干扰下变频模块的工作频率设置为第二
信道，干扰检测模块继续采样分析当前时刻的信道频谱状况，若第二信道仍
为“有干扰”，则向数据综合处理模块发送“此信道不可用”，数据综合处
理模块继续调整干扰下变频模块的工作频率，对下一个信道进行频谱检测，
直到被检测的信道为“无干扰”，干扰检测模块向数据处理模块发送“此信
道可用”；
(4)数据综合处理模块将数据返向链路中的图像下变频模块工作频率
设置为“无干扰”信道频率，同时数据综合处理模块生成返向链路工作信道
的指令，并通过数据链前向链路向弹载设备发送该指令，弹载设备根据该指
令将弹载设备返向信道切换到该“无干扰”信道，数据链返向链路工作在“无
干扰”信道上；
(5)数据综合处理模块然后将干扰下变频模块工作频率设置为下一个
信道，以步骤(3)记载的方式检测出下一个“无干扰”信道，作为备用“无
干扰”信道，干扰检测模块实时对备用信道进行频谱检测，以确保该信道实

\t时可用，若发现备用信道出现干扰，则继续对后面的信道进行检测，当检测
完最后一个信道后，将从第一个信道开始重新...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴平，杨军，张宛怡，唐硕，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61