【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于软件无线电抗干扰，具体涉及一种动态频谱接入的无线通信系统收发端同步换频的数字式系统与方法。
技术介绍
1、随着通信技术的不断发展，通信设备日益增多，这不仅使得可用的频率资源急剧减少，也让无线通信中的干扰问题越发突出。面对未来干扰所出现的复杂化问题，传统的抗干扰技术已经无法满足使用需要。
2、目前，认知无线电被认为是解决无线电频谱资源匮乏和利用率低下问题的技术，其将感知技术与抗干扰结合，先对周围频谱环境进行感知，然后利用算法对传输信道做出优化决策，最后躲避受干扰的信道，以适应环境的实时变化。随着认知无线电的发展，使得动态频谱接入被认为是解决频谱稀缺、对抗干扰最有前景的一种方式。而人工智能的发展，结合认知无线电，探索具有学习、认知、预测能力的智能抗干扰方法，可实现抗干扰方法的主动化设计。
3、相关研究表面，目前在无线通信系统中采用动态频谱接入时有一个比较突出的问题，即收发端的通信频段较难同时切换，这对数据的接收造成了一定程度的损失。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种无线通信系统收发端同步换频的数字式系统与方法，聚焦在发送端与接收端频段协调方面，设计了数字变频模块，在不改变硬件情况下，将直接对usrp硬件中心频率的控制转化为数字变频的方式，使得接收端usrp处于实时监控并接收整个频段数据的状态，当反向控制信息到来并且在当前频段检测不到通信数据时才会对传入的频段控制信息进行处理，有效解决了因时延差造成的收
2、为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种无线通信系统收发端同步换频的数字式系统，包括发送端与接收端构成，其中接收端包括数据处理模块与用频决策模块，基于gnu radio的数字变频模块为数据处理模块的一部分，数字变频模块核心为数字变频算法；发送端与接收端之间有两条通信链路，即数据链路与反向控制链路，其中反向控制链路用于传输接收端用频决策模块产生的换频控制信息。
4、一种无线通信系统收发端同步换频的数字式方法，包括：
5、步骤(1)：接收端usrp接收整个可用频段内数据并进行降频处理；
6、步骤(2)：数字变频模块通过数字变频算法在当前所用的通信频段中检测数据情况，并读取用频决策模块产生的换频控制信息，在当前频段检测不到数据信息时进入(3)；
7、步骤(3)：数字变频模块基于步骤(2)读取的换频控制信息产生对应的正弦波，进而进行数字变频，之后将数据连接到原始通信链路中。
8、为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
9、上述的步骤(1)包括：增大接收端usrp的采样率，使其在整个可用频段内接收发送端usrp发送的数据，并固定接收端usrp的中心频率保持不变，根据接收端usrp的中心频率将接收到的数据进行降频。
10、上述的步骤(3)所述的数字变频包括混频、低通滤波、降采样。
11、上述的步骤(3)包括：以步骤(2)提取的控制信息为参数产生一个正弦波并进行混频，在经过低通滤波后，将数据信息下变频为零频附近，并经过降采样后将数据连接到原始通信链路中。
12、上述的正弦波在乘法器中与usrp source传来的数据相乘实现混频。
13、本专利技术具有以下有益效果：
14、本专利技术依托于gnu radio与usrp构建的无线通信系统收发端同步换频的数字式系统，该系统由发送端与接收端构成，其中接收端包括数据处理模块与用频决策模块，数字变频模块为数据处理模块中的一部分，数字变频模块核心为数字变频算法。发送端与接收端之间有两条通信链路，即数据链路与反向控制链路，其中反向控制链路用于传输接收端用频决策模块产生的频段控制信息。在这个系统上，本专利技术关注点聚焦在发送端与接收端频段协调统一方面。
15、在本专利技术中，通过增大接收端usrp的采样率，使其在整个可用频段内接收发送端usrp发送的数据，并固定接收端usrp的中心频率保持不变，根据接收端usrp的中心频率将接收到的数据进行降频处理，使得无论发送端usrp如何跳变通信频点(发送的中心频率)，在固定某一中心频率并且增大采样率后的接收端usrp都可检测到数据并经过数字变频后固定在零中频，减少了数据的缺失；通过在接收端增加数字变频模块，由软件实现变频，保证了接收数据的完整，可实现无论发送端通信频段如何跳变，接收端usrp始终可以收集到发送数据并且程序始终可以在零频附近处理数据，减少了数据因跳频使得收发端通信频段无法统一而产生的数据缺失，解决无线通信系统中发送端与接收端的通信频段因难以同时改变而造成大量数据缺失的问题，实现动态频谱接入中因跳频造成接收端数据缺失的改进。
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1.一种无线通信系统收发端同步换频的数字式系统，其特征在于，包括发送端与接收端构成，其中接收端包括数据处理模块与用频决策模块，基于GNU Radio的数字变频模块为数据处理模块的一部分，数字变频模块核心为数字变频算法；发送端与接收端之间有两条通信链路，即数据链路与反向控制链路，其中反向控制链路用于传输接收端用频决策模块产生的换频控制信息。
2.一种无线通信系统收发端同步换频的数字式方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求1所述的一种无线通信系统收发端同步换频的数字式方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：增大接收端USRP的采样率，使其在整个可用频段内接收发送端USRP发送的数据，并固定接收端USRP的中心频率保持不变，根据接收端USRP设定的中心频率将接收到的数据进行降频处理。
4.根据权利要求1所述的一种无线通信系统收发端同步换频的数字式方法，其特征在于，步骤(3)所述的数字变频包括混频、低通滤波、降采样。
5.根据权利要求4所述的一种无线通信系统收发端同步换频的数字式方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：以步骤(2)提取的控制
6.根据权利要求5所述的一种无线通信系统收发端同步换频的数字式方法，其特征在于，所述正弦波在GNU Radio软件的乘法器中与USRP Source传来的数据相乘实现混频。
...【技术特征摘要】
1.一种无线通信系统收发端同步换频的数字式系统，其特征在于，包括发送端与接收端构成，其中接收端包括数据处理模块与用频决策模块，基于gnu radio的数字变频模块为数据处理模块的一部分，数字变频模块核心为数字变频算法；发送端与接收端之间有两条通信链路，即数据链路与反向控制链路，其中反向控制链路用于传输接收端用频决策模块产生的换频控制信息。
2.一种无线通信系统收发端同步换频的数字式方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求1所述的一种无线通信系统收发端同步换频的数字式方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：增大接收端usrp的采样率，使其在整个可用频段内接收发送端usrp发送的数据，并固定接收端usrp的中心频率保持不变，...
【专利技术属性】
技术研发人员：高世奇，杜熠凡，刘宇，戚楠，贾录良，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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