[发明专利]一种适用于航空自组网多通道自适应跳频处理方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于航空电子信息的无线自组织网络技术，是一种针对航空无线自组网共享信道自适应跳频处理的实现方法及系统，应用于航空无线数据链组网领域。

技术背景

作为航空协同数据链未来的发展方向，航空自组网(Aeronautical Ad Hoc Network,AANET)创造性地将移动自组网应用于航空飞行器之间，使其能够互相分发地面指控信息和空中感知信息。而跳频通信技术则是一种重要的抗干扰技术，将跳频技术应用于航空自组织网络将在保证网内节点充分共享信道带宽的同时，提高系统的抗干扰能力。

在航空无线数据链组网系统中，信道共享模式的设计占有重要的地位，它是数据链组网有效性和可靠性的重要保证。为适应未来战场快速、高效、抗毁性强的空天地一体化作战信息平台需求，国家在航空无线数据链组网领域进行了大力的投入，发展具有自主知识产权的无线数据链组网领域中的各项技术成为目前和未来数年中国内各相关研究机构的重要任务。在无线数据链组网领域中，物理层信道共享体制是关键一环，具有频谱感知特征的自适应跳频处理更是能有助于提高整个无线组网系统的效能。针对航空无线信道环境的自适应跳频处理技术可通过频谱感知及频点动态分配来降低信号频点碰撞概率以及保证系统的抗干扰性能，对于确保无线通信数据链组网的可靠性及有效性起到重要作用。

为适应实际应用需求，可靠性和有效性是行业内对于该技术方向的两个核心要求，前者需重点分析本技术所采用的核心思想对跳频图案的构造以及跳频同步的依赖关系，后者则应重点考虑共享无线信道下如何降低多节点信号频率碰撞对组网通信效能产生的影响。目前，国内针对航空无线通信数据链组网的信道共享体制研究领域的研究和应用还远未成熟。而国外相关领域的研究和应用目前主要集中在基于时分体制或全频谱共享跳频体制的相关设计上。时分体制信道利用率不高，基于全频谱共享跳频体制为满足系统网络接入成功率，信道编译码效率低，运算复杂度较高。

近年来国家在发展航空数据链组网的大力投入与目前我国在该领域很多技术还相对落后，是国内相关研究机构迫切需要解决的矛盾之一。而如何打破国外在该领域技术上的垄断，通过自主创新，提升我国在航空无线组网关键技术领域的综合实力，是促使我们进行研究的主要激励。

发明内容

为了解决航空无线组网跳频体制网络节点间频率碰撞问题、提高全网共享信道利用率，本发明的发明目的在于提供一种适用于航空自组网多通道自适应跳频处理方法，通过频谱感知处理及自适应频点分配协议设计提高网络可靠性。本发明的另一目的在于提供一种实现适用于航空自组网多通道自适应跳频处理方法的系统。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种适用于航空自组网多通道自适应跳频处理方法，包含以下步骤：

步骤1)、对各频点进行评估确认各频点是否被干扰；

步骤2)、将跳频全频段划分为m个物理信道，每个物理信道初始分配n个频点组成频率集；

步骤3)、若确定某物理信道有频点被干扰，则暂时关闭该物理信道，选择其它物理信道中功率最小频点代替该物理信道中受干扰频点，待受干扰频点替换完成后该物理信道再恢复正常；

步骤4)、节点MAC层待发送信息发送时，依据当前各物理信道忙闲程度动态选择当前最空闲物理信道；

步骤5)、用选中的物理信道对组帧后数据进行调制和跳频发射。

依据上述特征，所述步骤1)中各频点进行评估的方法为：

对输入数据经与本地各频点并行混频并经匹配滤波后，采用滑窗递归模式进行信号功率估计，同时与本地同步序列进行相关处理，若功率估计结果高于信号强度门限，同时同步相关检测无峰值出现，则表明该频点被干扰。

依据上述特征，所述步骤3)中还包含根据频点评估更新频率表，具体步骤为：

步骤3.1)、若节点确定某物理信道有频点被干扰，则暂时关闭该发射物理信道，并于Hello报文中增加受干扰频点更新信息；

步骤3.2)、该节点所有一跳节点回复确认信息，源节点收到确认信息后关闭受干扰通知信息；

步骤3.3)、一跳节点在回复确认信息后，于Hello报文中增加受干扰频点更新信息，并等待其一跳节点回复确认信息，一跳节点收到确认信息后关闭受干扰通知信息；

步骤3.4)、已完成更新信息发送节点后续收到邻节点发来干扰频点信息相同更新信息，只回复确认信息而不转发，以上流程直至全网节点完成回复确认为止。

依据上述特征，所述步骤4)中选择当前最空闲物理信道的方法为：