[发明专利]基于802.11ac舱内抗干扰无线通信系统

说明书

本发明公开了一种基于802.11ac舱内抗干扰无线通信系统，所述舱内抗干扰无线通信系统包括数据采集模块、无线mesh网络节点、频谱分析与决策模块和监测中心。本发明的无线mesh网络节点使用高通AR9331搭建OpenWrt固件组建无线mesh网络，能接收采集卡的数据和信道决策信息，最终传输至监测中心，完成数据传输和无线通信信道自动切换的功能。本发明的频谱分析与决策模块根据Gnuradio平台，使用USRP E312平台对通信频段进行频谱串行扫描，通过信道决策算法得出最优信道，并将信道决策信息广播给无线数传模块。该系统具备抗电磁干扰、自适应路由路径、微型化等优点。

技术领域

本发明属于于密闭舱内通信技术领域，涉及一种用于密闭舱内的无线通信系统，具体涉及一种用于潜艇舱内通信的基于802.11ac的抗干扰无线通信系统。

背景技术

近年来，随着舱内设备信息交互需求的日益增长，促进了舱内通信技术的飞速发展。由于在舱内剩余的空间和重量的资源有限，而有线数据传输又需要占用大量的空间和重量资源，故其逐渐成为制约舱内有效信息交互的重要因素。亟待有能够应用于潜艇舱内特殊环境的无线通信技术来满足未来舱内设备间的通信需要。

然而，密闭舱内部金属设备较多，且分布密集，导致无线信道的阴影效应和频率选择性衰落效应明显。目前常规的无线通信技术由于其抗多径能力不足，信道固定，信号易受障碍物阻挡，其在潜艇舱内复杂环境中的应用效能大大降低。另外舱内电子设备较多，在1～10GHz范围内(尤其是2.4G附件)电磁环境复杂，因此舱内无线通信手段需要具备一定的抗干扰能力，并且必须对其他系统不产生严重的电磁干扰。

发明内容

本发明为了解决潜艇舱内通信问题，针对密闭舱内空间资源有限，金属设备和电子设备多且分布密集，无线信道的阴影效应和频率选择性衰落效应明显，电磁环境复杂的情形，提供了一种基于802.11ac舱内抗干扰无线通信系统，该系统具备抗电磁干扰、自适应路由路径、微型化等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于802.11ac舱内抗干扰无线通信系统，包括数据采集模块、无线mesh网络节点、频谱分析与决策模块和监测中心，其中：

所述数据采集模块与无线mesh网络节点用以太网相连，数据采集模块将采集的发动机运行时的健康数据打包成数据帧的格式发送给与之相连的无线节点，再经无线mesh网络节点传输到监测中心；监测中心成功接收到数据帧后，再向无线节点返回接收确认帧，无线节点收到接收确认帧以后再给监测中心发送下一帧由数据采集模块采集的舱内设备健康状态数据帧；

所述频谱分析与决策模块运行在嵌入式软件无线电平台上，软件无线电平台实时采集密闭舱内的电磁环境，通过时间序列分析算法决策出最合适的通信信道，打包成信道控制报文广播给所有的无线mesh网络节点进行信道切换，所有无线mesh网络节点信道切换完毕后重新组网，并给软件无线电平台反馈切换成功的信息。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明的频谱分析与决策模块根据Gnuradio平台，使用USRPE312平台对通信频段进行频谱串行扫描，通过信道决策算法得出最优信道，并将信道决策信息广播给无线数传模块。

2、本发明的无线mesh网络模块使用高通AR9331搭建OpenWrt固件组建无线mesh网络，能接收采集卡的数据和信道决策信息，最终传输至监测中心，完成数据传输和无线通信信道自动切换的功能。

3、本发明通过软件无线电和无线mesh网络分别在通信信道和路由路径上进行优化，实现抗电磁干扰的功能，具有实时性、自适应性、微型化等优点。