[发明专利]一种GNSS辅助的集群协同差分跳频通信系统与方法

权利要求书

1.一种GNSS辅助的集群协同差分跳频通信系统，其特征在于，包括：

中央控制单元和N个节点，中央控制单元与N个节点分别通信连接，各节点之间通信连接；

各节点都包含GNSS接收机、发射单元和接收单元；

所述发射单元包括：缓冲器、G_n函数模块、频率合成器、第一射频模块和发射天线；

所述缓冲器分别与所述G_n函数模块和所述GNSS接收机连接，所述G_n函数模块分别与所述GNSS接收机和频率合成器连接，所述频率合成器和所述第一射频模块连接，所述第一射频模块与所述发射天线连接；

所述缓冲器，用于将输入数据和GNSS接收机输出的位置信息进行数据帧重组，将位置信息加入到数据帧的帧头部分，采用分帧的方式传输数据；

所述G_n函数模块，用于接收该节点中的GNSS接收机发送的时间信息，从而控制跳频序列产生的精确时刻，G_n函数模块由上一跳的频率和当前跳需要加载的信息符号，共同决定当前跳的频率；

所述频率合成器，用于根据当前跳的频率产生差分跳频频点，并发送至所述第一射频模块；

所述第一射频模块，用于通过所述发射天线将差分跳频频点转化为差分跳频信号，并发送至网络中另一节点的接收单元；

各节点之间，以及各节点和中央控制单元之间采用差分跳频通信方式收发信息；

各节点通过GNSS接收机向中央控制单元提供该节点的位置信息和当前跳频频率；

中央控制单元给各节点n分配对应的频率转移函数G_n函数，其中G_n函数为节点n对应的G函数，且n＝1,2,...,N；

各节点的发射单元利用所接收到的G_n函数，对输入数据和上一跳的频率进行处理，产生当前跳的差分跳频信号，并通过天线发射；

各节点的接收单元通过天线接收差分跳频信号，并对其进行检测和译码，在译码得到的数据信息中同时解调出中央控制单元分配给该节点的频率转移函数G_n，并将该G_n函数更新为该节点当前时刻的G函数。

2.如权利要求1所述的一种GNSS辅助的集群协同差分跳频通信系统，其特征在于，所述中央控制单元包括：频率集分配器和N个G函数发生器，频率集分配器与N个G函数发生器连接；

所述频率集分配器，用于根据节点发送的当前跳频频率集{f₁,f₂,…,f_N}和当前位置信息集{P₁,P₂,…,P_N}将差分跳频频率集M划分为N个不同的频率子集；

所述频率集分配器，还用于将N个不同的频率子集分别发送到对应的N个G函数发生器；

所述频率集分配器，还用于为N个所述G函数发生器随机分配一种不同类型的G函数；

N个所述G函数发生器，用于为各节点分配对应的频率转移函数G_n。

3.如权利要求2所述的一种GNSS辅助的集群协同差分跳频通信系统，其特征在于，

所述接收单元包括：接收天线、第二射频模块、FFT模块、信号检测模块和频率序列译码器；

所述接收天线与所述第二射频模块连接，所述第二射频模块与所述FFT模块连接，所述FFT模块和所述信号检测模块连接，所述信号检测模块分别与所述GNSS接收机和所述频率序列译码器连接；

所述接收天线，用于将接收到的信号传递给所述第二射频模块；

所述第二射频模块，用于将信号下变频转换成中频信号，经过第二射频模块中的中频滤波器AD采样后将信号传送至FFT模块；

所述FFT模块，用于对跳频信号进行快速傅里叶变换；

所述信号检测模块，用于接收所述GNSS接收机发送的时间信息，并采用序列检测法对信号进行检测；

所述频率序列译码器，用于对检测得到的差分跳频序列进行频率序列译码，最后将译码后得到的数据信息作为输出，在译码得到的数据信息中同时解调出中央控制单元分配给该节点的频率转移函数G_n，并将该G_n函数更新为该节点当前时刻的频率转移函数。