一種用于MF-TDMA體制的跳頻抗干擾系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于MF-TDMA體制的跳頻抗干擾系統(tǒng)包括數(shù)字分路單元、功率估計與干擾判斷單元、解調(diào)單元、前向AGC控制單元、獨特碼捕獲單元、譯碼單元；本發(fā)明專利技術(shù)根據(jù)MF-TDMA體制的特點，結(jié)合解跳通道特性，對數(shù)字分路前多路信號整體進行功率估計，并且對數(shù)字分路后每路信號分別進行功率估計，利用兩次功率估計的結(jié)果設計干擾判斷算法，產(chǎn)生四種受干擾情況。利用干擾判斷的結(jié)果，分別在解調(diào)單元、前向AGC控制單元、獨特碼捕獲單元做相應的干擾抑制處理，對干擾抑制后的數(shù)據(jù)進行LDPC譯碼，確保受干擾條件下的正確通信，達到抗干擾效果。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種用于MF-TDMA體制的跳頻抗干擾系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及一種用于MF-TDMA體制的跳頻抗干擾系統(tǒng)，屬于通信抗干擾

技術(shù)介紹
保證低信噪比、強干擾環(huán)境下的正常通信時通信雙方特別是軍事通信的基本需求，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，疊加與通信雙方的干擾呈現(xiàn)出大功率、高復雜度等特點。跳頻通信是目前通信抗干擾領域應用范圍最廣的一種通信方式，通過用偽隨機圖案控制載波頻率不斷跳變的方法來躲避干擾信號，保障信息在惡劣的無線通信環(huán)境下能夠有效傳輸，跳頻通信以其較強的抗干擾能力和低截獲性能，在軍事通信中有著廣泛的應用。目前，除了利用信號載波頻率跳變的特性來躲避干擾外，LDPC編譯碼技術(shù)的應用，能夠進一步提高系統(tǒng)的干擾容限，但是如果某一跳被干擾，干擾跳信號功率很大，會造成譯碼性能下降，降低LDPC譯碼在跳頻系統(tǒng)中的抗干擾性能，需要對進入LDPC譯碼模塊的受到干擾的信號進行相應處理，提高其抗干擾性能。為了提升抗干擾能力，抗干擾系統(tǒng)還會通過提高跳速、降低符號速率等手段來抵御強干擾，這就導致每跳的符號個數(shù)減少，這導致在低信噪比環(huán)境下很難利用信號特性輔助的抗干擾方法。因此，基于功率估計的干擾判斷方法以其使用靈活、實現(xiàn)簡單等特點得到廣泛的應用。目前對基于功率估計的干擾判斷方法的研究都集中在單載波通信系統(tǒng)，通常認為某跳信號的功率大于一定的門限表示該跳受到干擾。然而，對于多載波信號，當某一跳受到單音、多音、以及梳狀干擾時，干擾可能只是落在該跳的某幾個載波上，因此不能對被干擾跳的所有載波進行統(tǒng)一地處理；若該干擾導致通道飽和，使得被干擾跳的所有載波的功率壓縮，對于沒有落上干擾的載波，經(jīng)過匹配濾波以后，該干擾被濾除，濾波輸出信號的功率反而比正常信號的功率小，這使得傳統(tǒng)意義上通過每跳信號功率大小來判斷干擾的方法失效。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于MF-TDMA體制的跳頻抗干擾系統(tǒng)，本專利技術(shù)能夠在低信噪比、強干擾下準確判斷每個載波的受干擾情況，有效的提高了干擾環(huán)境下接收機的位定時準確性、獨特碼捕獲概率，結(jié)合LDPC譯碼，可以具備較強的抗干擾能力，解決了多載波系統(tǒng)的干擾判斷問題。本專利技術(shù)的上述目的是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種用于MF-TDMA體制的跳頻抗干擾系統(tǒng)包括：數(shù)字分路單元、功率估計與干擾判斷單元、解調(diào)單元、前向AGC控制單元、獨特碼捕獲單元、譯碼單元；數(shù)字分路單元，對接收到的定頻基帶信號S(n)進行分路濾波，得到N路信號S1(n)、S2(n)、…、SN(n)，并將得到的N路信號分別發(fā)送至解調(diào)單元和功率估計與干擾判斷單元；功率估計與干擾判斷單元，分別對定頻基帶信號S(n)和N路信號S1(n)、S2(n)、…、SN(n)進行功率估計以及對每路S1(n)、S2(n)、…、SN(n)信號獨立進行干擾判斷，并針對每跳信號，產(chǎn)生四種受干擾狀態(tài)和干擾情況指示隊列；所述的干擾狀態(tài)包括通道未飽和且干擾未落到該載波(S1)、通道輕度飽和且干擾未落到該載波(S2)、通道深度飽和且干擾未落到該載波(S3)和干擾落到該載波(S4)；解調(diào)單元，對數(shù)字分路單元輸出的N路信號進行并串變換得到串行基帶數(shù)據(jù)，以串行基帶數(shù)據(jù)的跳為單位對該跳每符號的位定時誤差求平均，并根據(jù)功率估計與干擾判斷單元生成的干擾情況指示隊列，對干擾情況為S2、S3、S4的跳的平均定時誤差置零以及對受干擾情況為S1的跳的平均定時誤差再次求平均，得到該時隙的位定時誤差，并利用此定時誤差完成串行基帶數(shù)據(jù)的內(nèi)插；前向AGC控制單元，根據(jù)功率估計與干擾判斷單元輸出的受干擾情況指示隊列，對解調(diào)單元輸出的信號逐跳進行干擾抑制和增益控制；同步捕獲單元，對前向AGC控制單元輸出的數(shù)據(jù)每個時隙每路信號進行獨特碼相位捕獲：首先對輸入的每路信號進行延遲，延遲個數(shù)Q由每跳的時間不確定度決定。在跳頻同步不確定度的每個相位上，用本地幀同步獨特碼在獨特碼捕獲窗口內(nèi)與每跳的幀同步獨特碼做相關(guān)。根據(jù)受干擾情況指示隊列，對受干擾情況為S1、S2的跳的相關(guān)值進行非相干累加，并對非相干累加結(jié)果求平均值。，比較整個時隙內(nèi)不同相位點上的非相干累加平均值的大小，用非相干累加平均值最大的那個相位點來作為獨特碼捕獲的正確相位點，根據(jù)這個相位點確定業(yè)務數(shù)據(jù)的位置，并去掉幀冗余，將數(shù)據(jù)組包送往譯碼單元譯碼單元，對同步捕獲單元輸出的數(shù)據(jù)進行LDPC譯碼。定頻基帶信號S(n)包括N個載波頻段。數(shù)字分路單元包括N路前級變頻下采樣與濾波模塊以及N路匹配濾波模塊；N路前級變頻下采樣與濾波模塊對定頻基帶信號S(n)進行N個通道的變頻、鏡像抑制濾波和下采樣后，輸出N路信號到N路匹配濾波模塊；N路匹配濾波模塊對接收到的信號，進行匹配濾波，輸出獨立的N路信號S1(n)、S2(n)、…、SN(n)，其中N路信號S1(n)、S2(n)、…、SN(n)均為TMDA跳頻信號，M跳組成一個時隙，每跳信號有X個符號，其中M為大于1的正整數(shù)，X為大于幀同步獨特碼的長度的正整數(shù)。功率估計與干擾判斷單元包括第一功率估計模塊、通道飽和判斷模塊、第二功率估計與干擾判斷模塊；第一功率估計模塊，對接收的基帶信號S(n)以跳為單位計算平均功率，并將計算的結(jié)果發(fā)送至通道飽和判斷模塊；通道飽和判斷模塊，判斷計算出的某一跳的平均功率是否大于設定的通道飽和判斷門限，若大于該門限則認為該跳被干擾且前端解跳器通道飽和，給出通道飽和指示標志，并將該標志發(fā)送至第二功率估計與干擾判斷模塊；第二功率估計與干擾判斷模塊，對數(shù)字分路單元輸出的N路信號S1(n)、S2(n)、…、SN(n)分別以跳為單位計算平均功率，并根據(jù)平均功率的計算結(jié)果以及通道飽和判斷模塊輸出的該跳的通道飽和指示標志，，進行干擾判斷；其中一個時隙內(nèi)第i路信號的第j跳的功率記為Pi-j，其中1≤i≤N，1≤j≤M。第二功率估計與干擾判斷模塊根據(jù)平均功率的計算結(jié)果以及通道飽和判斷模塊輸出的該跳的通道飽和指示標志，進行干擾判斷的實現(xiàn)方式如下：(1)分別對N路信號S1(n)、S2(n)、…、SN(n)中的所有跳進行平均功率計算，若通道飽和指示標志為未飽和，則選取每路信號同一時隙內(nèi)不同跳信號的平均功率最小值并進入步驟(2)，若通道飽和指示標志為飽和，則保存所有跳的計算結(jié)果，并進入步驟(3)；(2)對每路信號同一時隙內(nèi)每跳信號的功率與步驟(1)中選擇的該時隙跳信號的平均功率最小值求差，并與設定的干擾判斷門限比較，若該差值大于設定的干擾判斷門限，則表明該路信號在該跳受到干擾，干擾屬于干擾落到該載波(S4)，否則表明在該跳內(nèi)通道未飽和且干擾未落到該載波(S1)，然后對受干擾情況為(S1)的跳的第二功率估計計算的平均功率值再求平均，作為該時隙的平均功率，并與其他路載波平均功率進行并串變換傳給前向AGC控制模塊，作為增益調(diào)整的依據(jù)，進入步驟(4)；(3)對第i路載波同一時隙內(nèi)通道飽和跳的功率與最小值選擇器輸出的該時隙未飽和跳信號功率的最小值求差，并與所設定的深度飽和門限比較，若該差值大于所設定的深度飽和門限，則表明該跳通道深度飽和但干擾未落到第i路載波上(S3)，否則用該差值與設定的干擾判斷門限進行比較，若其絕對值大于設定的干擾判斷門限，則表明該跳內(nèi)第i路載波受到干擾(S4)，否則表明該跳通道輕度飽和且干擾未落到第i路載波上(S2)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用于MF?TDMA體制的跳頻抗干擾系統(tǒng)，其特征在于包括：數(shù)字分路單元、功率估計與干擾判斷單元、解調(diào)單元、前向AGC控制單元、獨特碼捕獲單元、譯碼單元；數(shù)字分路單元，對接收到的定頻基帶信號S(n)進行分路濾波，得到N路信號S1(n)、S2(n)、…、SN(n)，并將得到的N路信號分別發(fā)送至解調(diào)單元和功率估計與干擾判斷單元；功率估計與干擾判斷單元，分別對定頻基帶信號S(n)和N路信號S1(n)、S2(n)、…、SN(n)進行功率估計以及對每路S1(n)、S2(n)、…、SN(n)信號獨立進行干擾判斷，并針對每跳信號，產(chǎn)生四種受干擾狀態(tài)和干擾情況指示隊列；所述的干擾狀態(tài)包括通道未飽和且干擾未落到該載波(S1)、通道輕度飽和且干擾未落到該載波(S2)、通道深度飽和且干擾未落到該載波(S3)和干擾落到該載波(S4)；解調(diào)單元，對數(shù)字分路單元輸出的N路信號進行并串變換得到串行基帶數(shù)據(jù)，以串行基帶數(shù)據(jù)的跳為單位對該跳每符號的位定時誤差求平均，并根據(jù)功率估計與干擾判斷單元生成的干擾情況指示隊列，對干擾情況為S2、S3、S4的跳的平均定時誤差置零以及對受干擾情況為S1的跳的平均定時誤差再次求平均，得到該時隙的位定時誤差，并利用此定時誤差完成串行基帶數(shù)據(jù)的內(nèi)插；前向AGC控制單元，根據(jù)功率估計與干擾判斷單元輸出的受干擾情況指示隊列，對解調(diào)單元輸出的信號逐跳進行干擾抑制和增益控制；同步捕獲單元，對前向AGC控制單元輸出的數(shù)據(jù)每個時隙每路信號進行獨特碼相位捕獲：首先對輸入的每路信號進行延遲，延遲個數(shù)Q由每跳的時間不確定度決定。在跳頻同步不確定度的每個相位上，用本地幀同步獨特碼在獨特碼捕獲窗口內(nèi)與每跳的幀同步獨特碼做相關(guān)。根據(jù)受干擾情況指示隊列，對受干擾情況為S1、S2的跳的相關(guān)值進行非相干累加，并對非相干累加結(jié)果求平均值。，比較整個時隙內(nèi)不同相位點上的非相干累加平均值的大小，用非相干累加平均值最大的那個相位點來作為獨特碼捕獲的正確相位點，根據(jù)這個相位點確定業(yè)務數(shù)據(jù)的位置，并去掉幀冗余，將數(shù)據(jù)組包送往譯碼單元，對同步捕獲單元輸出的數(shù)據(jù)進行LDPC譯碼。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于MF-TDMA體制的跳頻抗干擾系統(tǒng)，其特征在于包括：數(shù)字分路單元、功率估計與干擾判斷單元、解調(diào)單元、前向AGC控制單元、同步捕獲單元、譯碼單元；數(shù)字分路單元，對接收到的定頻基帶信號S(n)進行分路濾波，得到N路信號S1(n)、S2(n)、…、SN(n)，并將得到的N路信號分別發(fā)送至解調(diào)單元和功率估計與干擾判斷單元；功率估計與干擾判斷單元，分別對定頻基帶信號S(n)和N路信號S1(n)、S2(n)、…、SN(n)進行功率估計以及對每路S1(n)、S2(n)、…、SN(n)信號獨立進行干擾判斷，并針對每跳信號，產(chǎn)生四種受干擾狀態(tài)和干擾情況指示隊列；所述的干擾狀態(tài)包括通道未飽和且干擾未落到該載波S1、通道輕度飽和且干擾未落到該載波S2、通道深度飽和且干擾未落到該載波S3和干擾落到該載波S4；解調(diào)單元，對數(shù)字分路單元輸出的N路信號進行并串變換得到串行基帶數(shù)據(jù)，以串行基帶數(shù)據(jù)的跳為單位對該跳每符號的位定時誤差求平均，并根據(jù)功率估計與干擾判斷單元生成的干擾情況指示隊列，對干擾情況為S2、S3、S4的跳的平均定時誤差置零以及對受干擾情況為S1的跳的平均定時誤差再次求平均，得到該時隙的位定時誤差，并利用此定時誤差完成串行基帶數(shù)據(jù)的內(nèi)插；前向AGC控制單元，根據(jù)功率估計與干擾判斷單元輸出的受干擾情況指示隊列，對解調(diào)單元輸出的信號逐跳進行干擾抑制和增益控制；同步捕獲單元，對前向AGC控制單元輸出的數(shù)據(jù)每個時隙每路信號進行獨特碼相位捕獲：首先對輸入的每路信號進行延遲，延遲個數(shù)Q由每跳的時間不確定度決定，在跳頻同步不確定度的每個相位上，用本地幀同步獨特碼在獨特碼捕獲窗口內(nèi)與每跳的幀同步獨特碼做相關(guān)，根據(jù)受干擾情況指示隊列，對受干擾情況為S1、S2的跳的相關(guān)值進行非相干累加，并對非相干累加結(jié)果求平均值，比較整個時隙內(nèi)不同相位點上的非相干累加平均值的大小，用非相干累加平均值最大的那個相位點來作為獨特碼捕獲的正確相位點，根據(jù)這個相位點確定業(yè)務數(shù)據(jù)的位置，并去掉幀冗余，將數(shù)據(jù)組包送往譯碼單元，對同步捕獲單元輸出的數(shù)據(jù)進行LDPC譯碼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于MF-TDMA體制的跳頻抗干擾系統(tǒng)，其特征在于：所述的定頻基帶信號S(n)包括N個載波頻段。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于MF-TDMA體制的跳頻抗干擾系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)字分路單元包括N路前級變頻下采樣與濾波模塊以及N路匹配濾波模塊；N路前級變頻下采樣與濾波模塊對定頻基帶信號S(n)進行N個通道的變頻、鏡像抑制濾波和下采樣后，輸出N路信號到N路匹配濾波模塊；N路匹配濾波模塊對接收到的信號，進行匹配濾波，輸出獨立的N路信號S1(n)、S2(n)、…、SN(n)，其中N路信號S1(n)、S2(n)、…、SN(n)均為TDMA跳頻信號，M跳組成一個時隙，每跳信號有X個符號，其中M為大于1的正整數(shù)，X為大于幀同步獨特碼的長度的正整數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于MF-TDMA體制的跳頻抗干擾系統(tǒng)，其特征在于：所述功率估計與干擾判斷單元包括第一功率估計模塊、通道飽和判斷模塊、第二功率估計與干擾判斷模塊；第一功率估計模塊，對接收的基帶信號S(n)以跳為單位計算平均功率，并將計算的結(jié)果發(fā)送至通道飽和判斷模塊；通道飽和判斷模塊，判斷計算出的某一跳的平均功率是否大于設定的通道飽和判斷門限，若大于該門限則認為該跳被干擾且前端解跳器通道飽和，給出通道飽和指示標志，并將該標志發(fā)送至第二功率估計與干擾判斷模塊；第二功率估計與干擾判斷模塊，對數(shù)字分路單元輸出的N路信號S1(n)、S2(n)、…、SN(n)分別以跳為單位計算平均功率，并根據(jù)平均功率的計算結(jié)果以及通道飽和判斷模塊輸出的該跳的通道飽和指示標志，進行干擾判斷；其中一個時隙內(nèi)第i路信號的第j跳的功率記為Pi-j，其中1≤i≤N，1≤j≤M。...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙偉，翟繼強，李加洪，李雄飛，侴勝男，
申請(專利權(quán))人：西安空間無線電技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61