基于星地握手的卫星通信抗干扰方法及装置与流程

本发明实施例涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于星地握手的卫星通信抗干扰方法及装置。

背景技术：

随着社会逐步迈入信息科技时代，信息已成为人类社会最无可替代的部分。在信息时代，人们越来越依赖无线通信，但无线信号容易受到各种自然或人为的干扰而无法正常使用。因此，需引入抑制干扰方法来提高无线通信系统的抗干扰能力。

扩频通信技术是一类具有强抗干扰能力以及抗多径效应等特点的抗干扰技术。其中，跳频通信系统是指载波频率在一定范围内按照跳频图案不断跳变，并根据载波频率调制信号并发射的通信系统。由于该通信方式使整个工作频带大大加宽，提高了通信系统抗干扰和抗衰落能力，已广泛应用于军事和民用通信领域。多载波调制技术，因其可以有效的对抗无线信道中的多径效应而被广泛的应用到各种通信标准中。其思想是采用若干个子载波，而每个子载波对应一个特定的子信道，并行的传输各个子数据流。现有的多载波调制方式主要有多音实现、正交多载波调制和基于小波变换的多载波调制。

但是，传统的多跳系统和多载波系统在如星地传输等应用场景中会遇到如非合作干扰等类型的干扰，严重影响到信号的传输。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种基于星地握手的卫星通信抗干扰方法及装置。

第一方面，本发明提供一种基于星地握手的卫星通信抗干扰方法，包括：若接收到第一请求帧，则发送包含目标扩频码标识信息的第一应答帧，所述目标扩频码是根据获取的干扰频谱信息,从预存的扩频码表中选取的，与所述干扰频谱信息相对应的扩频码；若接收到根据扩频码进行扩频调制的第二请求帧，且所述第二请求帧的扩频码与所述目标扩频码一致，则发送用于确认所述目标扩频码的第二应答帧；接收根据所述目标扩频码进行调制的信息帧。

第二方面，本发明提供一种基于星地握手的卫星通信抗干扰方法，包括：发送第一请求帧；若接收到包含目标扩频码标识信息的第一应答帧，则发送根据所述目标扩频码进行调制的第二请求帧，所述目标扩频码是卫星终端根据获取的干扰频谱信息从预存的扩频码表中选取的，与所述干扰频谱信息相对应的扩频码；若接收到用于确认所述扩频码的第二应答帧，则发送根据所述目标扩频码进行调制的信息帧。

第三方面，本发明提供一种基于星地握手的卫星通信抗干扰装置，包括：选取模块,用于若接收到第一请求帧，则发送包含目标扩频码标识信息的第一应答帧，所述目标扩频码是根据获取的干扰频谱信息,从预存的扩频码表中选取的，与所述干扰频谱信息相对应的扩频码；确认模块，用于若接收到根据扩频码进行扩频调制的第二请求帧，且所述第二请求帧的扩频码与所述目标扩频码一致，则发送用于确认所述目标扩频码的第二应答帧；接收模块，用于接收根据所述目标扩频码进行调制的信息帧。

第四方面，本发明提供一种基于星地握手的卫星通信抗干扰装置，包括：请求模块，用于发送第一请求帧；处理模块，用于若接收到包含目标扩频码标识信息的第一应答帧，则发送根据所述目标扩频码进行调制的第二请求帧，所述目标扩频码是卫星终端根据获取的干扰频谱信息从预存的扩频码表中选取的，与所述干扰频谱信息相对应的扩频码；发送模块，用于若接收到用于确认所述目标扩频码的第二应答帧，则发送根据所述目标扩频码进行调制的信息帧。

第五方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现本发明第一方面或第二方面基于星地握手的卫星通信抗干扰方法的步骤。

第六方面，本发明提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面或第二方面基于星地握手的卫星通信抗干扰方法的步骤。

本发明实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰方法，通过卫星终端和地面终端共同维护扩频码表，并根据干扰频谱信息选取相应的目标扩频码进行通信，具有更佳的抗干扰能力，有效抵御非合作干扰等外部干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰方法流程图；

图2为本发明另一实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰方法流程图；

图3为本发明实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰装置结构图；

图4为本发明另一实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰装置结构图；

图5为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

传统的多跳系统和多载波系统，一定程度上提高了通信系统抗干扰和抗衰落能力。但是在如星地传输等应用场景中会遇到如非合作干扰等类型的干扰，严重影响到信号的传输。

为解决这一问题，本发明实施例提供一种基于星地握手的卫星通信抗干扰方法。该方法可应用于上述星地传输数据的场景，也可以用于其它类似场景，本发明实施例对此不作具体限定。另外，该方法对应的执行主体可以为卫星终端，也可以为地面终端，或者由卫星终端和地面终端交互实现，本发明实施例对此也不作具体限定。为了便于说明，本发明实施例先后以执行主体为卫星终端和地面终端为例，对本发明实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰方法进行阐述。本发明实施例中提及的卫星终端和地面终端是为了便于说明，卫星终端可以具体为卫星有效载荷，地面终端可以为各基站等地面设备。

图1为本发明实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰方法流程图，如图1所示，本发明实施例提供一种基于星地握手的卫星通信抗干扰方法，包括：

101，若接收到第一请求帧，则发送包含目标扩频码标识信息的第一应答帧。目标扩频码是根据获取到的干扰频谱信息,从预存的抗干扰码表中选取的，与干扰频谱信息相对应的扩频码。

在执行101之前，卫星终端和地面终端均共同维护并预存有一个扩频码表，从扩频码表中能够选取用于抑制卫星终端当前收到的干扰的扩频码字，将该码字应用于信息帧实现通信，从而达到抑制干扰的效果。

卫星终端实时对周围电磁环境进行频谱检测分析获取当前电磁环境的频谱信息，根据电磁环境的频谱信息获取干扰频谱信息，干扰频谱信息中包括干扰簇频点。本发明实施例不对获取干扰频谱信息中干扰簇频点的方发作具体限定，包括但不限于：

卫星终端根据连续均值去除算法(consecutivemeanexcision，简称cme)得出高低两个检测门限值，将频谱检测结果得到的频谱分成两个部分，将高于低门限的谱值中的连续项组成“簇”。低门限检测完毕后，依次将频谱各簇中谱线的最大值与高门限相比较，如果超过高门限，则将相应簇标记为干扰，从而得到干扰簇频点。

在101中，卫星终端等待接收地面终端发送的第一请求帧，第一请求帧用于发起通信请求，若接收到第一请求帧，卫星终端从预存的抗干扰码表中选取与干扰频谱信息相对应的扩频码，该扩频码为能够抑制上述干扰频谱的最佳码，将该最佳码作为目标扩频码，在扩频码表中，每一扩频码有与之对应的标识信息，该标识信息用于查找扩频码，标识信息的体现形式包括索引等。卫星终端发送包含目标扩频码标识信息的第一应答帧给地面终端，用于通知地面终端以目标扩频码进行通信。

102，若接收到根据扩频码进行扩频调制的第二请求帧，且第二请求帧的扩频码与目标扩频码一致，则发送用于确认目标扩频码的第二应答帧。

在102中，地面终端在接收到第一应答帧后，根据第一应答帧中的目标扩频码的标识信息查找出对应的扩频码，发送用目标扩频码进行调制的第二请求帧，用于和卫星终端进行确认扩频码是否正确。卫星终端在接收到第二请求帧后，验证所用的扩频码是否与目标扩频码一致。若第二请求帧所用的扩频码与目标扩频码一致,则向地面终端发送用于确认地面终端所使用的扩频码正确的确认信息，即第二应答帧。

103、接收根据目标扩频码进行调制的信息帧。

地面终端收到包含确认信息的第二应答帧后，开始传输根据目标扩频码调制的信息帧，卫星终端进行接收。

本发明实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰方法，通过卫星终端和地面终端共同维护扩频码表，并根据干扰频谱信息选取相应的目标扩频码进行通信，具有更佳的抗干扰能力，有效抵御非合作干扰等外部干扰。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，若接收到根据扩频码进行扩频调制的第二请求帧，且第二请求帧的扩频码与目标扩频码不一致，则再次发送包含目标扩频码标识信息的第一应答帧。

卫星终端在接收到第二请求帧后，验证所用的扩频码是否与目标扩频码一致。若第二请求帧所用的扩频码与目标扩频码不一致,即地面终端查找的扩频码与卫星终端所告知的目标扩频码不一致。卫星终端再次将包含目标扩频码标识信息的第一应答帧给地面终端，用于通知地面终端以目标扩频码进行通信。

若再次收到的第二请求帧中的扩频码仍与目标扩频码不一致，则重复上述过程。

在一个优选的实施例中，若达到预设次数，再次收到的第二请求帧中的扩频码仍与目标扩频码仍不一致，则向地面终端发送告警信息。

本发明实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰方法，通过对第二请求帧所用扩频码进行验证，在第二请求帧所用扩频码不一致时及时响应，使基于星地握手的卫星通信抗干扰过程中若出现相应误差时尽快恢复正常。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，接收根据目标扩频码进行调制的信息帧之后，还包括：若在信息帧中检测到结束标志，则发送已接收确认信息。

地面终端发送的信息帧末尾添加有结束符，卫星终端在收到该结束符时表明信息帧已传输完成。卫星终端在收到的信息帧末尾正确检测到结束符后，发送数据帧收条，实现告知地面终端已接收信息帧。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，该方法还包括若检测到实时获取的干扰频谱信息发生改变，则根据实时获取的干扰频谱信息从预存的抗干扰码表中选取第二目标扩频码，并发送包含第二目标扩频码标识信息的第一应答帧。

卫星终端对干扰频谱信息进行实时检测，若检测到干扰频谱信息与选取目标扩频码时的干扰频谱信息不一致，则根据实时获取的新的干扰频谱信息从预存的抗干扰码表中选取新的目标扩频码，即上述的第二目标扩频码，并发送包含第二目标扩频码标识信息的第一应答帧。包含第二目标扩频码标识信息的第一应答帧用于告知地面终端通过新的扩频码进行通信，地面终端在收到包含第二目标扩频码标识信息的第一应答帧后，从扩频码表中选取相应的扩频码，并以新的扩频码调制，再次发送第二请求帧。卫星终端在收到该第二请求帧后，将发出相应的第二应答帧。

本发明实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰方法，通过卫星终端对接收的数据帧进行实时检测，在干扰发送改变的情况下，能够根据新的扩频码建立链路，实现更强的抗干扰能力。

图2为本发明另一实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰方法流程图，如图2所示，本发明实施例提供一种基于星地握手的卫星通信抗干扰方法，包括：

201，发送第一请求帧。

在执行201之前，卫星终端和地面终端均共同维护并预存有一个扩频码表，从扩频码表中能够选取用于抑制当前干扰的扩频码字，将该码字应用于信息帧实现通信，从而达到抑制干扰的效果。

在201中，地面终端发起通信请求，向卫星终端发送第一请求帧。

202，若接收到包含目标扩频码标识信息的第一应答帧，则发送根据目标扩频码进行调制的第二请求帧，目标扩频码是卫星终端根据获取的干扰频谱信息从预存的抗干扰码表中选取的，与干扰频谱信息相对应的扩频码。

在202中，地面终端发送第一请求帧后，卫星终端接收到地面终端发送的第一请求帧，卫星终端从预存的抗干扰码表中选取与干扰频谱信息相对应的扩频码，该扩频码为能够抑制上述干扰频谱的最佳码，将该最佳码作为目标扩频码，在扩频码表中，每一扩频码有与之对应的标识信息，该标识信息用于查找扩频码，标识信息的体现形式包括索引等。卫星终端发送包含目标扩频码标识信息的第一应答帧给地面终端，用于通知地面终端以目标扩频码进行通信。

地面终端若接收到包含目标扩频码标识信息的第一应答帧，根据第一应答帧中的目标扩频码的标识信息查找出对应的扩频码，则发送用目标扩频码进行调制的第二请求帧，用于和卫星终端进行确认扩频码是否正确。

203、若接收到用于确认目标扩频码的第二应答帧，则发送根据目标扩频码进行调制的信息帧。

在203中，卫星终端在接收到第二请求帧后，验证所用的扩频码是否与目标扩频码一致。若第二请求帧所用的扩频码与目标扩频码一致,则向地面终端发送用于确认地面终端所使用的扩频码正确的确认信息，即第二应答帧。

若地面终端收到卫星终端发送的包含确认信息的第二应答帧后，开始传输信息，地面终端向卫星终端发送根据目标扩频码调制的信息帧。

本发明实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰方法，通过卫星终端和地面终端共同维护扩频码表，并根据干扰频谱信息选取相应的目标扩频码进行通信，具有更佳的抗干扰能力，有效抵御非合作干扰等外部干扰。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，若在预设时长内未收到已接收确认信息，则将本次数据传输结果设置为失败。

地面终端发送的信息帧末尾添加有结束符，卫星终端在收到该结束符时表明信息帧已传输完成。卫星终端在收到的信息帧末尾正确检测到结束符后，发送数据帧收条，以告知地面终端已接收信息帧。若地面终端在预设的时长内未接收到相应的已接收确认信息，如上述数据帧收条，则将本次信息传输的结果设置为失败。可作为后续操作中，是否重新建立通信链路传输数据的依据。

图3为本发明实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰装置结构图，如图3所示，该基于星地握手的卫星通信抗干扰装置包括：选取模块301、确认模块302和接收模块303。其中，选取模块301用于若接收到第一请求帧，则发送包含目标扩频码标识信息的第一应答帧，目标扩频码是根据获取的干扰频谱信息,从预存的扩频码表中选取的，与干扰频谱信息相对应的扩频码；确认模块302用于若接收到根据扩频码进行扩频调制的第二请求帧，且第二请求帧的扩频码与目标扩频码一致，则发送用于确认目标扩频码的第二应答帧；接收模块303用于接收根据目标扩频码进行调制的信息帧。

选取模块301和地面终端均共同维护并预存有一个扩频码表，从扩频码表中能够选取用于抑制当前干扰的扩频码字，将该码字应用于信息帧实现通信，从而达到抑制干扰的效果。

选取模块301等待接收地面终端发送的第一请求帧，第一请求帧用于发起通信请求，若接收到第一请求帧，则发送包含目标扩频码标识信息的第一应答帧给地面终端，用于通知地面终端以目标扩频码进行通信。

选取模块301根据实时对周围电磁环境进行频谱检测分析获取当前电磁环境的频谱信息，根据电磁环境的频谱信息获取干扰频谱信息，干扰频谱信息中包括干扰簇频点。

选取模块301从预存的抗干扰码表中选取与干扰频谱信息相对应的扩频码，该扩频码为能够抑制上述干扰簇频点的最佳码，将该最佳码作为目标扩频码，在扩频码表中，每一扩频码有与之对应的标识信息，该标识信息用于查找扩频码，标识信息的体现形式包括索引等。

地面终端在接收到第一应答帧后，根据第一应答帧中的目标扩频码的标识信息查找出对应的扩频码，发送用目标扩频码进行调制的第二请求帧，用于和确认模块302进行确认扩频码是否正确。确认模块302在接收到第二请求帧后，验证所用的扩频码是否与目标扩频码一致。若第二请求帧所用的扩频码与目标扩频码一致,则向地面终端发送用于确认地面终端所使用的扩频码正确的确认信息，即第二应答帧。

地面终端收到包含确认信息的第二应答帧后，开始传输根据目标扩频码调制的信息帧，接收模块303进行接收。

本发明实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰装置，通过卫星终端的选取模块和地面终端共同维护扩频码表，并根据干扰频谱信息选取相应的目标扩频码进行通信，具有更佳的抗干扰能力，有效抵御非合作干扰等外部干扰。

图4为本发明另一实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰装置结构图，如图4所示，该基于星地握手的卫星通信抗干扰装置包括：请求模块401、处理模块402和发送模块403。其中，请求模块401用于发送第一请求帧；处理模块402用于若接收到包含目标扩频码标识信息的第一应答帧，则发送根据目标扩频码进行调制的第二请求帧，目标扩频码是卫星终端根据获取的干扰频谱信息从预存的扩频码表中选取的，与干扰频谱信息相对应的扩频码；发送模块403用于若接收到用于确认目标扩频码的第二应答帧，则发送根据目标扩频码进行调制的信息帧。

卫星终端和处理模块402均共同维护并预存有一个扩频码表，从扩频码表中能够选取用于抑制当前干扰的扩频码字，将该码字应用于信息帧实现通信，从而达到抑制干扰的效果。

请求模块401发起通信请求，向卫星终端发送第一请求帧。

请求模块401发送第一请求帧后，卫星终端接收到请求模块401发送的第一请求帧，卫星终端发送包含目标扩频码标识信息的第一应答帧给地面终端，用于通知地面终端以目标扩频码进行通信。卫星终端从预存的抗干扰码表中选取与干扰频谱信息相对应的扩频码，该扩频码为能够抑制上述干扰频谱的最佳码，将该最佳码作为目标扩频码，在扩频码表中，每一扩频码有与之对应的标识信息，该标识信息用于查找扩频码，标识信息的体现形式包括索引等。

处理模块402若接收到包含目标扩频码标识信息的第一应答帧，根据第一应答帧中的目标扩频码的标识信息查找出对应的扩频码，则发送用目标扩频码进行调制的第二请求帧，用于和卫星终端进行确认扩频码是否正确。

卫星终端在接收到第二请求帧后，验证所用的扩频码是否与目标扩频码一致。若第二请求帧所用的扩频码与目标扩频码一致,则向处理模块发送用于确认地面终端所使用的扩频码正确的确认信息，即第二应答帧。

若处理模块402收到包含确认信息的第二应答帧后，则开始传输信息，发送模块403向卫星终端发送根据目标扩频码调制的信息帧。

本发明实施例提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰装置，通过卫星终端和处理模块共同维护扩频码表，并根据干扰频谱信息选取相应的目标扩频码进行通信，具有更佳的抗干扰能力，有效抵御非合作干扰等外部干扰。

本发明实施例提供的装置实施例是为了实现上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述方法实施例，此处不再赘述。

图5为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)501、通信接口(communicationsinterface)502、存储器(memory)503和总线504，其中，处理器501，通信接口502，存储器503通过总线504完成相互间的通信。通信接口502可以用于电子设备的信息传输。处理器501可以调用存储器503中的逻辑指令，以执行包括如下的方法：若接收到第一请求帧，则发送包含目标扩频码标识信息的第一应答帧，目标扩频码是根据获取的干扰频谱信息,从预存的扩频码表中选取的，与干扰频谱信息相对应的扩频码；若接收到根据扩频码进行扩频调制的第二请求帧，且第二请求帧的扩频码与目标扩频码一致，则发送用于确认目标扩频码的第二应答帧；接收根据目标扩频码进行调制的信息帧。

此外，上述的存储器503中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明上述各方法实施例的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令使计算机执行上述实施例所提供的基于星地握手的卫星通信抗干扰方法，例如包括：发送第一请求帧；若接收到包含目标扩频码标识信息的第一应答帧，则发送根据目标扩频码进行调制的第二请求帧，目标扩频码是卫星终端根据获取的干扰频谱信息从预存的扩频码表中选取的，与干扰频谱信息相对应的扩频码；若接收到用于确认扩频码的第二应答帧，则发送根据目标扩频码进行调制的信息帧。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。