一种分布式通信导航干扰信号源协同控制装置及控制方法与流程

本发明属于通信导航干扰信号生成领域，具体涉及一种时分体制的分布式通信导航干扰信号源协同控制装置及控制方法。

背景技术：

1、随着智能化、无人化技术快速发展，在城市范围违规飞行的无人机越来越多，影响了大众社会生活与城市运行安全。为维护保障社会公共安全与重大活动安全，采用多点布设的通信导航干扰信号源切断无人机的测控、导航链路，形成禁飞拒止区域，已成为现代社会常用且有效的频率管控手段。目前，为实现多点布设的干扰信号源的远距离协同控制问题，一般在干扰信号源基础上，增加一个专门的遥控通信模块，比如采用4g、5g、lora、uhf电台等通信链路来实现干扰信号源的远程遥控。上述分布式通导干扰信号源与遥控通信模块的简单集成，存在三方面不足：

2、一是设备自扰问题，遥控通信链路所用频率如果与无人机通信导航干扰源频段邻近，则存在设备自扰，所以，遥控通信链路频率需要远离干扰源工作频段，这样两套设备组件的天线、射频器件等都需要相对隔离，增大了设备规模，也限定了工作频段范围。

3、二是整机功耗问题，干扰信号源本身需要占用较大功率开销，再增加独立的遥控通信模块则需进一步耗电，这压缩了户外架设的分布式干扰源的电池续航能力。

4、三是遥控距离问题，受限于遥控通信模块的发射功率，分布式干扰源的遥控作业距离不能太大。

技术实现思路

1、本专利要解决的技术问题是：通过统筹分布式干扰源与自身遥控通信的信号链路设计，支持实现多点布设的干扰源远程协同控制，规避了设备自扰，降低了整机功耗与硬件规模。

2、本发明的技术方案是提供了一种分布式通信导航干扰信号源协同控制装置，包括中心控制节点和若干个边缘节点，具体包含人机交互模块、收发控制模块、信号生成模块、信号接收模块、射频通道、功放、电源、时频单元、收发天线，其特征在于：

3、人机交互模块，用于信号源的初始默认参数设置，通过显控软件配置或修改包括分布式干扰信号源的信号频点、工作带宽、伪码序列、调制方式、信息速率、编译码方式、收发时隙表、传输路由表在内的参数，将参数信息发送至收发控制模块；

4、收发控制模块，用于接收人机交互模块或信号接收模块的外部指令参数，控制设备发射、接收信号的时隙，配置设备收发的信号频点、工作带宽、伪码序列、调制方式、信息速率、编译码方式的工作状态，根据传输路由表转发相关遥测遥控数据信息；

5、信号生成模块，接收收发控制模块的发射信息内容，在发射时隙根据信号频点、工作带宽、伪码序列、调制方式、信息速率、编译码方式的参数样式，调制信息内容，生成干扰与测控一体化信号并发射；

6、信号接收模块，接收收发控制模块的接收模式参数，在接收时隙负责捕获、跟踪、解调控制节点发射的遥控信号或者其他边缘节点发射的遥测广播信号；

7、进一步地，还包括射频通道，负责信号接收模块前的adc模拟数字转换、信号低噪声放大、带通滤波、下变频处理等，转换为数字中频信号输出至信号接收模块。

8、功放，负责信号生成模块输出信号的合成与功率放大。

9、电源，负责整机供电。

10、时频单元，负责提供其他模块所需时频基准信号。

11、收发天线，负责分时发射、接收射频信号。

12、本实施例还提供了一种用于分布式通信导航干扰信号源协同控制装置的提时分体制分布式干扰与测控一体化的信号链路实现方法，其特征在于具体包括：

13、步骤1：分布式信号源设备采用“干扰与测控一体化信号帧”；其中：信号帧中划分为3种工作时隙：控制时隙、轮巡干扰及遥测广播时隙、并发干扰时隙；控制时隙用于分布式干扰信号源的中心控制节点对外发射含配置指令信息的信号，轮巡干扰及遥测广播时隙用于各个分布式节点轮流发射携带了自身遥测工况及其他节点转发信息的干扰信号，并发干扰时隙用于所有分布式节点同时发射未携带有效信息的干扰信号。

14、步骤2：控制时隙工作，中心控制节点对外辐射信号，干扰信号与测控信号采用同一信号频率和体制样式，中心控制节点生成的控制信号中调制携带了对边缘分布节点的遥控指令信息，遥控指令信息中包含对“干扰与测控一体化”信号帧及时隙、传输路由表的配置参数以及各个边缘节点的发射功率、信号频点、工作带宽、伪码序列、调制方式、信息速率、编译码方式参数；

15、步骤3：轮巡干扰及遥测广播时隙工作，各边缘分布节点的信号源设备分时对外发射干扰信号或接收其他节点测控信号，收发采用不同的工作时隙；

16、步骤4：并发干扰时隙工作，各个干扰节点同时对外发射干扰信号，均不接收外界信号；

17、步骤5：中心控制节点重配参数，分布式干扰信号源设备的中心控制节点失效后，只需设置任一边缘节点在控制时隙对外发射信号，则自动成为新的中心控制节点。

18、进一步地，步骤1中，每个信号帧的时长固定为t，并循环运行；每个信号帧包含1个控制时隙、n个轮巡干扰及遥测广播时隙以及若干个并发干扰时隙，其中n为边缘节点个数。

19、进一步地，步骤1中，每个控制时隙、轮巡干扰及遥测广播时隙、并发干扰时隙的时长均为t，包括保护间隙、导频段和数据段；

20、保护间隙各个节点均不发射信号，用于消除时间异步带来的设备互扰问题；

21、导频段为调制了固定字符的导频段信号，用于接收端捕获、跟踪与比特同步；

22、进一步地，，所述干扰与测控一体化信号帧可配置参数包括：信号帧时长默认1s，单个工作时隙默认31.25ms，每个时隙中保护间隙默认默认0.25ms，帧头时长默认1ms，数据段时长默认30ms，信息速率默认8kbps。

23、进一步地，步骤3中，此时隙中，单个边缘分布节点轮流对外辐射干扰信号，信号中调制携带了本机状态的遥测信息，遥测信息中包含本节点的工作时间、设备编号、电池余量、发射功率、信号样式参数和对其他节点所发信号的接收强度、测距信息；同时，根据路由表转发上一个接收时隙中其他节点的中转信息；其他边缘分布节点与中心控制节点在此时隙中接收它机遥测信息，不对外辐射信号。

24、本发明的有益效果是：

25、(1)本发明时分体制分布式通信导航干扰信号源协同控制方法及装置，通过统筹分布式干扰源与自身遥控通信的信号链路体制，支持实现了多点布设的干扰源远程协同控制，省去了独立的遥控通信模块，规避了自扰，降低了功耗，并大幅提升遥控距离。

26、(2)本发明中分布式通信导航干扰源信号使用时分体制的3种时隙：控制时隙、轮巡干扰及遥测广播时隙、并发干扰时隙，分布式节点的遥测遥控数据传输与干扰信号发射工作于不同的时隙，因此，规避了分布式干扰源自扰。

27、(3)本发明中分布式通信导航干扰源取消了独立的遥控通信模块，将遥测遥控通信信息调制到干扰工作频段进行传输，因此，减小了硬件开销和设备功耗。

28、(4)本发明中分布式节点可以中继传输其他节点的遥测遥控信息内容，因此，提升了导航干扰信号源的遥控距离，综合优化实现分布式通信导航干扰信号源的高效远程协同控制。