基于自主干扰检测和实时信道分配的数据链抗干扰方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种基于自主干扰检测和实时信道分配的低延时数据链抗干扰方法， 属于通信技术领域，特别是导弹数据链技术领域。
【背景技术】
[0002] 导弹数据链系统作为导弹与地面发控指挥系统，以及导弹与导弹之间通信的桥 梁，需要具有高实时性和高可用性的特点。尤其在战场复杂电磁环境中，数据链系统的抗干 扰性能直接影响到武器装备效能的发挥。
[0003] 国内导弹数据链系统起步较晚，比较广泛的应用是在图像制导导弹系统中实现导 弹与指控站之间的导引图像和捕控指令双向传输。
[0004] 目前导弹数据链存在两种典型技术，一种是采用模拟体制传输，突出信息的实时 性，尤其是图像信号，没有数字采样压缩引入的延时，模拟传输的实时性强。但是，模拟传输 在复杂电磁环境适应性和干扰对抗方面存在明显的技术手段不足，抗干扰性能差。第二种 是采用数字体制，通过信道编译码和扩、跳频技术进行基带信号处理，提高信号的抗干扰能 力。但是，扩、跳频系统是一个自扰系统，在用户数较多时需要耗用更多的频率资源;扩频系 统具有远近效应，数据链系统需要引入复杂的功率控制策略;跳频系统需要有用户间时间 同步系统以减少系统自扰。同时，数字信号处理引入的延时可能是导弹控制系统难以接受 的，视频图像压缩/解压缩耗时甚至达到数百毫秒。构建高实时性和具有抗干扰能力的导弹 数据链系统始终是研究人员努力的方向。
[0005]通信抗干扰的技术手段比较多，包括频域、时域、空域、数字域等方面。对于导弹数 据链系统，受平台尺寸、数据实时性等因素制约，时分、天线调零等很多技术难以在导弹数 据链系统中应用。
[0006] 在干扰信号存在的情况下，信号能否正常工作主要取决于有用信号的电平与干扰 电平的对比。这种对比有两类:一类是有用信号与背景干扰电平的对比，另一类是有用信号 与单一的或多个同频或邻频信号的对比。背景干扰的频谱都是连续的宽频带的，单个或多 个同频或邻频干扰信号的频谱是脉冲式的或窄频带的（相对于噪声干扰）。在目前存在的方 法中，解决背景干扰的办法是加大有用信号的功率或大频段的回避。解决单一或多个同频 或邻频干扰除了加大有用信号的功率和频率回避的方法外，也可通过改善天线辐射的方向 性、延长干扰与被干扰信号的距离、改变调制方法、运用不同的极化和时间的分割等方法解 决。
[0007] 目前抗干扰的方法大多数在设备和信号层面上，侧重于"抗"，而侧重于"避"的抗 干扰方式目前国内外并没有相关介绍，回避干扰的捷变频方法主要用于雷达平台上，在数 据链系统中应用较少。自适应信道分配的方法大多是通信双方根据预先设定好的规则和干 扰检测结果，确定出信道分配表，很难满足实时性和低延时要求。
[0008] 在国家知识产权局和欧洲专利局网状搜索到"一种在无线通信系统中进行干扰抑 制的设备及方法"的专利，该专利通过对上行噪声和干扰进行检测，根据检测结果判断是否 存在干扰，如果存在干扰，则基站自动调节自身的接收灵敏度，通过基站的闭环功率控制， 调整终端的发射功率，提高系统的干扰抑制能力。该方法与本发明有显著不同。除此之外， 并未发现其他相关专利。
【发明内容】
[0009]本发明的方法解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于自主干扰检测和 实时信道分配的低延时数据链抗干扰方法，本发明通过系统冗余信道设置、信道检测和干 扰判别、实时信道分配、弹/地工作频率实时设定，实现系统自主规避受扰信道，通信双方在 可用信道快速建立通信，提升数据链系统抗干扰能力。
[0010]本发明的方法解决方案是：
[0011] 基于自主干扰检测和实时信道分配的数据链抗干扰方法，包括步骤如下：
[0012] (1)数据链地面设备上电后，数据链返向链路默认工作在返向链路的第一信道，数 据链地面设备中的干扰下变频模块将第一信道的信号下变频到干扰检测频率，干扰检测模 块对第一信道中的频谱进行采样分析；
[0013] ⑵判断步骤⑴中干扰检测模块的采样分析，若分析结果为"无干扰"时，干扰检 测模块向地面设备中数据综合处理模块发送"此信道可用"，数据链返向链路工作在"无干 扰"第一信道上，并进入步骤(4);若分析结果为"有干扰"时，则进入步骤(3);
[0014] (3)干扰检测模块向数据综合处理模块发送"此信道不可用"，数据综合处理模块 产生频率控制指令，将干扰下变频模块的工作频率设置为第二信道，干扰检测模块继续采 样分析当前时刻的信道频谱状况，若第二信道仍为"有干扰"，则向数据综合处理模块发送 "此信道不可用"，数据综合处理模块继续调整干扰下变频模块的工作频率，对下一个信道 进行频谱检测，直到被检测的信道为"无干扰"，干扰检测模块向数据处理模块发送"此信道 可用"；
[0015] (4)数据综合处理模块将数据返向链路中的图像下变频模块工作频率设置为"无 干扰"信道频率，同时数据综合处理模块生成返向链路工作信道的指令，并通过数据链前向 链路向弹载设备发送该指令，弹载设备根据该指令后将弹载设备返向信道切换到该"无干 扰"信道，数据链返向链路工作在"无干扰"信道上；
[0016] (5)数据综合处理模块然后将干扰下变频模块工作频率设置为下一个信道，以步 骤(3)记载的方式检测出下一个"无干扰"信道，作为备用"无干扰"信道，干扰检测模块实时 对备用信道进行频谱检测，以确保该信道实时可用，若发现备用信道出现干扰，则继续对后 面的信道进行检测，当检测完最后一个信道后，将从第一个信道开始重新评估备用信道。
[0017] 干扰检测模块的具体实现方式如下：
[0018] (a)干扰检测模块对每个信道的频谱检测时间为T，在时间T内，干扰检测模块按照 设定的扫频时间对当前检测信道的通带进行反复不间断采样统计，每扫描一遍通带，按照 单载波干扰判决条件和窄带干扰判决条件给出信道实时可用性并记录；
[0019] 单载波干扰判决条件和窄带干扰判决条件为:单载波判决门限：干扰信号电平大 于等于-20dBm，窄带干扰判决门限:干扰信号电平大于等于-40dBm;
[0020] (b)4s信道采样统计结束后，干扰检测模块对记录的N个采用采样结果进行综合评 估，综合评估原则如下：
[0021] 在N次采样结果中，连续不可用次数大于5%N时，信道不可用，所述连续为采样序 号连续；
[0022] 在N次采样结果中，离散不可用次数大于10%N时，信道不可用，所述离散为采样序 号不连续。
[0023]数据链返向链路工作信道的切换时间小于等于15ms，以保证信道切换的实时性和 通信的连续性。
[0024] 本发明增加操控手，用于干预返向信道的选择，在返向信道工作过程中，若出现图 像受干扰现象，操控手通过设置数据链返向链路的信道，控制返向链路直接跳转至备用的 "无干扰"信道。
[0025] 本发明与现有技术相比的有益效果是：
[0026] (1)本发明通过系统冗余信道设置、信道检测和干扰判别、实时信道分配、弹/地工 作频率实时设定，实现系统自主规避受扰信道，通信双方在可用信道快速建立通信，提升数 据链系统抗干扰能力，增加数据传输的可靠性。
[0027] (2)本发明针对低延时数据链抗干扰问题，将