一种用于短波电台的抗干扰处理系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于短波电台的抗干扰处理系统及其工作方法。所述系统包含若干短波电台，各个短波电台均设置有抗干扰处理模块及与抗干扰处理模块通信连接的PC机，各个PC机上运行有显示控制软件。作为发送端的短波电台及作为接收端的短波电台之间共享预先设定的信息波道频谱，该频谱具有若干个不同的频率波道。本发明专利技术利用用户装备的现有电台，通过增加抗干扰处理模块，有效的克服了信噪比极低、信号的衰落、多径等短波干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及短波通信
，尤其涉及一种用于短波电台的抗干扰处理系统及其工作方法。
技术介绍
短波通信在通信系统中一直占据着重要地位。短波通信在通信领域中的顽强生命力主要得益于它固有的一些优点。与卫星通信、地面微波、同轴电缆、光缆等通信手段相比，短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信，因而建设和维护费用低，建设周期短，设备简单。可以根据使用要求固定设置，进行定点固定通信，也可以背负或装入车辆、舰船、飞行器中进行移动通信；电路调度容易，临时组网方便、迅速，具有很大的使用灵活性；对自然灾害或战争的抗毁能力强；通信设备体积小，容易隐蔽，便于改变工作频率以躲避敌人干扰和窃听，破坏后容易恢复。在战争状态下短波通信的安全可靠度比卫星通信要高，因此各国军事科研组织十分重视短波通信技术的研究。特殊情况时，用户方设备会遭受到各种有意干扰，主要包括噪声干扰（瞄准式和阻塞式以及其他噪声干扰）、多假目标压制干扰、欺骗干扰、协同干扰及灵巧干扰等。因此，从时域、频域、空域及能量域方面，空间分布的各种有意、无意干扰，组成了复杂的战时电磁环境，给短波通信造成了严重的干扰。另外，在短波电台的使用上，普遍存在通信距离不足和通信抗干扰性差的问题。海用和陆地电台要求能够在复杂电磁环境下完成报文和语音的有效通信；机载电台更偏重语音的有效通信，要求电台操作简单高效。
技术实现思路
为解决上述问题，提供一种操作简单且抗干扰能力强的技术方案，本专利技术提供了一种用于短波电台的抗干扰处理系统及其工作方法。所述系统包含若干短波电台，各个短波电台均设置有抗干扰处理模块及与抗干扰处理模块通信连接的PC机，各个PC机上运行有显示控制软件; 作为发送端的短波电台及作为接收端的短波电台之间共享预先设定的信息波道频谱，该频谱具有若干个不同的频率波道。PC机上的显示控制软件用于实现PC机向短波电台发送电台控制命令、报文及模式控制信息，在PC机上显示控制过程及相关信息；其中，电台控制命令用于控制短波电台的收发切换、业务信息的频率波道选择，还控制作为发送端的短波电台及接收端的短波电台的时隙同步、跳频同步、发送同步字符以实现二次跳频；所述报文及模式控制信息用于控制抗干扰模块中业务信息的类型选择及业务信息的扩频方式选择。抗干扰处理模块用于将PC机发出的电台控制命令传输到短波电台，并根据报文及模式控制信息对短波电台接收或发送的信息进行抗干扰处理，且抗干扰处理模块还向PC机反馈信道情况以使 PC机根据信道的状态信息调整报文及模式控制信息，以实现自适应扩频。进一步的，电台遥控命令信息的数据串包括起始位、包含遥控信息的数据位、校验位、结束位置；报文及模式控制信息的数据串包括起始位、包含报文内容信息和扩频模式信息的数据位、校验位、结束位；电台遥控命令信息的校验位与报文及模式控制信息的校验位不同。进一步的，报文及模式控制信息的数据位为两组16bit的伪随机序列。进一步的，抗干扰处理模块包括硬件部分与软件部分, 其中硬件部分构造为：音频变压器与音频放大器、有源低通滤波器、第一音频AGC、音频放大器、ADC顺次连接后连接到FPGA的输入端，FPGA的输出端顺次连接DAC、有源低通滤波器、第二音频AGC、音频变压器；第一音频AGC与第二音频AGC全双工连接，且连接点与FPGA连接。DSP/RAM与FPGA全双工连接，DSP/RAM与存储器、600bps声码化编解码器分别全双工连接，DSP/RAM设置有数据通信接口及电台控制接口。600bps声码化编解码器用于将模拟语音转化为数字语音数据或者将语音编码数据转化为模拟语音。DAC用于将MSK正交调制后的信号转化为音频频段内的调制信号。ADC用于将音频信号转化为数字语音数据。顺次连接的有源低通滤波器、第二音频AGC、音频变压器用于对调制信号进行相应的处理，所述音频变压器将处理后的音频信号送入到短波电台。软件部分构造为：包括业务信息选择模块、信息编码与交织模块、扩频处理模块、组帧模块、变频与滤波模块、信道估计与均衡模块、同步捕获模块、解扩模块、解交织和信道译码模块、业务信息选择模块。业务信息选择模块用于根据外部输入的控制信息将接收到的数据以音频信号或者报文信息的形式传输到信息编码与交织模块，以及将经过解交织、译码后的信息通过音频信号或者报文信息传输出去。信息编码与交织模块用于将业务信息选择模块的输出数据进行信道编码和交织后送入扩频模式选择模块。扩频模式选择处理模块用于根据外部输入的控制信息将交织后的数据信息进行高处理增益扩频处理或低处理增益扩频处理，并将处理后的数据送入组帧模块。组帧模块用于将扩频处理后的数据与外部输入的控制信息、帧同步头组合在一起形成数据帧。MSK调制模块用于将数据帧进行MSK调整后送入DAC。变频与滤波模块用于对数据帧进行变频及滤波，并输出给信道估计与均衡模块。信道估计与均衡模块根据数据帧进行信道状态的评估，进而控制外部输入的控制信息。同步捕获模块用于运用相关运算，完成对数据帧同步头的同步和捕获。解扩模块用于根据数据帧同步头中的外部输入的控制信息对数据信息进行低处理增益扩频解扩或者高处理增益扩频解扩。解交织和信道译码模块用于对数据帧中的数据信息进行解交织和信道译码，译码后的信息传输到业务信息选择模块。上述系统的工作方法包括二次跳频控制流程、自适应扩频控制流程，其中二次跳频控制流程包括如下步骤：步骤一：选择首先发送同步字符的电台为主机，接收同步字符的为从机，主机与从机之间预先约定好信息收发时隙Ts、信息波道频谱，所述信息波道频谱具有若干个不同的频率，分别为fi、fi+1、……fi+N， N为整数。步骤二：主机、从机开始进行信息传输，在同一信息收发时隙Ts内分别执行如下流程：主机：Step1.1:主机的显示控制软件控制主机发送同步字符（发送14个固定字符），频率固定为fi，定时器控制发送时隙长度Ts，达到Ts则进入Step1.2，如果未到，则继续等待。Step1.2:显示控制软件控制主机电台接收从机发送的同步确认字符，定时器控制发送时隙长度Ts，达到Ts则进入Step1.3，如果未到，则继续等待。Step1.3：显示控制软件判断主机是否收到从机发送来的同步确认字符，如果收到，主机确认同步建立，进入Step4，如果未收到，则进入Step1.1。Step1.4：主机在Ts内发送用户的业务信息，频率固定为fi+1,定时器控制发送时隙长度Ts，达到Ts则进入Step1.5，如果未到，则继续等待。Step1.5：主机在Ts内接收从机发送的业务信息，频率固定为fi+2, 定时器控制接收时隙长度Ts，达到Ts则进入Step1.6，如果未到，则继续等待。Step1.6：fi+2作为fi，主机重复执行step1.4和Step1.5，直到遍历完信息波道频谱的所有频率波道。从机：Step2.1：从机的显示控制软件控制从机一直处于接收时隙内，频率固定为fi，并判断是否收到主机发来的同步字符，如果收到，进入Step2.2，如果未收到，循环进入Step2.1。Step2.2：从机同步建立，频率固定为fi，显示控制软件控制从机发送同步确认字符；定时器控制发送时隙为Ts，达到Ts则进入Step2.3，如果未到，则继续等待。Step2.3：显示控制软本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于短波电台的抗干扰处理系统，其特征在于，包含若干短波电台，各个短波电台均设置有抗干扰处理模块及与抗干扰处理模块通信连接的PC机，各个PC机上运行有显示控制软件; 作为发送端的短波电台及作为接收端的短波电台之间共享预先设定的信息波道频谱，该信息波道频谱具有若干个不同的频率波道；PC机上的显示控制软件用于实现PC机向短波电台发送电台控制命令、报文及模式控制信息，在PC机上显示控制过程及相关信息；其中，电台控制命令用于控制短波电台的收发切换、业务信息的频率波道选择，还控制作为发送端的短波电台及接收端的短波电台的时隙同步、跳频同步、发送同步字符以实现二次跳频；所述报文及模式控制信息用于控制抗干扰模块中业务信息的类型选择及业务信息的扩频方式选择；抗干扰处理模块用于将PC机发出的电台控制命令传输到短波电台，并根据报文及模式控制信息对短波电台接收或发送的信息进行抗干扰处理，且抗干扰处理模块还向PC机反馈信道情况以使 PC机根据信道的状态信息调整报文及模式控制信息，以实现自适应扩频。

【技术特征摘要】
1.一种用于短波电台的抗干扰处理系统，其特征在于，包含若干短波电台，各个短波电台均设置有抗干扰处理模块及与抗干扰处理模块通信连接的PC机，各个PC机上运行有显示控制软件; 作为发送端的短波电台及作为接收端的短波电台之间共享预先设定的信息波道频谱，该信息波道频谱具有若干个不同的频率波道；PC机上的显示控制软件用于实现PC机向短波电台发送电台控制命令、报文及模式控制信息，在PC机上显示控制过程及相关信息；其中，电台控制命令用于控制短波电台的收发切换、业务信息的频率波道选择，还控制作为发送端的短波电台及接收端的短波电台的时隙同步、跳频同步、发送同步字符以实现二次跳频；所述报文及模式控制信息用于控制抗干扰模块中业务信息的类型选择及业务信息的扩频方式选择；抗干扰处理模块用于将PC机发出的电台控制命令传输到短波电台，并根据报文及模式控制信息对短波电台接收或发送的信息进行抗干扰处理，且抗干扰处理模块还向PC机反馈信道情况以使 PC机根据信道的状态信息调整报文及模式控制信息，以实现自适应扩频。2.如权利要求1所述的用于短波电台的抗干扰处理系统，其特征在于，构成电台遥控命令的字符串包括起始位、包含遥控信息的数据位、校验位、结束位置；构成报文及模式控制信息的字符串包括起始位、包含报文内容信息和扩频模式信息的数据位、校验位、结束位；电台遥控命令的校验位与报文及模式控制信息的校验位不同。3.如权利要求2所述的软件控制的短波电台自动扩频系统的自动扩频方法，其特征在于，报文及模式控制信息的数据位为两组16bit的伪随机序列。4.如权利要求1~3任一项所述的用于短波电台的抗干扰处理系统，其特征在于，抗干扰处理模块包括硬件部分与软件部分, 其中硬件部分构造为：音频变压器与音频放大器、有源低通滤波器、第一音频AGC、音频放大器、ADC顺次连接后连接到FPGA的输入端，FPGA的输出端顺次连接DAC、有源低通滤波器、第二音频AGC、音频变压器；第一音频AGC与第二音频AGC全双工连接，且连接点与FPGA连接；DSP/RAM与FPGA全双工连接，DSP/RAM与存储器、600bps声码化编解码器分别全双工连接，DSP/RAM设置有数据通信接口及电台控制接口；600bps声码化编解码器用于将模拟语音转化为数字语音数据或者将语音编码数据转化为模拟语音；DAC用于将MSK正交调制后的信号转化为音频频段内的调制信号；ADC用于将音频信号转化为数字语音数据；顺次连接的有源低通滤波器、第二音频AGC、音频变压器用于对调制信号进行相应的处理，所述音频变压器将处理后的音频信号送入到短波电台；软件部分构造为：包括业务信息选择模块、信息编码与交织模块、扩频处理模块、组帧模块、变频与滤波模块、信道估计与均衡模块、同步捕获模块、解扩模块、解交织和信道译码模块、业务信息选择模块；业务信息选择模块用于根据外部输入的控制信息将接收到的数据以音频信号或者报文信息的形式传输到信息编码与交织模块，以及将经过解交织、译码后的信息通过音频信号或者报文信息传输出去；信息编码与交织模块用于将业务信息选择模块的输出数据进行信道编码和交织后送入扩频模式选择模块；扩频模式选择处理模块用于根据外部输入的控制信息将交织后的数据信息进行高处理增益扩频处理或低处理增益扩频处理，并将处理后的数据送入组帧模块；组帧模块用于将扩频处理后的数据与外部输入的控制信息、帧同步头组合在一起形成数据帧；MSK调制模块用于将数据帧进行MSK调整后送入DAC；变频与滤波模块用于对数据帧进行变频及滤波，并输出给信道估计与均衡模块；信道估计与均衡模块根据数据帧进行信道状态的评估，进而控制外部输入的控制信息；同步捕获模块用于运用相关运算，完成对数据帧同步头的同步和捕获；解扩模块用于根据数据帧同步头中的外部输入的控制信息对数据信息进行低处理增益扩频解扩或者高处理增益扩频解扩；解交织和信道译码模块用于对数据帧中的数据信息进行解交织和信道译码，译码后的信息传输到业务信息选择模块。5.如权利要求4所述的用于短波电台的抗干扰处理系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括二次跳频控制流程、自适应扩频控制流程，其中二次跳频控制流程包括如下步骤：步骤一：选择首先发送同步字符的电台为主机，接收同步字符的为从机，主机与从机之间预先约定好信息收发时隙Ts、信息波道频谱，所述信息波道频谱具有若干个不同的频率，分别为fi、fi+1、……fi+N， N为整数。步骤二：主机、从机开始进行信息传输，在同一信息收发时隙Ts内分别执行如下流程...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志强，李君惠，
申请(专利权)人：四川九洲空管科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51