【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信系统，具体为一种抗干扰无线通信系统。
技术介绍
1、无线通信系统是利用电磁波在自由空间的传播来实现信息传递的通信系统。它摆脱了线缆束缚，具有高度的灵活性与便捷性。在该系统中，信息首先经信源编码转化为适合传输的信号形式，再通过调制加载到高频载波上，由天线发射至空间。接收端天线捕获电磁波后，经解调、译码等环节还原出原始信息。无线通信系统应用广泛，涵盖手机通信，让人们随时随地沟通交流；无线局域网，实现室内高速上网；还有卫星通信，为偏远地区或海上提供通信服务。
2、在现有无人机技术中，主要通过基于802.11的技术和基于4g的技术对无人机进行远程遥感控制，从而保障无人机的远程飞行稳定。
3、但在实际使用时，这两类技术在标准定义阶段并未考虑复杂干扰环境下远距离可靠通信的需求，因此在遥感设备与无人机之间存在信号干扰或距离较远时，二者之间的无线通信均会存在受到干扰的风险，从而导致无人机失控产生安全隐患，鉴于此，我们提出一种抗干扰无线通信系统。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种抗干扰无线通信系统，解决了现阶段用于无人机的无线链路普遍采用基于802.11的技术和基于4g的技术，这两类技术在标准定义阶段并未考虑复杂干扰环境下远距离可靠通信的需求的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种抗干扰无线通信系统，包括以下模块：
3、射频前端处理模块，用于设置射频收发器接收增益，并控制adc处
4、基带信号预处理模块，包含独立的基带信号低通滤波器和agc电路，对信号进行滤波和放大处理后传输至高速采样与基带处理模块；
5、高速采样与基带处理模块，用于通过高速adc采样，并利用fir滤波器进行基带处理；
6、选择性跳频模块，用于将工作频段划分为固定信道并编号，依据信道rssi情况选择最优信道；
7、可变信道带宽模块，用于在snr低和丢包数高时调整信道带宽。
8、优选的，所述射频前端处理模块中，射频收发器接收增益的合适值基于adc的饱和阈值以及实时监测到的实际接收信号强度进行动态调整。
9、优选的，所述射频收发器具备自动增益调节电路，该电路能够实时监测接收信号强度，并与adc的饱和阈值进行比较，根据比较结果自动调整射频收发器的增益，确保adc始终工作在不饱和状态。
10、优选的，所述基带信号预处理模块中的独立基带信号低通滤波器采用可重构滤波器结构，能够根据基带发出的控制信号灵活配置带宽，该可重构滤波器结构包含多个不同截止频率的滤波支路，通过基带控制信号控制开关阵列，选择不同的滤波支路组合。
11、优选的，所述agc电路采用多级增益控制结构，根据输入信号强度自动选择合适的增益倍数，实现对信号的精确放大，所述多级增益控制结构包括至少三级增益放大器，每级增益放大器的增益倍数可根据预设规则进行调整。
12、优选的，所述高速采样与基带处理模块中，所述高速adc采用流水线采样结构，流水线采样结构由多个采样级联而成，每个采样级对输入信号进行部分采样和处理，通过级联方式实现采样。
13、优选的，所述基带处理单元采用分布式算法实现fir滤波器，通过查找表和加法器运算完成滤波操作，提高滤波效率和硬件资源利用率，查找表根据fir滤波器的系数进行预先计算和存储，其中加法器运算基于流水线结构设计。
14、优选的，所述选择性跳频模块在选择最优信道时，除根据信道rssi情况，还综合考虑信道的历史使用情况以及相邻信道的干扰情况，该模块设置有信道历史记录单元，用于存储每个信道的历史使用数据，包括使用时间、信号质量等信息，同时，通过监测相邻信道的信号强度和干扰特征，评估相邻信道对当前信道的潜在干扰。
15、优选的，所述可变信道带宽模块在切换信道带宽时，采用平滑过渡方式，提高通信链路稳定性，此外模块中采用渐变式带宽调整算法，在调整信道带宽过程中，通过逐步改变滤波器的截止频率和信号处理参数，使信道带宽从当前值逐渐过渡到目标值。
16、优选的，所述系统中还包括干扰检测模块，用于实时监测当前信道的干扰强度，并将干扰强度信息以数字信号形式反馈给射频前端处理模块、选择性跳频模块以及可变信道带宽模块，各模块则根据干扰强度调整相关参数。
17、本专利技术提供了一种抗干扰无线通信系统。具备以下有益效果：
18、1、本专利技术通过射频前端处理模块以及基带信号预处理模块，能够抑制临近信道干扰，保证了有用信号获得足够增益，提升了信噪比，例如，在复杂电磁环境下，当存在较强临道干扰时，独立基带信号低通滤波器可针对性地滤除干扰信号，agc电路将微弱的有用信号放大到合适幅值，使得信号在进入高速采样与基带处理模块前达到最佳状态，从而提高了信号的可靠性，保障无人机准确接收和处理控制指令及数据，稳定执行任务。
19、2、本专利技术通过选择性跳频以动态规避干扰信道，能够在周期性扫描所有定义信道的rssi时，进行分段阈值平均，对信道干扰情况精准排序。当当前信道底噪高、snr低、丢包数高时，迅速选择当前环境最优信道。例如，在一个存在多个无线设备干扰的区域，某一时刻某个信道受到强烈干扰，导致信号质量急剧下降，选择性跳频模块可立即切换到干扰较小的信道，确保通信链路持续稳定，使无人机能够灵活应对复杂多变的干扰环境，避免因固定信道受干扰而中断通信。
20、3、本专利技术中通过可变信道带宽灵活适应干扰强度，在检测到snr低且丢包数高时，采用渐变式带宽调整算法，将信道带宽由20mhz逐步降到2.5mhz，以平滑过渡方式避免通信链路瞬间中断。这种方式通过牺牲部分数据吞吐率，有效保证了链路的可靠连接。例如，当无人机进入干扰较为集中的区域，导致信号质量变差时，可变信道带宽模块自动降低信道带宽，虽然数据传输速度有所下降，但能有效抵抗干扰，维持通信链路的稳定，使无人机能够继续与地面站保持通信，接收必要的指令和反馈信息。
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1.一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，包括以下模块：
2.根据权利要求1所述的一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，所述射频前端处理模块中，射频收发器接收增益的合适值基于ADC的饱和阈值以及实时监测到的实际接收信号强度进行动态调整。
3.根据权利要求2所述的一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，所述射频收发器具备自动增益调节电路，该电路能够实时监测接收信号强度，并与ADC的饱和阈值进行比较，根据比较结果自动调整射频收发器的增益，确保ADC始终工作在不饱和状态。
4.根据权利要求1所述的一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，所述基带信号预处理模块中的独立基带信号低通滤波器采用可重构滤波器结构，能够根据基带发出的控制信号灵活配置带宽，该可重构滤波器结构包含多个不同截止频率的滤波支路，通过基带控制信号控制开关阵列，选择不同的滤波支路组合。
5.根据权利要求1所述的一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，所述AGC电路采用多级增益控制结构，根据输入信号强度自动选择合适的增益倍数，实现对信号的精确放大，所述多级增益控制结构包括至少三级增益放大器，每级
6.根据权利要求1所述的一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，所述高速采样与基带处理模块中，所述高速ADC采用流水线采样结构，流水线采样结构由多个采样级联而成，每个采样级对输入信号进行部分采样和处理，通过级联方式实现采样。
7.根据权利要求5所述的一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，所述基带处理单元采用分布式算法实现FIR滤波器，通过查找表和加法器运算完成滤波操作，提高滤波效率和硬件资源利用率，查找表根据FIR滤波器的系数进行预先计算和存储，其中加法器运算基于流水线结构设计。
8.根据权利要求1所述的一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，所述选择性跳频模块在选择最优信道时，除根据信道RSSI情况，还综合考虑信道的历史使用情况以及相邻信道的干扰情况，该模块设置有信道历史记录单元，用于存储每个信道的历史使用数据，包括使用时间、信号质量等信息，同时，通过监测相邻信道的信号强度和干扰特征，评估相邻信道对当前信道的潜在干扰。
9.根据权利要求1所述的一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，所述可变信道带宽模块在切换信道带宽时，采用平滑过渡方式，提高通信链路稳定性，此外模块中采用渐变式带宽调整算法，在调整信道带宽过程中，通过逐步改变滤波器的截止频率和信号处理参数，使信道带宽从当前值逐渐过渡到目标值。
10.根据权利要求1所述的一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，所述系统中还包括干扰检测模块，用于实时监测当前信道的干扰强度，并将干扰强度信息以数字信号形式反馈给射频前端处理模块、选择性跳频模块以及可变信道带宽模块，各模块则根据干扰强度调整相关参数。
...【技术特征摘要】
1.一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，包括以下模块：
2.根据权利要求1所述的一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，所述射频前端处理模块中，射频收发器接收增益的合适值基于adc的饱和阈值以及实时监测到的实际接收信号强度进行动态调整。
3.根据权利要求2所述的一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，所述射频收发器具备自动增益调节电路，该电路能够实时监测接收信号强度，并与adc的饱和阈值进行比较，根据比较结果自动调整射频收发器的增益，确保adc始终工作在不饱和状态。
4.根据权利要求1所述的一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，所述基带信号预处理模块中的独立基带信号低通滤波器采用可重构滤波器结构，能够根据基带发出的控制信号灵活配置带宽，该可重构滤波器结构包含多个不同截止频率的滤波支路，通过基带控制信号控制开关阵列，选择不同的滤波支路组合。
5.根据权利要求1所述的一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，所述agc电路采用多级增益控制结构，根据输入信号强度自动选择合适的增益倍数，实现对信号的精确放大，所述多级增益控制结构包括至少三级增益放大器，每级增益放大器的增益倍数可根据预设规则进行调整。
6.根据权利要求1所述的一种抗干扰无线通信系统，其特征在于，所述高速采样与基带处理模块中，所述高速adc采用流水线采样结构，流水线采样结构由多个采样级联而成，每个采样级对输...
【专利技术属性】
技术研发人员：何磊华，李焱，
申请(专利权)人：无锡远传融创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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