[发明专利]双向跳频与概率同时同频全双工结合的通信方法

说明书

本发明公开一种双向跳频与概率同时同频全双工结合的通信方法，解决了现有技术跳频系统中频谱利用率较低和同时同频全双工抗干扰不强的问题。本发明的具体步骤包括：首先，终端节点采用正交相移键控QPSK方法调制信号；其次，将调制后的信号进行两次快慢跳频；再次，终端结点计算进行同时同频全双工传输的概率；最后，终端结点将需要进行自干扰消除的信号进行自干扰消除，之后进行解跳和解调得到发射的信号。本发明适用于在同一时间和同一频率上进行信号的发射和接收的相互通信，提高了协作通信系统的频率利用率和抗干扰性。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及无线通信技术领域中的一种双向跳频与概率同时同频全双工结合的通信方法。本发明可用于无线移动通信的协作传输系统中电台之间在同一时间和同一频率上进行信号的发射和接收的相互通信。

背景技术

随着跳频无线通信中带宽越来越宽，而实际对应的可用频谱资源却越来越少，人们开始研究能最大化利用频谱资源的方法。全双工技术在同一时间和同一频段上进行信号的发射和接收，因此它能最大可能地提高未来无线通信网络的频谱资源利用率，但其存在严重的自干扰问题，这限制了全双工系统性能地提升。而随着当前研究自干扰消除技术的成熟，且相应的自干扰信号消除的带宽也越来越宽，这使得跳频与同时同频全双工相结合的通信机制成为可能，不仅可以解决频率利用率不足的情况，而且可以使得系统的抗干扰性和抗侦听性增强。然而由于跳频技术与同时同频全双工技术的结合需要考虑自干扰信号的消除，因此需要解决如何设计合理的带宽来进行自干扰消除的问题。

Hongzhi Zhao等人在其发表的论文“Performance analysis of RF self-interference cancellation in broadband full duplex systems”(CommunicationsWorkshops(ICC),2016IEEE International Conference on,2016,pp.175-179)中公开了一种影响自干扰消除参数的方法。该方法首先对中心频率进行固定，以保证接收的信号的频率不会改变。接着对系统传输速率、信号带宽、载波频率、自干扰消除结构的多抽头延迟和多路径延迟的自干扰信道等参数进行仿真。之后分析了信号带宽对自干扰消除的影响，最后理论分析和仿真得到自干扰消除与信号带宽的关系。该方法存在的不足之处是：分析的条件局限于固定中心频率的同时同频全双工系统，无法应用于中心频率可变的复杂环境中。

西安电子科技大学在其申请的专利文件“认知跳频通信抗干扰容限确定方法”(申请号：201610056611.7公开号：CN105743541A)中提出了一种基于认知理论下的跳频通信抗干扰容量确定的方法。该方法的具体步骤是：第一.该方法工作在传统的时分全双工模式下，第二，确定和配置认知跳频通信系统的参数；第三.加入噪声后，终端节点利用认知理论得到认知跳频通信系统的误比特率；第四，终端节点利用漏警概率、虚警概率和链路会合时延三个因素得出认知跳频系统的抗干扰容量的公式。该方法存在的不足之处在于：该方法适用于传统的时分双工模式下，在同一时间和同一频率上进行信号的发射和接收时由于误码率太高而不再适用，整个跳频通信系统的频谱利用率没有得到充分的利用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出一种双向跳频与概率同时同频全双工结合的通信方法。通过本发明的方法可获得跳频技术的抗干扰性和同时同频全双工技术的高频率利用率。

实现本发明目的的具体思路是：通过对发射信号进行两次跳频，第一次跳频是快速跳频，第二次跳频是慢速跳频，跳频之后的信号工作于概率同时同频全双工传输系统下，接收端在每一次慢跳频的时间内进行自干扰消除后进行二次解跳，最终得到终端结点的发射信号。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

(1)终端节点调制待跳频的信号：

(1a)利用正交相移键控QPSK方法，终端节点1和终端节点2分别对待跳频的信号进行调制；