[发明专利]一种短波抗干扰超窄带数据传输系统和方法

说明书

本发明属于短波通信技术领域，公开了一种短波抗干扰超窄带数据传输系统和方法，本发明通过引入信道探测波形的概念并将其叠加在原有的信息波形上，形成混叠波形进行发送；在接收端首先在混叠波形中提取信道探测波形；其次利用探测波形对传输信道类型进行判断，根据判断的类型选取对应参数从而对信道进行估计；而后基于信道估计结果将接收信号中关于探测波形的信息去除；最后在剩余的波形中提取软信息，并送入译码器进行译码。本发明采用超窄带进行数据传输且不需反馈重传协议，仅需要很窄的频谱范围就可以工作，降低了对外界电磁环境与信道的要求，能够适应各种干扰并在超窄带实现关键信息远距离传输。

技术领域

本发明属于短波通信技术领域，尤其涉及一种短波抗干扰超窄带数据传输系统和方法。

背景技术

短波通信是指波长在10米--100米，频率范围3MHz--30MHz的一种无线电通信技术。短波通信发射的电波要经电离层的反射才能到达接收端，通信距离较远，是远程通信的主要手段。

短波信号具有一定带宽会占据一定的频谱资源，因此为了防止两个短波信号互相干扰，通常会将它们‘放置’在收发双发约定的频率点上，这些频率点互相保持一定间隔。例如常用的短波信号带宽为3KHz，即待传输的信息经调制后被‘放置’在范围为3KHz的频带上；接收端根据发送端的发射中心频率对短波信号进行接收。由于短波通信的特殊性与电离层的随机性，可能会出现人为主动干扰或电离层不稳定等情况从而导致不存在较为‘纯净’的3KHz频带，进而出现无法通信的情况。

现有抗干扰通信的基本思路是采用跳频、扩频或跳扩结合的方式来进行的，在跳频前对频率进行侦听，选择纯净的、没有干扰的频率点进行信息发送，这种方案能够主动避开有干扰的频率点，但发射信号带宽仍然需要具有一定宽度，在复杂多变的环境下很难寻找到符合条件的信道。还有一种是基于ACK(应答反馈重传)机制来实现的抗干扰通信技术，在这种方式下接收端把接收错误的数据帧索引号反馈给发送端，发送端再次发送这个数据帧，这样就提高了可靠性。但这种方式需要有反馈信道，同时还需要收发两端制定反馈重传的协议。

然而在特殊应用场景下，如抢险救灾、指挥控制、战略部署等环境中，通信环境非常差，但却需要在极端恶劣的环境下及时可靠地传输信息，通信畅通与否会直接影响事态发展方向。因此在复杂的、具有强电磁干扰的环境下如何提高关键信息传输的可靠性成了短波通信领域亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种短波抗干扰超窄带数据传输系统和方法，本发明提出的抗干扰传输系统采用超窄带进行数据传输且不需反馈重传协议，仅需要很窄的频谱范围就能工作，降低了对外界电磁环境与信道的要求，能够适应各种干扰并在“夹缝”中实现关键信息远距离传输。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。

一种短波抗干扰超窄带数据传输系统，包括：由依次连接的信息预处理模块、调制器、成型滤波器和上变频模块及信道探测模块组成的发送端，由依次连接的下变频模块、同步捕获模块、探测信号提取模块、频偏/信道估计模块、消息头信息提取模块、参数匹配加载模块、码字软信息提取模块和译码器组成的接收端；

所述信息预处理模块用于将待发送信息进行二进制编码形成二进制LDPC码字，并添加相应的消息头和功率控制序列；

所述信道探测模块用于产生信道探测序列，并将其叠加至成型滤波器产生的信息波形上，形成时域混叠波形，使接收端能够据此进行信道类型识别与信道估计；其中，信息带宽与信道探测序列的带宽不同；

所述频偏/信道估计模块包含频偏估计/跟踪模块和信道探测/估计模块，所述探测信号提取模块提取的探测序列信息分别传输至频偏估计/跟踪模块和信道探测/估计模块，分别进行频偏估计和信道估计，并将估计的频偏和信道结构传输至信息头信息提取模块，同时，信道探测/估计模块将信道估计结果传输至码字软信息提取模块。