專利名稱：短波快速跳頻系統(tǒng)一種新的ale呼叫方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信抗干擾技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及短波快速跳頻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
短波通信因?yàn)槠浼夹g(shù)成熟，抗毀性強(qiáng)，設(shè)備簡(jiǎn)單，機(jī)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，特別是可以實(shí)現(xiàn) 超視距通信，所以一直廣泛的應(yīng)用于軍用和民用遠(yuǎn)距離通信。
跳頻通信系統(tǒng)多采用M元頻移鍵控調(diào)制(MFSK)，信道衰落和人為干擾會(huì)對(duì)接收方 的接收效果造成影響。鏈路建立是需要在進(jìn)行通信之前，先選擇一個(gè)傳播性能良好的信道， 從而在這個(gè)信道上建立通信鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
目前關(guān)于ALE (自動(dòng)鏈路建立)的方法主要是根據(jù)美軍標(biāo)STD-MIL-188-141A和 STD-MIL-188-141B中的2G-ALE (第2代自動(dòng)鏈路建立)和3G-ALE (第3代自動(dòng)鏈路建 立)系統(tǒng)中的方法，但這些方法主要是針對(duì)單頻通信系統(tǒng)的，其對(duì)跳頻系統(tǒng)的補(bǔ)充協(xié)議的 性能，或?qū)π诺赖脑u(píng)估能力不夠充分，或?qū)π盘?hào)捕獲難度較大，本研究就圍繞此問題展開， 借鑒了 2G-ALE和3G-ALE中鏈路建立的呼叫方法，并重新提出一種新的呼叫方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種鏈路建立過程中的呼叫方法，采用本發(fā)明的方法，可以在鏈 路建立過程中有效的對(duì)短波跳頻信道進(jìn)行傳播性能的評(píng)估，決定是否使用當(dāng)前信道建立通 信鏈路。
本發(fā)明主要是一種鏈路建立過程中的呼叫方法。
本發(fā)明握手協(xié)議的整個(gè)頻率和時(shí)間分配如圖1，圖2，圖3共同所示，包括掃描駐留
時(shí)間(1)、時(shí)隙(2)、子時(shí)隙0 (3)、子時(shí)隙1 (4)、子時(shí)隙2 (5)、系統(tǒng)全掃描帶 寬(6)、跳頻帶寬(7)、跳頻子帶寬0 (8)、跳頻子帶寬l (9)、跳頻子帶寬2 (10)、 跳頻子帶寬3 (11)、跳頻子帶寬4 (12)、跳頻子帶寬5 (13)、跳頻子帶寬6 (14)。 系統(tǒng)全掃描帶寬(6)是系統(tǒng)可以掃描的全部帶寬，是由多個(gè)跳頻帶寬組成。跳頻帶寬 (7)是系統(tǒng)在進(jìn)行跳頻通信時(shí)占用的帶寬。掃描駐留時(shí)間(1)是系統(tǒng)在一個(gè)跳頻帶寬上 停留監(jiān)聽的時(shí)間。掃描駐留時(shí)間(1)劃分為多個(gè)時(shí)隙(2)， 一個(gè)時(shí)隙再劃分為3個(gè)子時(shí) 隙，分別為子時(shí)隙0 (3)、子時(shí)隙1 (4)、子時(shí)隙2 (5)。 一個(gè)跳頻帶寬劃分為7個(gè)跳 頻子帶寬，分別為跳頻子帶寬O (8)、跳頻子帶寬l (9)、跳頻子帶寬2 (10)、跳頻子 帶寬3 (11)、跳頻子帶寬4 (12)、跳頻子帶寬5 (13)、跳頻子帶寬6 (14)。其中，跳頻子帶寬0 (8)的頻率寬度等于跳頻子帶寬6 (14)的頻率寬度，跳頻子帶 寬2 (10)的頻率寬度等于跳頻子帶寬4 (12)的頻率寬度，并且是跳頻子帶寬0 (8)和 跳頻子帶寬6 (14)的頻率寬度的兩倍。
本發(fā)明鏈路建立過程要求被叫站和主叫站在掃描狀態(tài)下保持在一個(gè)比較粗的同步狀
態(tài)下，其同步偏移可以容忍到數(shù)十毫秒級(jí)。當(dāng)主叫電臺(tái)有建立鏈路的要求時(shí)，在掃描駐留 中，除了第一個(gè)和最后一個(gè)時(shí)隙，在其他時(shí)隙中對(duì)被叫站進(jìn)行呼叫，被叫站在接收主叫電 臺(tái)的呼叫信號(hào)的同時(shí)，也根據(jù)接收到的信號(hào)對(duì)信道傳播特性進(jìn)行評(píng)估，并根據(jù)信道的評(píng)估 結(jié)果，對(duì)主叫站進(jìn)行呼叫回應(yīng)，要求主叫站做出相應(yīng)的后續(xù)動(dòng)作。如果被叫站認(rèn)為信道傳 播條件不能滿足正常通信的要求，則要求主叫站在下一個(gè)掃描駐留中重新呼叫，如果被叫 站認(rèn)為信道傳播條件滿足正常通信的要求，則要求主叫站發(fā)送通信數(shù)據(jù)，然后雙方進(jìn)入通 信狀態(tài)。
在闡述本發(fā)明方法之前，首先介紹本發(fā)明中所用的術(shù)語(yǔ)
1) PDU (Packet Data Unit)，分組數(shù)據(jù)單元，是握手中電臺(tái)之間傳輸信息的單元，其
中包含了鏈路建立中必要的信息，在本握手協(xié)議中，有呼叫PDU，和回應(yīng)PDU。
2) BW (Burst Wave),突發(fā)波形，是PDU的波形載體，是8FSK調(diào)制信號(hào)，包括同
步序列部分，和數(shù)據(jù)部分。
3) 掃描駐留，是指電臺(tái)停留在一個(gè)跳頻帶寬上進(jìn)行監(jiān)聽，掃描駐留時(shí)間就是在該跳 頻帶寬上停留監(jiān)聽的時(shí)間。
4) 掃描狀態(tài)，指電臺(tái)既沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，也沒有進(jìn)行鏈路建立的狀態(tài)，在此狀態(tài) 下，電臺(tái)依照本地時(shí)鐘，按預(yù)定順序?qū)Ω鱾€(gè)跳頻掃描依次進(jìn)行監(jiān)聽。
5) 連接狀態(tài)，指正在進(jìn)行鏈路建立握手中的電臺(tái)，此狀態(tài)下，電臺(tái)之間交換呼叫PDU 和回應(yīng)PDU，而不進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)通信。
6) 通信狀態(tài)，指電臺(tái)在鏈路建立好以后，以快速跳頻方式進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)通信的狀 態(tài)。
這種快速跳頻系統(tǒng)鏈路建立呼叫方法包括以下步驟
步驟1主叫站在掃描駐留中的第一個(gè)時(shí)隙內(nèi)監(jiān)聽整個(gè)跳頻帶寬(15)，看此跳頻帶 寬是否被占用，如果已被占用，則到下一個(gè)掃描駐留中再重新進(jìn)行本步驟， 如果沒有被占用，則進(jìn)入步驟2;
步驟2在子時(shí)隙0(3)中，在跳頻子帶寬1 (9)上發(fā)送一個(gè)載有包含被叫站地址PDU的8FSKBW (16);
步驟3在子時(shí)隙1 (4)中，在跳頻子帶寬3 (11)上發(fā)送一個(gè)與歩驟2中相同的8FSK BW (16);
步驟4在子時(shí)隙2(5)中，在跳頻子帶寬5(13)上發(fā)送一個(gè)與步驟2中相同的8FSK BW (16)。
本發(fā)明的呼叫方法如圖4所示。
需要說明的是，跳頻子帶寬0 (8)和跳頻子帶寬6 (14)的頻率寬度是跳頻子帶寬2 (10)和跳頻子帶寬4 (12)的頻率寬度的一半。跳頻子帶寬0 (8)、跳頻子帶寬2 (10)、 跳頻子帶寬4 (12)、跳頻子帶寬6 (14)設(shè)定的頻率寬度越窄，那么被叫站對(duì)于信道傳播 特性的評(píng)估就越接近真實(shí)，但跳頻帶寬(7)也越窄，使跳頻點(diǎn)數(shù)減少。以上4個(gè)跳頻子帶 寬設(shè)定的頻率寬度越寬，那么跳頻點(diǎn)數(shù)就增多，但是被叫站對(duì)信道傳播特性的評(píng)估結(jié)果可 能就不夠接近真實(shí)。
本發(fā)明短波快速跳頻系統(tǒng)的同步模式下鏈路建立中呼叫方法工作原理被叫站根據(jù)接 收到的主叫站發(fā)送的呼叫信號(hào)質(zhì)量，評(píng)估出該信道的傳播特性，如果傳播特性差，不能進(jìn) 行通信，則要求主叫站在下一個(gè)駐留中重新嘗試建立鏈路，如果傳播特性達(dá)到通信要求， 則根據(jù)具體評(píng)估結(jié)果，要求主叫站發(fā)送適當(dāng)速率的通信數(shù)據(jù)，然后進(jìn)入通信狀態(tài)。根據(jù)短 波信道的頻率選擇性衰落特性，相干帶寬內(nèi)頻率的衰落特性相似， 一個(gè)頻率的上下40KHz 左右的范圍內(nèi)都可以認(rèn)為是相干帶寬。在跳頻帶寬(7)中，跳頻子帶寬2 (10)和跳頻子 帶寬4 (12)上下兩邊都是發(fā)射BW信號(hào)的頻率，因此這兩個(gè)跳頻子帶寬內(nèi)的上下兩部分 都被BW信號(hào)發(fā)射頻率的相干帶寬所覆蓋，從而能被有效的評(píng)估傳播特性。而跳頻子帶寬 0 (8)和跳頻子帶寬6 (14)只有一邊是BW信號(hào)的發(fā)射頻率，所以這兩個(gè)跳頻子帶寬的 頻率寬度只能是跳頻子帶寬2 (10)和跳頻子帶寬4 (12)頻率寬度的一半，才能被有效的 評(píng)估傳播特性。
本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)與現(xiàn)有的短波跳頻系統(tǒng)的呼叫方法相比，本方法中并沒有通過讓呼 叫信號(hào)覆蓋全部跳頻頻率來對(duì)信道進(jìn)行評(píng)估，而是通過三路帶寬相對(duì)窄的信號(hào)，利用短波 信道頻率選擇性衰落特性來評(píng)估整個(gè)跳頻帶寬。以FSK頻率間隔為5KHz的情況下，在 400KHz寬度以內(nèi)的跳頻信道上使用本方法都是有效的。當(dāng)信號(hào)在大的頻率跨度上快速跳變 的情況下窄帶接收的跳頻系統(tǒng)捕獲信號(hào)的時(shí)間較長(zhǎng)，而且捕獲概率也相對(duì)較低，使用發(fā)送 帶寬相對(duì)窄的8FSKBW信號(hào)，這增加了被叫站捕獲到信號(hào)的概率，也縮短了捕獲時(shí)間，從而縮短了整個(gè)鏈路建立過程的時(shí)間。使用窄帶接收，避免了由于帶外的強(qiáng)干擾對(duì)接收機(jī)的
ADC造成阻塞。


圖1電臺(tái)系統(tǒng)對(duì)各信道掃描的時(shí)間和頻率說明
其中1是在一個(gè)跳頻帶寬上停留的時(shí)間，即掃描駐留時(shí)間，6是系統(tǒng)可以掃描的整 個(gè)帶寬，7是一個(gè)掃描駐留內(nèi)監(jiān)聽的帶寬，既跳頻帶寬。 圖2是一個(gè)駐留內(nèi)的頻率和時(shí)間說明
其中1是在一個(gè)跳頻頻率上停留的時(shí)間，即掃描駐留時(shí)間，2是駐留內(nèi)的時(shí)隙的時(shí)間； 7是一個(gè)掃描駐留內(nèi)監(jiān)聽的帶寬，既跳頻帶寬。 圖3是一個(gè)時(shí)隙內(nèi)的頻率和時(shí)間說明
其中2是駐留內(nèi)的時(shí)隙的時(shí)間，3、 4、 5是一個(gè)時(shí)隙內(nèi)的子時(shí)隙的時(shí)間，7是一個(gè)掃 描駐留內(nèi)監(jiān)聽的帶寬，既跳頻帶寬，8、 9、 10、 11、 12、 13、 14是跳頻帶寬內(nèi)劃分的信道 子帶寬的頻率寬度。
圖4是呼叫方向被叫方發(fā)送呼叫信號(hào)的說明
其中15是主叫站監(jiān)聽整個(gè)跳頻帶寬，16是主叫站發(fā)射的8FSKBW波形，其余數(shù)字 序號(hào)的說明與圖3中相同。
具體實(shí)施例方式
在主叫站有呼叫需求時(shí)，在當(dāng)前駐留的時(shí)隙(2)內(nèi)發(fā)送重復(fù)三次帶有呼叫PDU的BW， 發(fā)送方法為在子時(shí)隙0 (3)內(nèi)，在信道子帶寬l (9)上發(fā)送一個(gè)BW (15)，在子時(shí)隙 1 (4)內(nèi)，在信道子帶寬3 (11)上發(fā)送一個(gè)BW (15)，在子時(shí)隙2 (4)內(nèi)，在信道子 帶寬5 (13)上發(fā)送一個(gè)BW (15)。發(fā)射時(shí)間可以通過本地時(shí)鐘來定時(shí)，BW波形用DDS 來生成。
權(quán)利要求
1、短波跳頻系統(tǒng)一種新的ALE呼叫方法中，將一個(gè)跳頻帶寬(7)分為了7個(gè)跳頻子帶寬，分別為跳頻子帶寬0(8)、跳頻子帶寬1(9)、跳頻子帶寬2(10)、跳頻子帶寬3(11)、跳頻子帶寬4(12)、跳頻子帶寬5(13)、跳頻子帶寬6(14)。并將一個(gè)時(shí)隙(2)平均劃分為三個(gè)子時(shí)隙，分別為子時(shí)隙0(3)，子時(shí)隙1(4)，子時(shí)隙2(5)。自動(dòng)鏈路建立的整個(gè)過程是要求被叫站和主叫站在掃描狀態(tài)下保持在一個(gè)比較粗的同步狀態(tài)下，其同步偏移可以容忍到數(shù)十毫秒級(jí)。當(dāng)主叫電臺(tái)有建立鏈路的要求時(shí)，在掃描駐留中，除了第一個(gè)和最后一個(gè)時(shí)隙，在其他時(shí)隙中對(duì)被叫站進(jìn)行呼叫，被叫站在接收主叫電臺(tái)的呼叫信號(hào)的同時(shí)時(shí)，也根據(jù)接收到的信號(hào)對(duì)信道傳播特性進(jìn)行評(píng)估，并根據(jù)信道的評(píng)估結(jié)果，對(duì)主叫站進(jìn)行呼叫回應(yīng)，要求主叫站做出相應(yīng)的后續(xù)動(dòng)作。如果被叫站認(rèn)為信道傳播條件不能滿足正常通信的要求，則要求主叫站在下一個(gè)掃描駐留中重新呼叫，如果被叫站認(rèn)為信道傳播條件滿足正常通信的要求，則要求主叫站發(fā)送通信數(shù)據(jù)，然后雙方進(jìn)入通信狀態(tài)。其特征在于主叫站向被叫站呼叫，它是按下面步驟進(jìn)行呼叫的步驟1主叫站在掃描駐留中的第一個(gè)時(shí)隙對(duì)整個(gè)跳頻帶寬監(jiān)聽(15)，看此跳頻帶寬是否被占用，如果已被占用，則到下一個(gè)掃描駐留中再重新進(jìn)行本步驟，如果沒有被占用，則進(jìn)入步驟2；步驟2在子時(shí)隙0(3)中，在跳頻子帶寬1(9)上發(fā)送一個(gè)載有包含被叫站地址PDU的BFSK BW(16)；步驟3在子時(shí)隙1(4)中，在跳頻子帶寬3(11)上發(fā)送一個(gè)與步驟2中相同的8FSKBW(16)；步驟4在子時(shí)隙2(5)中，在跳頻子帶寬5(13)上發(fā)送一個(gè)與步驟2中相同的8FSKBW(16)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種新的ALE呼叫方法，其特征是，要求跳頻子帶寬2 (10)和 跳頻子帶寬4 (12)的頻率寬度相等，并且是跳頻子帶寬0 (8)和跳頻子帶寬6 (14) 的頻率寬度的兩倍
全文摘要
本發(fā)明主要提出了短波快速跳頻系統(tǒng)自動(dòng)鏈路建立中的呼叫方法，在主叫站對(duì)被叫站進(jìn)行呼叫中，主叫站在主被叫站雙方都在監(jiān)聽的跳頻帶寬內(nèi)選擇三個(gè)頻率段重復(fù)發(fā)射三個(gè)相同的BW(Burst Wave，突發(fā)波形)，讓被叫站根據(jù)接收到的三路BW信號(hào)，結(jié)合短波信道衰落的頻率選擇性特點(diǎn)，對(duì)信道的傳播特性進(jìn)行評(píng)估。采用本發(fā)明的呼叫方法，既可以提高窄帶接收跳頻系統(tǒng)對(duì)呼叫信號(hào)的捕獲概率，又可以縮短捕獲時(shí)間，使鏈路建立的時(shí)間縮短。
文檔編號(hào)H04W24/00GK101626584SQ20081004549
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月8日
發(fā)明者左童林, 彭偉夫, 李少謙, 程郁凡, 陳亞丁 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)