跳频频点的调整方法、装置、电子设备及存储介质

1.本发明涉及通信处理技术领域，尤其涉及一种跳频频点的调整方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.目前，通信技术逐渐向高速率的无线通信方向发展，但由于系统传输符号速率高，瞬时传输带宽大，在100mhz的跳频范围内，系统可用的跳频频点相对较少，一旦遇到某几个跳频频点被干扰的情况，则系统的误比特率会急剧恶化，又由于单个符号无法在传输过程中获得频率分集的效果。因此，抗干扰以及消除多径效应所带来的码间串扰对提升通信系统的通信能力至关重要。
3.针对一定带宽的带阻干扰场景，仅通过编译码与交织技术无法应对多个频点信息被同时干扰的场景。为此，针对跳频系统，通常可以利用干扰认知算法解决上述问题，对频带内可能存在的干扰进行干扰认知，得到被干扰的频点信息，进一步调整跳频图案，规避掉被干扰的通信频点，从而提升该通信系统的可靠性。
4.常用的频谱感知算法虽然能够较好地实现对频域上干扰信号的检测，但由于其运算过程中往往需要较为复杂的相关或平方积分等算法，从而增加了接收机复杂度。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种跳频频点的调整方法、装置、电子设备及存储介质。
6.第一方面，本发明提供一种跳频频点的调整方法，包括：获取目标信号在传输过程中的各频点上的分段数据，其中，每个分段数据包括头部导频、数据段和尾部导频；根据所述分段数据确定所述目标信号在各频点上的信道估计和噪声估计；根据所述信道估计和所述噪声估计确定各频点中的干扰频点；根据所述干扰频点调整下一次传输过程中所需的跳频频点。
7.在一个实施例中，所述根据所述分段数据确定所述目标信号在各频点上的信道估计，包括：根据频点上的各分段数据中的头部导频和尾部导频确定各分段数据对应的头部导频频域信息和尾部导频频域信息；确定各分段数据中的数据段分别与头部导频、尾部导频的数据间隔；根据各分段数据对应的头部导频频域信息、尾部导频频域信息，以及各分段数据中的数据段分别与头部导频、尾部导频的数据间隔确定各分段数据对应的信道估计；根据各分段数据对应的信道估计确定频点对应的信道估计。
8.在一个实施例中，所述根据各分段数据对应的头部导频频域信息、尾部导频频域信息，以及各分段数据中的数据段分别与头部导频、尾部导频的数据间隔确定各分段数据
对应的信道估计，包括：根据各分段数据对应的头部导频频域信息、尾部导频频域信息，以及各分段数据中的数据段分别与头部导频、尾部导频的数据间隔采用以下计算公式确定各分段数据对应的信道估计；其中，为第分段数据对应的信道估计；第分段数据中的数据段包含包数据；其中，是第分段数据中的数据段的第包数据对应的信道估计，为第分段数据中的数据段的第包数据与头部导频的数据间隔，为第分段数据中的数据段的第包数据与尾部导频的数据间隔，为第分段数据中头部导频的信道估计，为第分段数据中尾部导频的信道估计；分段数据中尾部导频的信道估计；和分别代表第分段数据对应的头部导频频域信息和尾部导频频域信息，和分别代表第分段数据对应的原始头部导频频域信息和原始尾部导频频域信息。
9.在一个实施例中，所述根据所述分段数据确定所述目标信号在各频点上的噪声估计，包括：提取频点上的各分段数据中的头部导频和尾部导频；根据各分段数据中的头部导频和尾部导频确定各分段数据对应的噪声估计；根据各分段数据对应的噪声估计确定频点对应的噪声估计。
10.在一个实施例中，所述根据各分段数据中的头部导频和尾部导频确定各分段数据
对应的噪声估计，包括：根据各分段数据中的头部导频和尾部导频采用以下计算公式确定各分段数据对应的噪声估计；其中，为第分段数据对应的噪声估计，为第分段数据中头部导频中第个信息值，为第分段数据中尾部导频中第个信息值；为导频序列长度；[
·
]
*
为共轭。
[0011]
在一个实施例中，所述根据所述信道估计和所述噪声估计确定各频点中的干扰频点，包括：根据各频点上的噪声估计确定噪声估计均值，并根据所述噪声估计均值确定第一门限值；将各频点上的噪声估计与所述第一门限值进行比较，确定噪声估计超过所述第一门限值的频点为干扰频点；根据各频点上的信道估计确定信道估计峰值，并根据所述信道估计峰值确定第二门限值；将各频点上的信道估计与所述第二门限值进行比较，确定信道估计超过所述第二门限值的频点为干扰频点。
[0012]
第二方面，本发明提供一种跳频频点的调整装置，包括：获取模块，用于获取目标信号在传输过程中的各频点上的分段数据，其中，每个分段数据包括头部导频、数据段和尾部导频；处理模块，用于根据所述分段数据确定所述目标信号在各频点上的信道估计和噪声估计；确定模块，用于根据所述信道估计和所述噪声估计确定各频点中的干扰频点；调整模块，用于根据所述干扰频点调整下一次传输过程中所需的跳频频点。
[0013]
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器和存储有计算机程序的存储器，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述跳频频点的调整方法的步骤。
[0014]
第四方面，本发明提供一种处理器可读存储介质，所述处理器可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述处理器执行第一方面所述跳频频点的调整方法的步骤。
[0015]
本发明提供的跳频频点的调整方法、装置、电子设备及存储介质，利用频域均衡算法得到的信道估计、噪声估计进行干扰认知，结合跳频通信技术的优点，在解决信道衰落问题的基础上，从频点中筛选出干扰频点，进一步解决强干扰的问题，在不增加接收端算法复杂度的前提下同时起到抗衰落和抗干扰的作用。
附图说明
[0016]
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]
图1是本发明提供的跳频频点的调整方法的流程示意图；图2是本发明提供的信号的帧结构示意图；图3a是本发明提供的干扰前的信道估计峰值统计图；图3b是本发明提供的干扰后的信道估计峰值统计图；图4a是本发明提供的干扰前的噪声估计均值统计图；图4b是本发明提供的干扰后的噪声估计均值统计图；图5是本发明提供的跳频频点的调整装置的结构示意图；图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0018]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]
下面结合图1~图6描述本发明的跳频频点的调整方法、装置、电子设备及存储介质。
[0020]
为此，图1示出了本发明提供的一种跳频频点的调整方法的流程示意图，参见图1，该方法包括：11、获取目标信号在传输过程中的各频点上的分段数据，其中，每个分段数据包括头部导频、数据段和尾部导频；12、根据分段数据确定目标信号在各频点上的信道估计和噪声估计；13、根据信道估计和噪声估计确定各频点中的干扰频点；14、根据干扰频点调整下一次传输过程中所需的跳频频点。
[0021]
针对步骤11~步骤14，需要说明的是，在本发明中，针对时变信道特点，设计了适用于时变信道的导频结构，对信号进行分段处理，每个分段采用分段导频架构
‑‑
头部导频 数据段 尾部导频（pilot-data-pilot, pdp），即导频放置在帧结构的两侧，这种结构要求接收端同时收到头部导频和尾部导频之后再对数据进行处理。如图2所示为信号的帧结构示意图。该帧结构包括：同步头用来传输用于同步的数据，帧头用来定位数据段的起始位置；头部导频和尾部导频用来进行频域均衡的信道估计和噪声估计；数据段用来传输干扰认知信息及有效的数据信息。为此，本技术的分段数据包括头部导频、数据段（有效数据）和尾部导频。
[0022]
在本发明中，信号的传输采用跳频传输方式，为此，在不同的跳频频点下，能够获取每个分段数据的头部导频和尾部导频。
[0023]
在本发明中， 头部导频和尾部导频采用zadoff－chu序列生成，故头部导频和尾
部导频相当于头部导频序列和尾部导频序列，它们用于进行均衡算法中的信道估计和噪声估计。故能够对各频点上获取到的各分段数据中的头部导频和尾部导频进行计算，得到在各频点上的信道估计和噪声估计。
[0024]
进一步的，根据分段数据确定目标信号在各频点上的信道估计，具体步骤包括：根据频点上的各分段数据中的头部导频和尾部导频确定各分段数据对应的头部导频频域信息和尾部导频频域信息；确定各分段数据中数据段分别与头部导频、尾部导频的数据间隔；根据各分段数据对应的头部导频频域信息、尾部导频频域信息，以及各分段数据中的数据段分别与头部导频、尾部导频的数据间隔确定各分段数据对应的信道估计；根据各分段数据对应的信道估计确定频点对应的信道估计。
[0025]
上述具体步骤对每个频点上的每个分段数据确定该分段数据对应的信道估计的处理过程均相同。在本发明中，每个数据段包括至少一个数据包，为此，能够基于数据包计算出分别与头部导频、尾部导频的数据间隔。
[0026]
在本发明中，采用傅里叶算法fft对头部导频和尾部导频进行转换得到头部导频频域信息和尾部导频频域信息。
[0027]
此时，根据每个分段数据对应的头部导频频域信息、尾部导频频域信息，以及每个分段数据中的数据段分别与头部导频、尾部导频的数据间隔确定该分段数据对应的信道估计。
[0028]
然后根据各分段数据对应的信道估计确定各分段数据对应频点对应的信道估计，然后在基于所有频点对应的信道估计进行均值或最大或最小或方差等算法计算得到目标信号的信道估计。
[0029]
进一步的，根据各分段数据对应的头部导频频域信息、尾部导频频域信息，以及各分段数据中数据段分别与头部导频、尾部导频的数据间隔确定各分段数据对应的信道估计，具体步骤包括：根据各分段数据对应的头部导频频域信息、尾部导频频域信息，以及各分段数据中数据段分别与头部导频、尾部导频的数据间隔采用以下计算公式确定各分段数据对应的信道估计；其中，为第分段数据对应的信道估计；第分段数据中的数据段包含包数据；其中，是第分段数据中数据段的第包数据对应的信道估计，为第分
段数据中数据段的第包数据与头部导频的数据间隔，为第分段数据中数据段的第包数据与尾部导频的数据间隔，为第分段数据中头部导频的信道估计，为第分段数据中尾部导频的信道估计；分段数据中尾部导频的信道估计；和分别代表第分段数据对应的头部导频频域信息和尾部导频频域信息，和分别代表第分段数据对应的原始头部导频频域信息和原始尾部导频频域信息。
[0030]
进一步地，根据分段数据确定目标信号在各频点上的噪声估计，具体步骤包括：提取频点上的各分段数据中的头部导频和尾部导频；根据各分段数据中的头部导频和尾部导频确定各分段数据对应的噪声估计；根据各分段数据对应的噪声估计确定频点对应的噪声估计。
[0031]
在本发明中，根据分段数据对应的头部导频、尾部导频确定该分段数据对应的噪声估计。
[0032]
然后根据所有分段数据对应的噪声估计确定频点对应的噪声估计，然后在基于所有频点对应的噪声估计进行均值或最大或最小或方差等算法计算得到目标信号的噪声估计。
[0033]
进一步地，根据各分段数据中的头部导频和尾部导频确定各分段数据对应的噪声估计，具体步骤包括：根据各分段数据中的头部导频和尾部导频采用以下计算公式确定各分段数据对应的噪声估计；其中，为第分段数据对应的噪声估计，为第分段数据中头部导频中第个信息值，为第分段数据中尾部导频中第个信息值；为导频序列长度；[
·
]
*
为共轭。
[0034]
图3a和图3b为本发明一实施例所描述的信道估计峰值统计图，仿真在第6个跳频
频点上加带宽为1mhz的jsr=0db、 30db窄带干扰条件下，不同跳频频点在不同eb/n0条件下的信道估计峰值。从上图可以明显看出，信道估计的峰值结果与eb/n0相关性不大，随着jsr的增加，干扰跳频频点上的信道估计峰值结果显著增加，在jsr=0db时其峰值结果也为其他频点峰值结果的6倍以上。
[0035]
图4a和图4b为本发明一实施例所描述的噪声估计均值统计图，分别仿真在第6个跳频频点上加带宽为1mhz的jsr=0db、30db窄带干扰条件下，不同跳频频点在不同eb/n0条件下的噪声估计结果。可以看出，在未受干扰的频点，噪声估计结果随着eb/n0减小而增大，而当频点存在干扰信号时，其噪声估计结果由干扰信号占主导，随着 jsr 的增加，干扰跳频频点上的噪声估计均值结果显著增加，在eb/n0=1db，jsr=0db时其均值结果也为其他频点均值结果的10倍以上。所以，本发明设置信道估计峰值的6倍与噪声估计均值的10倍作为干扰认知门限，若信道估计峰值结果或者噪声估计均值结果超过门限，则认为该频点的带内存在干扰，从而实现对干扰信号的认知。
[0036]
进一步地，根据信道估计和噪声估计确定各频点中的干扰频点，具体步骤包括：根据各频点上的噪声估计确定噪声估计均值，并根据所述噪声估计均值确定第一门限值；将各频点上的噪声估计与所述第一门限值进行比较，确定噪声估计超过所述第一门限值的频点为干扰频点；根据各频点上的信道估计确定信道估计峰值，并根据所述信道估计峰值确定第二门限值；将各频点上的信道估计与所述第二门限值进行比较，确定信道估计超过所述第二门限值的频点为干扰频点。
[0037]
在本发明中，根据噪声估计均值确定的门限值为基于均值配置的一个比例值，通过均值与比例值的相乘确定门限值。根据信道估计峰值确定的门限值为基于峰值配置的一个比例值，通过峰值与比例值的相乘确定门限值。
[0038]
基于噪声估计与信道估计，可以做联合判决，一旦信道估计出现明显过门限峰值点，且噪声估计明显倍增，则代表带内存在信干比jsr较大的窄带干扰信号。若信道估计没有出现明显过均值门限峰值点，但噪声估计结果明显增大，则表明带内存在宽带干扰信号。如果均未有信号超过门限，则可认为此时干扰信号可能为单音干扰或不存在干扰，对接收机影响相对较小。
[0039]
在本发明中，根据干扰频点调整下一次传输过程中所需的跳频频点。需要完成收发两端需要的干扰频点信息的定时交互，在发送端接收到存在干扰的频点信息后，将需要在该频点上发送的信息更改到另一频点上发送，实现对干扰信号的躲避。通过该方案可以确保所有的有效数据段均能进行有效地传输。
[0040]
本发明提供的跳频频点的调整方法，利用频域均衡算法得到的信道估计、噪声估计进行干扰认知，结合跳频通信技术的优点，在解决信道衰落问题的基础上，从频点中筛选出干扰频点，进一步解决强干扰的问题，在不增加接收端算法复杂度的前提下同时起到抗衰落和抗干扰的作用。
[0041]
下面对本发明提供的跳频频点的调整装置进行描述，下文描述的跳频频点的调整装置与上文描述的跳频频点的调整方法可相互对应参照。
[0042]
图5示出了本发明提供的一种跳频频点的调整装置的流程示意图，参见图5，该装置包括获取模块51、处理模块52、确定模块53和调整模块54，其中：获取模块51，用于获取目标信号在传输过程中的各频点上的分段数据，其中，每个分段数据包括头部导频、数据段和尾部导频；处理模块52，用于根据分段数据确定目标信号在各频点上的信道估计和噪声估计；确定模块53，用于根据信道估计和噪声估计确定各频点中的干扰频点；调整模块54，用于根据干扰频点调整下一次传输过程中所需的跳频频点。
[0043]
相应地，处理模块在根据分段数据确定目标信号在各频点上的信道估计的处理过程中，具体同于：根据频点上的各分段数据中的头部导频和尾部导频确定各分段数据对应的头部导频频域信息和尾部导频频域信息；确定各分段数据中的数据段分别与头部导频、尾部导频的数据间隔；根据各分段数据对应的头部导频频域信息、尾部导频频域信息以及各分段数据中的数据段分别与头部导频、尾部导频的数据间隔确定各分段数据对应的信道估计；根据各分段数据对应的信道估计确定频点对应的信道估计。
[0044]
相应地，该处理模块在根据各分段数据对应的头部导频频域信息、尾部导频频域信息，以及各分段数据中的数据段分别与头部导频、尾部导频的数据间隔确定各分段数据对应的信道估计的处理过程中，具体用于：根据各分段数据对应的头部导频频域信息、尾部导频频域信息，以及各分段数据中的数据段分别与头部导频、尾部导频的数据间隔采用以下计算公式确定各分段数据对应的信道估计；其中，为第分段数据对应的信道估计；第分段数据中的数据段包含包数据；其中，是第分段数据中的数据段的第包数据对应的信道估计，为第分段数据中的数据段的第包数据与头部导频的数据间隔，为第分段数据中的数据段的第包数据与尾部导频的数据间隔，为第分段数据中头部导频的信道估
计，为第分段数据中尾部导频的信道估计；分段数据中尾部导频的信道估计；和分别代表第分段数据对应的头部导频频域信息和尾部导频频域信息，和分别代表第分段数据对应的原始头部导频频域信息和原始尾部导频频域信息。
[0045]
相应地，处理模块在根据所述分段数据确定所述目标信号在各频点上的噪声估计的处理过程中，具体用于：提取频点上的各分段数据中的头部导频和尾部导频；根据各分段数据中的头部导频和尾部导频确定各分段数据对应的噪声估计；根据各分段数据对应的噪声估计确定频点对应的噪声估计。
[0046]
相应地，处理模块在根据各分段数据中的头部导频和尾部导频确定各分段数据对应的噪声估计的处理过程中，具体用于：根据各分段数据对应的头部导频和尾部导频采用以下计算公式确定各分段数据对应的噪声估计；其中，为第分段数据对应的噪声估计，为第分段数据中头部导频中第个信息值，为第分段数据中尾部导频中第个信息值；为导频序列长度；[
·
]
*
为共轭。
[0047]
相应地，确定模块具体用于：根据各频点上的噪声估计确定噪声估计均值，并根据所述噪声估计均值确定第一门限值；将各频点上的噪声估计与所述第一门限值进行比较，确定噪声估计超过所述第一门限值的频点为干扰频点；根据各频点上的信道估计确定信道估计峰值，并根据所述信道估计峰值确定第二门限值；将各频点上的信道估计与所述第二门限值进行比较，确定信道估计超过所述第二门限值的频点为干扰频点。
flash）、固态硬盘（ssd））等。
[0056]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0057]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0058]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。