[发明专利]一种认知对流层散射通信系统及方法、无线通信系统

说明书

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种认知对流层散射通信系统及方法、无线通信系统，物理环境感知模块，用于接收附近气象测站发报的通信站址的气象参数，计算通信链路的最优工作频率和相干带宽，再根据物理层采用的具体调制解调技术，计算出信道带宽；频谱感知模块，用于根据带宽扩展或者干扰检测请求，进行频谱感知；功率控制模块，用于控制散射设备发射功率；判决逻辑模块，根据物理感知和频谱感知的结果做出判断。本发明能够满足对流层散射通信系统对通信质量和容量要求的通信体系架构，对拓展对流层散射通信业务和保障军事通信需求具有较大的实用价值；为解决当前及未来军事和民用领域对流层散射通信的需求问题提供参考。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种认知对流层散射通信系统及方法、无线通信系统。

背景技术

对流层散射通信是利用对流层中大气的不均匀性对电波信号的散射或反射作用而产生的一种超视距无线通信方式，具有单跳跨距大、越障能力强、可靠性高、抗核爆和抗截获能力好等特点。从上个世纪50年代开始大量应用于军事通信，主要部署在海岛、海岸线和沙漠地带。对流层散射通信的路径损耗相较于微波和卫星通信大，需要更高功率的发射机和更灵敏的接收机，造成对流层散射系统成本高和设备体积大，渐渐被随后发展起来的卫星通信取代。但是卫星通信存在着时延大、易被干扰和截获以及带宽受限等缺点，特别地，卫星在战略上是不安全的。另外，与对流层散射通信相比，微波通信受限于视距传输，架设中继则增加系统规模和成本；光纤通信则存在铺设难度大，不便于机动等缺点。因此，随着固态功放等硬件和调制解调技术的发展，对流层散射通信重新获得重视，特别是在军事通信中得到广泛运用。对流层散射发生在大气层底部，其传播特性与包括大气压、水汽压、温度和风速等的大气环境因素密切相关，其信道特性比一般的视距无线通信复杂得多，因此如能根据链路实际参数对对流层散射系统的终端设备参数进行调整将能有效改善通信质量；另一方面，由于频谱管理的原因，现代对流层散射设备大多集中工作在4.4GHz-5.0GHz。然而该频段已经十分拥挤，包括射电天文设备和部分移动通信空口也占用此频段，随着军事通信对终端业务的数据容量要求等加大，目前的窄带通信已不能满足需求；此外，战场环境下，敌方干扰机或是其他地面微波设备可能对散射通信设备的造成敌意或无意干扰，能够及时规避同频/邻频干扰对保障通信系统正常工作极其重要。因此，设计出一种能够满足对流层散射通信系统对通信质量和容量要求的通信体系架构，对拓展对流层散射通信业务和保障军事通信需求具有较大的实用价值。

综上所述，现有技术存在的问题是：一方面，现有散射通信设备参数固定，不能根据实时的复杂物理环境调整合适的无线电参数，致使散射通信质量不能总是达到具体通信要求；另一方面，由于频谱资源管理的政策限制，散射通信设备不能在保证避免干扰的同时获得足够的信道带宽资源。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种认知对流层散射通信系统及方法、无线通信系统。

本发明是这样实现的，一种认知对流层散射通信系统，所述认知对流层散射通信系统包括：

物理环境感知模块，用于接收附近气象测站发报的通信站址的气象参数，计算通信链路的最优工作频率和相干带宽，再根据物理层采用的具体调制解调技术，计算出信道带宽；

频谱感知模块，用于根据带宽扩展或者干扰检测请求，进行频谱感知；

功率控制模块，用于控制散射设备发射功率；

判决逻辑模块，根据物理感知和频谱感知的结果做出判断。

进一步，所述物理环境感知模块包括：

对流层散射链路数据库，由链路数据库调出该条链路剖面信息，并输入ALPS；

气象参数获取模块，通过接收附近气象测站发报的通信站址的大气压、温度、水汽压和降雨量，并输入ALPS；