一种可避免同频干扰的跳频方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，更具体地涉及一种可避免同频干扰的跳频方法。

背景技术

在移动通信中，为了防止载波频率被敌方跟踪、截获和干扰，各小区载波频率需动态随机跳变，即跳频通信。跳频通信具有良好的抗干扰性能、保密性能和多址组网性能，在军事通信和民用通信中均得到了广泛应用。

跳频序列的性能对跳频通信系统的性能有着决定性的影响，目前常用的跳频序列有基于m序列构造的m跳频序列、基于RS码构造的RS跳频序列以及基于混沌映射构造的混沌跳频序列。其中，m跳频序列和RS跳频序列的自相关性和互相关性较优，混沌跳频序列的自相关性和互相关性次之。

然而，当前跳频方案获得的跳频序列要么在无时延场景下没法保证100％正交，要么在有延时场景下没法保证100％正交，从而导致用户间存在同频干扰，降低通信性能。具体来说，即存在同一时隙同频干扰(无延时场景)和相邻时隙同频干扰(有延时场景)。

同一时隙同频干扰(无延时场景)，即在同一时隙，不同跳频序列的跳频值相同而引起频率碰撞，导致同频干扰。例如，在混沌跳频序列中，理论上无法保证多个混沌跳频序列在所有时刻均正交，即存在某个时刻有两个甚至多个用户的载频相同，造成同频干扰。

相邻时隙同频干扰(有延时场景)，即在相邻时隙，不同跳频序列的跳频值相同而引起频率碰撞，导致同频干扰。这主要发生在用户接入阶段，此时用户还没实现完全同步，各用户信号到达基站的时刻有差异，即彼此之间存在相对时延，如果某个用户当前的跳频值与另一个延时用户的上一跳的跳频值相同，则延时用户和此用户之间存在同频干扰。另外，多个小区同频组网时，来自邻区的上一跳的跳频值与本小区的当前跳的跳频值相同时，也会导致小区间同频干扰。

发明内容

为解决上述现有技术中的问题，本发明提供一种可避免同频干扰的跳频方法，以规避无延时场景和有延时场景下的同频干扰。

本发明提供的一种可避免同频干扰的跳频方法，包括：

步骤S1，在可用频带范围内，规划若干个载波频率，并将这些载波频率分成第一载波组和第二载波组；其中，规划的载波频率的数量为待调度用户的数量的两倍；

步骤S2，以两个相邻时隙为一组，将每组中时隙对应的跳频值分别映射到所述第一载频组中的载波频率和所述第二载频组中的载波频率；

步骤S3，在每一个时隙，提前为指定数量时隙之后的一个时隙中的每个待调度用户产生一个跳频值，获取若干待调整跳频值；

步骤S4，对获取到的待调整跳频值进行调整，以使所述待调整跳频值互不相同；

步骤S5，在无时延场景下，根据经所述步骤S4调整后的跳频值进行跳频通信；在有时延场景下，根据所述步骤S2映射到的载波频率进行跳频通信。

，所述步骤S1包括：在可用频带范围内，规划2N个互不相同的载波频率f

进一步地，所述步骤S2包括：

步骤S21，将奇时隙对应至所述第一载频组，将偶时隙对应至所述第二载频组；其中，所述奇时隙表示序号为奇数的时隙，所述偶时隙表示序号为偶数的时隙；

步骤S22，将每个所述奇时隙对应的跳频值映射到所述第一载频组中的一个载波频率，并将每个所述偶时隙对应的跳频值映射到所述第二载频组中的一个载波频率，获取跳频值与载波频率的映射关系；

步骤S23，基站将步骤S22获取的映射关系合并至资源调度信息中，并将所述资源调度信息发送给待调度用户。

进一步地，所述步骤S3包括：在时隙T-ΔT，为每个所述待调度用户产生时隙T时的N个跳频值，每个跳频值属于候选跳频值集合{1,2,3，......，N}，其中，T为指定数量时隙之后的时隙，ΔT为指定数量时隙的时隙数，N为待调度用户的数量。

进一步地，所述步骤S4包括：

步骤S41，在时隙T-ΔT分析所述N个跳频值中是否存在相同的跳频值，若否，则进入步骤S5；若是，则进入步骤S42；

步骤S42，将相同的跳频值调整为所述候选跳频值集合中未被使用的跳频值，以使所述候选跳频值集合中的跳频值均被使用一次；

步骤S43，基站将调整后的跳频值合并至资源调度信息中，并将所述资源调度信息发送给所述待调度用户，进入步骤S5。

本发明提供的一种可避免同频干扰的跳频方法，具有以下有益效果：

1)通过利用“提前调度”时间窗，调整未来时隙中可能存在的相同跳频值，确保同一时刻各用户的跳频值不同，从而确保各用户的载波频率不同，彻底规避同一时隙同频干扰；

2)通过规划两组正交载频，相邻时隙使用不同的载频组，即使延时用户的跳频值与当前用户的跳频值相同，由于映射在不同的载波频率，延时用户和当前用户的载波频率正交，从而可避免相邻时隙间的同频干扰。

附图说明

图1是按照本发明的可避免同频干扰的跳频方法的流程图。

图2是提前调度示意图。

图3是本发明的应用场景示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

本发明提供的可避免同频干扰的跳频方法，其核心思想是：针对同一时隙同频干扰，通过“提前调度”，即基站提前若干个时隙调整相同的跳频值，然后将调整后的跳频值通过信令发送给用户，以确保同一时隙各用户的跳频值不同，避免同一时隙同频干扰；针对相邻时隙同频干扰，通过“正交载频组”，即规划两组正交载频，相邻时隙使用不同的载频组，以可避免相邻时隙间的同频干扰。

具体地，如图1所示，本发明提供的可避免同频干扰的跳频方法，包括以下步骤：

步骤S1，在可用频带范围内，根据待调度用户的数量规划若干个载波频率，并将这些载波频率分成第一载波组和第二载波组。其中，规划的载波频率的数量为待调度用户的数量N的两倍。

具体地，在可用频带范围内，规划2N个互不相同的载波频率f

表1正交载频划分表

上述2N个载波频率f

在有时延场景下，当时延超过1个时隙时，由于路损很大，到达被干扰基站或被干扰用户的干扰功率远小于底噪，可忽略不计。因此，超过1个时隙的时延场景可不予考虑。例如，假设1个时隙持续时间等于0.5毫秒，对应的传播距离等于150Km。小区半径应该小于150Km，故同一小区内的用户，到达基站的时延必定小于1时隙。另外，即使小区半径大于150Km，小区边缘用户对应的延时大于1时隙，比如，等于2时隙，此时传播距离等于300Km，自由路损将近200dBm，到达被干扰基站的干扰功率大概在-160dBm左右，远小于底噪，故时延大于或等于2时隙的干扰功率可忽略。

因此，步骤S2，以两个相邻时隙为一组，将每组中两个时隙对应的所有跳频值分别映射到第一载频组中的载波频率和第二载频组中的载波频率。

具体地，步骤S2包括：

步骤S21，将序号为奇数的时隙(奇时隙)对应至第一载频组，将序号为偶数的时隙(偶时隙)对应至第二载频组。该步骤使得相邻时隙采用不同的载频组，如表2所示：

表2相邻时隙采用的载频组

需要说明的是，在本实施例中，也可以将偶时隙对应至第一载频组，将奇时隙对应至第二载频组。

步骤S22，将每个奇时隙对应的跳频值映射到第一载频组中的一个载波频率，并将每个偶时隙对应的跳频值映射到第二载频组中的一个载波频率，获取跳频值与载波频率的映射关系。

在本实施例中，跳频值与载波频率的映射关系如表3所示：

表3跳频值与载波频率映射表

需要说明的是，在其他实施例中，跳频值与载波频率也可采用其他映射方式，只需保证每个跳频值对应一个载波频率即可。

步骤S23，基站将步骤S22获取的映射关系合并至资源调度信息中，并将资源调度信息发送给待调度用户。

上述步骤S1和步骤S2可确保在有时延场景下，即使相邻时隙的跳频值相同，但由于映射在不同的载波频率，延时用户和非延时用户之间的载频依然正交，从而可避免相邻时隙之间的同频干扰。

从表3也可看出，跳频值不同，对应的载波频率一定不同。延时1个时隙，即使跳频值相同，由于延时时隙和当前时隙的奇、偶不同，映射到的载波频率不同，从而可规避同一时隙时的同频干扰和相邻时隙时的同频干扰。

步骤S3，在每一个时隙，提前为该时隙的指定数量时隙之后的一个时隙中的每个待调度用户产生一个跳频值，获取若干待调整跳频值。

如图2所示，T为未来的某一个时隙，基站提前ΔT个时隙调度未来时隙T的通信用户(指定数量时隙为ΔT个时隙)，即基站在时隙T-ΔT为每个被调度用户产生时隙T时的跳频值。设定共有N个待调度用户，则会产生N个跳频值，每个跳频值属于候选跳频值集合{1,2,3，......，N}。

步骤S4，对获取到的待调整跳频值进行调整，以使这些待调整跳频值互不相同。具体地，所述步骤S4包括：

步骤S41，在时隙T-ΔT分析上述N个跳频值中是否存在相同的跳频值，若否，则进入步骤S5；若是，则进入步骤S42。

步骤S42，将相同的跳频值调整为候选跳频值集合中未被使用的跳频值，以使候选跳频值集合中的跳频值均被使用一次，从而确保同一时隙各用户的跳频值不同，规避同一时隙同频干扰。

例如，假设有5个跳频用户，共有5个候选跳频值：1，2，3，4，5。假设在时隙T-ΔT为这5个用户产生的跳频值分别为1，3，5，2，2。可以看出，第4个用户和第5个用户的跳频值相同，都为2。此时可把第5个用户的跳频值调整到未被使用的跳频值4，调整后5个用户的跳频值分别为：1，3，5，2，4，使得各用户的跳频值彼此不同。

步骤S43，基站将调整后的跳频值合并至资源调度信息中，并将资源调度信息发送给待调度用户，进入步骤S5。

步骤S5，在无时延场景下，根据经步骤S4调整后的跳频值进行跳频通信；在有时延场景下，根据步骤S2映射到的载波频率进行跳频通信。

具体来说，本发明在无线移动通信网络中的应用实例如图3所示，本发明同时运行在终端侧(即用户侧)和基站侧。基站提前ΔT个时隙为未来时隙T中的各调度用户产生跳频值，并分析是否存在相同跳频值。如果存在，则把相同跳频值调整到未被使用的不同跳频值，并在随后的资源调度信令中发送调整后的跳频值。终端也会根据跳频参数(用户初始接入时，跳频参数会通过SIB消息发给用户)产生未来时隙T的跳频值，如果在接收到的资源调度信令中没收到新跳频值，则在时隙T使用自己产生的跳频值；否则在时隙T使用基站发送过来的跳频值。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。