专利名称：一种建立通信数据链路的方法
技术领域：
本发明涉及一种建立通信数据链路的方法，属于一种通信协议，该协议用于通信 过程中的数据链路建立过程，它适用于动态频谱通信体制。
背景技术：
动态频谱通信体制要求通信系统具有频率捷变的特点，这样才能通过不断调整工 作频率到无主用户的频带上，从而实现与主用户共享频谱的目的。目前与动态频谱通信体 制最为接近的频率捷变通信系统是跳频通信系统。然而传统跳频通信系统采用的频率集在 通信之前就已经确定，而且通信过程中频率集不再变化，通过在频率集中伪随机选取工作 频率从而实现频率捷变。也就是说跳频通信系统的频率捷变是在一定数量的频点上捷变， 具有一定的局限性。在动态频谱通信体制中，为了实现通信双方的接收频率不断变化，需要通信双方 不断的交换自身的接收频率，使收发频率匹配。接收频率每隔一定的周期就全部重新更新 一次。交互的接收频率是经过实时预测，背景噪声较低的频率，因此在接收频率上接收数据 帧受到主用户干扰的可能性很小，数据链路能够处于保持连接状态，用户数据信息也能够 正确传输。然而，在数据链路的建立的首次沟通中，接收频率是预置好的，不能根据接收环 境实时预测、变更。因此，在动态频谱通信体制下，数据链路的快速、有效建立显得尤为重 要。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种建立通信数据链路的方法，是 一个将两个动态频谱通信节点互相通告自身的接收频率，建立数据链路的过程，具体包括 以下步骤(1)从主节点和从节点分别选出η±、η&个频率；( 设置一个主节点和从节点都预知的频率fs，并将该fs设为主节点的发射频率 和从节点的接收频率；(3)主节点将第一步选出的个频率值发送给从节点；(4)在个频率值中选择一个f ±，并将该设为从节点的发射频率和主节点的 接收频率；(5)从节点将第一步中的个频率值发送给主节点，完成通信链路建立，通信过 程中，主节点的发射频率和从节点的接收频率在个频率中选择，从节点的发射频率和主 节点的接收频率在11±个频率中选择，以保持通信链路。所述步骤(1)从主节点和从节点分别选出的η±、个频率为频率扫描系统选出 来的背景噪声较低的频率，以保证通信效果。所述步骤O)中的频率fs从预知频率集Fh中选择，预知频率集Fh为主节点和从 节点都预知的11^个频率。
当选择的某频率fs存在主用户干扰，导致建立通信链路失败后，再在预知频率集 Fs中选择1个fs进行重新建链。本发明还提出一种建立通信数据链路的方法，主要包括以下步骤(1)从主节点和从节点分别选出η±、ηΛ个频率；( 设置一个主节点和从节点都预知的频率fs，并将该为主节点的发射频率 和从节点的接收频率；(3)主节点在第一步的个频率中选择一个接收频率f±1，并将该接收频率 的值发送给从节点，该接收频率则作为从节点的发射频率；(4)从节点将所述第一步中的个频率中，选择一个接收频率f Λ1，并将该接收频 率 ·Λι的值发送给主节点，该接收频率f &在作为主节点的发射频率；(5)主节点将除f±1剩余的(n±-l)个频率值发送给从节点，从节点接收该(rifl) 个频率值，完成通信链路建立，后继的通信过程中，主节点的发射频率和从节点的接收频率 在11|个频率中选择，从节点的发射频率和主节点的接收频率在11±个频率中选择。利用本发明提出的快速数据链路建立的方法，建立的通信系统不仅具有频率捷变 的特性，同时其采用的通信频率集可以随时更新，结合动态频谱通信系统中的主用户监测 系统，可以即时避开主用户。
具体实施例方式以两个节点主节点、从节点为例，详细说明本发明提出的建立通信数据链路的实 施过程。主从节点，在整个通信频段上，对动态频谱多次扫描，根据扫描结果对频谱空洞将 要出现的位置短期预测，找出出现概率最大，噪声电平最低的η主、η从个频率。主节点将 其选择的η主个频率中，噪声电平最低的1个频率f主在频谱中的位置信息封装在建链帧 α内，建链帧采取足够强的纠错编码、均衡、分集接收等纠错手段，提高建链帧的正确接收 概率。由于存在大量的纠错冗余信息，其编码效率较低。从节点，将其探测到的η从个频率 在频谱中的位置信息封装在勤务帧β内。从节点，初始化伪随机序列，从预约频率集F预 中伪随机选取一个频率f预，作为接收频率，等待接收主节点的建链帧。主节点，初始化伪 随机序列，和从节点采用相同的方法，在预约频率集F预中选取一个频率f预，作为发射频 率。由于主节点和从节点采用相同的伪随机序列，因此可以保证选出来的频率相同，且具有 随机性。主节点发射建链帧α。然后将主节点的接收频率设置为建链帧α内的频率值。 从节点，接收到建链帧α，解调出帧内包含的频率位置信息。从节点以f主作为发射频率， 发射勤务帧β。然后伪随机的选择勤务帧β内一个频率f从1为接收频率。主节点，接 收到勤务帧β，解调出帧内包含的从节点的频率位置信息。主节点，将探测到的η个空洞 在频谱中的位置信息封装在勤务帧Y内，接收到的勤务帧β内，伪随机选取一个频率f从 1作为发射频率，将勤务帧Y发送出去。从节点，接收到勤务帧Y，解调出帧内包含的主节 点的频率位置信息。至此，建链过程结束，主从节点完成接收频率交互过程。本发明提出的方法主要用于动态频谱通信体制内，在动态频谱通信体制中，要求 通信过程中使用的工作频率不断变化，采用本发明专利后，即可实现这一要求。假设工作信号带宽为3kHz，通信节点的工作频率范围为2-30MHZ。将两个通信节点一个设置为主节点，一个设置为从节点。首先主节点和从节点利用频谱扫描卡分别对各 自所在地的2-30MHZ的频谱进行扫描，通过扫描获得各个频率点上的FFT值，找出带宽为 3kHz、且3kHz内FFT值最小的10个频率。假设主站搜索到的这10个频率是F±1_1(1，从站 搜索到的10个频率是Fiu,。主站和从站之间存在一个首次预约频率集FH1_1(I(I。主站和 从站利用当前时间t，采用经典的伪随机函数rancKt)计算出一个1-100之间的数χ。由于 采用的是相同的输入和相同的伪随机函数，因此主从站计算出来的χ值相同。主站将自身 的发射频率设置为Fhx，从站将自身的接收频率设置为FHx。主从站设置好收发频率后，主 站再次利用rand(t)计算出一个1_10之间的数y，主站将F±y这个频率值传递给从站。从 站接收到F±y后，将自身的发射频率设置为F±y，同时主站也将自身的接收频率设置为 y。主从站设置好收发频率后，从站将Fiu,这10个频率值传递给主站。主从站再次利用 rand(t)计算出一个1_10之间的数z，主站将自身的发射频率设置为，从站将自身的接 收频率设置为Fι。设置好主从站的收发频率后，主站将F±1_1(l中除F±y之外的9个频率 值传递给从站。至此，主从节点的通信链路建立过程结束。此时主节点的发射频率集为 i,，主节点的接收频率集为^，从节点的发射频率集为F±1_1(1，从节点的接收频率集为F 主从节点之间传输数据时采用的工作频率从收发频率集中选取。利用rand(t)函数 可以实现收发频率保持一致。
权利要求
1.一种建立通信数据链路的方法，主要包括以下步骤(1)从主节点和从节点分别选出η±、ηΛ个频率；(2)设置一个主节点和从节点都预知的频率f^，并将该 ^设为主节点的发射频率和从 节点的接收频率；(3)主节点将第一步选出的1!±个频率值发送给从节点；(4)在个频率值中选择一个f^，并将该设为从节点的发射频率和主节点的接收频率；(5)从节点将第一步中的η&个频率值发送给主节点，完成通信链路建立，通信过程中， 主节点的发射频率和从节点的接收频率在个频率中选择，从节点的发射频率和主节点 的接收频率在11±个频率中选择，以保持通信链路。
2.根据权利要求1的建立通信数据链路的方法，其特征是所述第一步从主节点和从节 点分别选出的η±、ηΛ个频率为频率扫描系统选出来的背景噪声较低的频率，以保证通信效^ ο
3.根据权利要求1的建立通信数据链路的方法，其特征是所述的第二步中的频率fs从 预知频率集Fh*选择，预知频率集Fh为主节点和从节点都预知的11_个频率。
4.根据权利要求3的建立通信数据链路的方法，其特征是当选择的某频率丨^存在主用 户，导致建立通信链路失败后，再在预知频率集Fh中选择1个fs进行重新建链。
5.一种建立通信数据链路的方法，主要包括以下步骤(1)从主节点和从节点分别选出η±、ηΛ个频率；(2)设置一个主节点和从节点都预知的频率f^，并将该 ^设为主节点的发射频率和从 节点的接收频率；(3)主节点在第一步的个频率中选择一个接收频率f±1，并将该接收频率的值 发送给从节点，该接收频率则作为从节点的发射频率；(4)从节点将所述第一步中的r^个频率中，选择一个接收频率，并将该接收频率f 的值发送给主节点，该接收频率f &在作为主节点的发射频率；(5)主节点将除剩余的(η±-1)个频率值发送给从节点，从节点接收该(η±-1)个 频率值，完成通信链路建立，后继的通信过程中，主节点的发射频率和从节点的接收频率在 M个频率中选择，从节点的发射频率和主节点的接收频率在个频率中选择。
全文摘要
本发明提出了一种建立通信数据链路的方法，具体包括(1)从主节点和从节点分别选出n主、n从个频率；(2)设置一个主节点和从节点都预知的频率f预，并将该f预设为主节点的发射频率和从节点的接收频率；(3)主节点将第一步选出的n主个频率值发送给从节点；(4)在n主个频率值中选择一个f主，并将该f主设为从节点的发射频率和主节点的接收频率；(5)从节点将第一步中的n从个频率值发送给主节点，完成通信链路建立，通信过程中，主节点的发射频率和从节点的接收频率在n从个频率中选择，从节点的发射频率和主节点的接收频率在n主个频率中选择，以保持通信链路。
文档编号H04W16/10GK102143497SQ201010611038
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者王平, 粱亮, 郭锐 申请人:中国船舶重工集团公司第七研究院