本申請涉及無線通信，具體涉及一種抗干擾的隨機序列跳頻及頻率同步方法、系統及存儲介質。

背景技術：

1、跳頻通信技術是指收發雙方傳輸信號的載波頻率受偽隨機碼的控制，按照預定規律進行離散變化的通信方式。隨著無人機技術的發展，目前無人機的地面接收端（即發送端）和天空端（即接收端）之間也采用了跳頻通信技術。

2、目前主流的跳頻通信方法有以下兩種：1）通信前對固定的信號列表進行信號強度的遍歷，選取最優的信號進行固定頻點的通信。此方法在遍歷信道時需要中斷通信鏈路，實時性差，并且固定信道通信受到干擾的風險比較高。2）設定通信時的信號質量、強度等閾值，當低于閾值時，進行預存頻點中其它頻點的快速試探性跳頻，當檢測到更優頻點時進行跳頻操作。此方法的抗干擾性、實時性較優，但仍然有較多不足，比如：閾值定義難度較高，未知場景多，對于未考慮到的場景，有潛在的通信斷鏈等風險；跳頻實時性不足，更優頻點的切換存在滯后性，導致無法持續保證高水平且穩定的通信帶寬，尤其在復雜無線電環境，比如市區中，帶寬波動較大。

3、上述方案均無法同時保證抗干擾性和通信帶寬的穩定性。因此，需要提供一種抗干擾的隨機序列跳頻及頻率同步方法、系統及存儲介質，用于解決上述存在的技術問題。

技術實現思路

1、為了解決上述技術問題，本申請提出了一種抗干擾的隨機序列跳頻及頻率同步方法、系統及存儲介質。

2、根據本申請的第一方面，提出了一種抗干擾的隨機序列跳頻及頻率同步方法，用于主節點和從節點之間的通信，包括：

3、獲取所述主節點和所述從節點之間的通信頻段，并劃分成n個區間，利用偽隨機序列在每個區間內選取一個頻點，生成包含n個頻點的映射表，其中，n為＞2的整數；

4、所述主節點從所述映射表中隨機選取一個頻點，并以第一頻率fm進行頻點切換通信，所述從節點從所述映射表中隨機選取一個頻點，并以第二頻率fs進行頻點切換通信，直至所述主節點與所述從節點建立鏈路通信連接，其中fs=n×fm；

5、響應于所述主節點與所述從節點建立鏈路通信連接，所述主節點發送本周期的數據幀至所述從節點，所述從節點解析所述數據幀完成時間同步；

6、設定跳頻時間間隔，在每次跳頻時啟動定時器計時，并在所述定時器計時完成時開始下一次跳頻；

7、利用偽隨機數從所述映射表中索引下一次跳頻的目標頻點，根據所述目標頻點實現鏈路的跳頻及頻率同步。

8、優選的，所述主節點包括微控制器，所述偽隨機序列的生成過程包括，包括：

9、使用高精度時間戳融合所述微控制器的唯一標識符uid生成隨機數種子；

10、基于所述隨機數種子，使用隨機數生成器生成所述偽隨機序列；

11、其中，所述高精度時間戳的精度為微秒級。

12、優選的，所述定時器包括主定時器和輔定時器，所述設定跳頻時間間隔，在每次跳頻時啟動定時器計時，并在所述定時器計時完成時開始下一次跳頻，包括：

13、設定跳頻時間間隔，在每次跳頻時使用所述主定時器和所述輔定時器同時進行跳頻間隔計時；

14、當所述主定時器在當前周期的計數間隔到達時，將所述輔定時器在當前周期的計數值與其在一個周期內的計數間隔進行取余運算；

15、若取余結果不為0，則根據取余結果對所述主定時器在當前周期或下一周期的計數間隔進行補償修正；

16、在所述主定時器計時完成時開始下一次跳頻；

17、其中，所述主定時器的精度高于所述輔定時器的精度。

18、優選的，所述偽隨機數的生成過程包括：

19、將所述輔定時器的時間戳與預設隨機種子進行取余運算，得到所述偽隨機數，其中，所述預設隨機種子為[2，n]之間的正整數。

20、優選的，當所述映射表包含的頻點個數n為整十數時，所述預設隨機種子取值為n-1。

21、優選的，所述主節點發送本周期的數據幀至所述從節點，所述從節點解析所述數據幀完成時間同步，包括：

22、所述主節點在所述數據幀的前k個字節中插入所述主節點的時間戳，其中，k為≥3的正整數；

23、記錄所述數據幀在所述主節點與所述從節點之間的傳輸時間；

24、所述從節點接收所述數據幀并解析所述主節點的時間戳，并根據所述主節點的時間戳和所述數據幀的傳輸時間，對本地時間戳進行同步。

25、根據本申請的第二方面，提出了一種抗干擾的隨機序列跳頻及頻率同步系統，包括主節點和從節點，所述主節點和所述從節點用于執行上述第一方面任一實施方式提供的抗干擾的隨機序列跳頻及頻率同步方法，組成無線通信鏈路。

26、優選的，所述主節點為無人機遙控器，所述從節點為無人機天空端。

27、根據本申請的第三方面，提出了一種電子設備，包括：一個或多個處理器；存儲器，用于存儲一個或多個程序，當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執行時，使得所述電子設備實現如上述第一方面任一實施方式提供的抗干擾的隨機序列跳頻及頻率同步方法。

28、根據本申請的第四方面，提出了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，所述程序被處理器執行時實現如上述第一方面任一實施方式提供的抗干擾的隨機序列跳頻及頻率同步方法。

29、本申請提出了一種抗干擾的隨機序列跳頻及頻率同步方法、系統及存儲介質，通過采用高隨機性及唯一性的偽隨機序列和偽隨機數、跳頻時間間隔動態調整、時間戳同步等機制，不需要定義跳頻閾值，均勻選取頻點，跳頻分散信號能量，既提高了通信帶寬的穩定性，也減少了對其它設備的干擾，同時增強了抗干擾能力，以及信號被截獲和破解的難度，在幾乎任意無線通信場景下具有較好的適用性。

技術特征：

1.一種抗干擾的隨機序列跳頻及頻率同步方法，用于主節點和從節點之間的通信，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述主節點包括微控制器，所述偽隨機序列的生成過程包括，包括：

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述定時器包括主定時器和輔定時器，所述設定跳頻時間間隔，在每次跳頻時啟動定時器計時，并在所述定時器計時完成時開始下一次跳頻，包括：

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述偽隨機數的生成過程包括：

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，當所述映射表包含的頻點個數n為整十數時，所述預設隨機種子取值為n-1。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述主節點發送本周期的數據幀至所述從節點，所述從節點解析所述數據幀完成時間同步，包括：

7.一種抗干擾的隨機序列跳頻及頻率同步系統，其特征在于，包括主節點和從節點，所述主節點和所述從節點用于執行如權利要求1至6中任意一項所述的方法，組成無線通信鏈路。

8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述主節點為無人機遙控器，所述從節點為無人機天空端。

9.一種電子設備，其特征在于，包括：

10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述程序被處理器執行時實現如權利要求1至6中任意一項所述的方法。

技術總結
本申請提出了一種抗干擾的隨機序列跳頻及頻率同步方法、系統及存儲介質，該方法包括：獲取主節點和從節點之間的通信頻段，并劃分成N個區間，利用偽隨機序列在每個區間內選取一個頻點，生成映射表；主節點以第一頻率f<subgt;m</subgt;進行頻點切換通信，從節點以第二頻率f<subgt;s</subgt;進行頻點切換通信，直至建立鏈路通信連接；響應于主節點與從節點建立鏈路通信連接，主節點發送本周期的數據幀至從節點，從節點解析數據幀完成時間同步；設定跳頻時間間隔，在每次跳頻時啟動定時器計時，并在計時完成時開始下一次跳頻；利用偽隨機數從映射表中索引下一次跳頻的目標頻點，根據目標頻點實現鏈路的跳頻及頻率同步。本申請的跳頻方法能夠同時保證抗干擾性和通信帶寬的穩定性。

技術研發人員：請求不公布姓名,請求不公布姓名
受保護的技術使用者：思翼科技（深圳）有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24