[發(fā)明專(zhuān)利]認(rèn)知跳頻通信抗干擾容限確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610056611.7
• 申請(qǐng)日: 2016-01-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105743541B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 司江勃;齊佩漢;王勝云;李贊;關(guān)磊;耿雨晴;王思勉;申鵬;喬濤;梁琳琳
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B1/715
• 分類(lèi)號(hào): H04B1/715;H04B17/336;H04B17/345
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專(zhuān)利中心61205
• 代理人: 王品華,韋全生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種抗干擾容限確定方法，可用于認(rèn)知跳頻通信系統(tǒng)抗干擾能力的論證。

背景技術(shù)

在常規(guī)跳頻通信系統(tǒng)中，較寬的信道頻帶被劃分為許多精細(xì)化的頻率間隙，簡(jiǎn)稱(chēng)頻隙，發(fā)送端按照偽隨機(jī)碼發(fā)生器的輸出序列決定跳頻圖案，跳變地選擇一個(gè)或者多個(gè)頻率間隙發(fā)射經(jīng)過(guò)編碼和載波調(diào)制的信號(hào)，由于該通信方式具備抗衰落與抗干擾能力強(qiáng)、多址組網(wǎng)便利、易于兼容窄帶通信制式、抗截獲性能優(yōu)越等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于軍事和民用通信領(lǐng)域。

近年來(lái)，傳統(tǒng)的跳頻通信遇到多種實(shí)際應(yīng)用方面亟待解決的問(wèn)題：頻譜資源日益緊缺和用頻設(shè)備劇增迫切需要實(shí)現(xiàn)頻譜的高效利用；現(xiàn)有固定跳頻體制無(wú)法適應(yīng)高動(dòng)態(tài)復(fù)雜突變電磁環(huán)境；惡劣頻譜環(huán)境下多種類(lèi)型的強(qiáng)干擾對(duì)傳統(tǒng)跳頻威脅日趨嚴(yán)重。針對(duì)傳統(tǒng)跳頻面臨的挑戰(zhàn)，以實(shí)時(shí)頻譜感知為基礎(chǔ)、動(dòng)態(tài)頻譜分配為過(guò)程和合理無(wú)線(xiàn)頻譜管理為結(jié)果的認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電思想被創(chuàng)造性地與傳統(tǒng)跳頻有機(jī)結(jié)合在一起，發(fā)展成為全新的技術(shù)領(lǐng)域——認(rèn)知跳頻，該技術(shù)被認(rèn)為是消除傳統(tǒng)跳頻系統(tǒng)用頻困擾的有效途徑之一。

認(rèn)知跳頻技術(shù)在常規(guī)跳頻機(jī)制的基礎(chǔ)上，采用認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)快速準(zhǔn)確地對(duì)寬頻帶內(nèi)的電磁態(tài)勢(shì)進(jìn)行感知，評(píng)估跳頻頻率間隙的占用度狀況，根據(jù)評(píng)估的結(jié)果構(gòu)建跳頻系統(tǒng)架構(gòu)模型，選取最優(yōu)的系統(tǒng)參數(shù)，調(diào)整跳頻通信的機(jī)制。認(rèn)知跳頻系統(tǒng)一般由跳頻發(fā)送單元、跳頻接收單元、認(rèn)知單元以及主控單元組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示，跳頻發(fā)送單元主要完成跳頻通信信號(hào)的生成和發(fā)送，跳頻接收單元主要完成通信信號(hào)的同步和解調(diào)，認(rèn)知單元主要完成跳頻通信信道即時(shí)細(xì)致的感知，主控單元主要完成鏈路匯合功能，利用認(rèn)知單元獲取的干擾態(tài)勢(shì)生成新的跳頻圖案，并同時(shí)下達(dá)給跳頻收、發(fā)單元，以實(shí)現(xiàn)最大程度的強(qiáng)干擾信號(hào)規(guī)避。顯而易見(jiàn)，認(rèn)知跳頻系統(tǒng)采用主動(dòng)感知和躲避干擾的方式，具有一定抗干擾的能力，在通信系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、研制、測(cè)試以及驗(yàn)收的過(guò)程中，需要準(zhǔn)確量化其抗干擾能力，跳頻、擴(kuò)頻以及編碼等方式形成的抗干擾能力都已經(jīng)存在準(zhǔn)確的理論表達(dá)式，但是目前由認(rèn)知形成的通信抗干擾能力分析尚屬空白。

目前公開(kāi)的文獻(xiàn)只簡(jiǎn)單表述了認(rèn)知跳頻具備抗干擾的能力，但沒(méi)有分析認(rèn)知抗干擾的容限以及影響認(rèn)知抗干擾能力的因素，不利于認(rèn)知跳頻通信優(yōu)化配置，最大化認(rèn)知抗干擾能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種認(rèn)知跳頻通信抗干擾容限確定方法，以為認(rèn)知跳頻系統(tǒng)抗干擾能力分析提供理論依據(jù)和參數(shù)優(yōu)化支撐，利于認(rèn)知跳頻通信優(yōu)化配置，最大化認(rèn)知抗干擾能力。

為了完成上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下：

(1)確定和配置認(rèn)知跳頻通信系統(tǒng)的參數(shù)：

認(rèn)知跳頻通信系統(tǒng)的整個(gè)帶寬被劃分為n個(gè)頻隙，假定通信過(guò)程中所有可用頻隙被使用的可能性相等，每個(gè)頻隙內(nèi)信號(hào)的功率為S，噪聲的功率為N；

在跳頻帶寬內(nèi)產(chǎn)生部分頻帶干擾，假定部分頻帶干擾覆蓋k個(gè)跳頻頻隙，每個(gè)被干擾的頻隙干擾功率都為J，且干擾覆蓋的范圍周期性隨機(jī)變化；

假定認(rèn)知跳頻通信系統(tǒng)利用認(rèn)知單元對(duì)部分頻帶干擾進(jìn)行感知，且認(rèn)知單元對(duì)干擾感知的虛警概率和漏警概率分別為P_f和P_m，當(dāng)干擾發(fā)生改變時(shí)，系統(tǒng)的認(rèn)知單元能立刻進(jìn)行感知；

(2)構(gòu)建計(jì)算跳頻通信系統(tǒng)的誤比特率P₁和認(rèn)知跳頻通信系統(tǒng)的誤比特率P₂的公式如下：

其中，n為總的跳頻頻隙個(gè)數(shù)，k為跳頻帶寬內(nèi)被干擾覆蓋頻隙個(gè)數(shù)，i為感知時(shí)漏警的頻隙數(shù)，j為感知時(shí)虛警的頻隙數(shù)，F(xiàn)(·)為跳頻通信系統(tǒng)在單一頻隙工作時(shí)的誤比特率函數(shù),S/N為性噪比，S/(N+J)為信干噪比，k′＝k-i+j，P_m為感知算法的漏警概率，P_f為感知算法的虛警概率，P_ij為i與j聯(lián)合分布概率，如果i與j相互獨(dú)立，則

(3)假定干擾變化周期為T(mén)_L，鏈路會(huì)合延時(shí)為T(mén)_S，根據(jù)(2)的結(jié)果，構(gòu)建計(jì)算有鏈路回合延時(shí)時(shí)認(rèn)知跳頻通信系統(tǒng)的誤比特率P_e的公式如下：

(4)根據(jù)認(rèn)知跳頻通信系統(tǒng)誤比特率P_e和跳頻通信系統(tǒng)的誤比特率P₁的公式，計(jì)算認(rèn)知跳頻通信系統(tǒng)的抗干擾容限：

C＝C₀+F^-1(P_e)-F^-1(P₁)