[發明專利]一種聯合網絡鏈路級的智能動態頻譜抗干擾系統及方法

有效

• 申請號: 202011503111.6
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112752311B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 戚楠;黃贊奇;李宵杰;劉一甲;王偉;吳啟暉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04W28/18
• 分類號: H04W28/18;H04W72/12
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 徐燕

本發明公開了一種聯合網絡鏈路級的智能動態頻譜抗干擾系統及方法，系統包括鏈路級抗干擾子系統和網絡級抗干擾子系統；所述鏈路級抗干擾子系統，將回報值設定為單決策周期內系統傳輸吞吐量，用戶根據獲得回報值進行智能用頻決策，躲避干擾所在頻段；網絡級抗干擾子系統，在面對鏈路級抗干擾失效時，對下層子用戶進行合理頻段分配管理，進一步提升整個系統頻域抗干擾能力；本發明中用戶通過基于強化學習動態頻譜抗干擾算法進行智能用頻決策，有效避免了外部惡意干擾，實現了動態頻譜接入，提升系統頻域抗干擾能力。

技術領域

本發明屬于通信對抗技術領域，具體涉及一種聯合網絡鏈路級的智能動態頻譜抗干擾系統及方法。

背景技術

在現代無線通信領域，隨著無線通信技術的發展和各種無線設備的增加，導致可用無線頻譜資源使用緊張，使得無論是來自通信系統的外部干擾還是系統用戶之間的互擾都變得日益嚴重。因此，為保證無線通信的可靠傳輸，研究新型干擾環境中的智能抗干擾技術意義重大。

在軍用無線通信中，指揮通信、軍事情報、兵器控制都依賴于電子設備，特別是無線電設備的支持。惡劣電磁環境條件下的通信抗干擾能力是決定現代戰爭勝負的重要因素，也是戰場生存能力的重要特征。同時，信息戰和電子戰也成為了新時代重要的作戰形式。因此，為了提高通信系統傳輸的可靠性，對抗各種形式的干擾，需要采用合適的抗干擾方法來保證通信系統正常運作。

通信抗干擾問題的研究由來已久，傳統的抗干擾技術主要有干擾躲避技術和干擾消除技術。干擾躲避技術即利用躲避的方式應對干擾的攻擊，如頻域的跳頻、時域的跳時等。

傳統的頻域抗干擾方法如跳頻、擴頻等存在諸多局限，已無法滿足對抗新型干擾技術的要求，主要表現為：1)傳統的跳頻、擴頻技術變化樣式固定，對抗模式單一，很容易被敵方學習到規律進而實施針對性干擾，頻譜利用率低；2)現有動態頻譜抗干擾算法研究大多為軟件仿真，對實際通信環境的考慮不足，同時對所提抗干擾算法的軟件無線電平臺驗證較少； 3)現有動態頻譜抗干擾技術局限于用戶鏈路級抗干擾，然而現實場景中，通信對在面臨寬頻強干擾時通信中斷，且無法內部交互更新的通信頻點信息，即鏈路級自主用頻決策失效。此時需要引入網絡級抗干擾方案，目前尚未發現相關設計。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種聯合網絡鏈路級的智能動態頻譜抗干擾系統及方法，以提升無線通信網絡整體的抗干擾性能，進而提高無線通信網絡系統吞吐量。

為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案為：

一種聯合網絡鏈路級的智能動態頻譜抗干擾系統，，包括鏈路級抗干擾子系統和網絡級抗干擾子系統；

所述鏈路級抗干擾子系統，將回報值設定為回報值設定為單決策周期內系統傳輸吞吐量，用戶根據獲得回報值進行智能用頻決策，躲避干擾所在頻段，從而避免了外部惡意干擾帶來的影響；

網絡級抗干擾子系統，在面對鏈路級抗干擾失效時，對下層子用戶進行合理頻段分配管理，進一步提升整個系統頻域抗干擾能力；

所述頻管中心及子用戶節點處均設立相應的拆包、組包模塊，保障信息的順利傳輸。

為優化上述技術方案，采取的具體措施還包括：

上述的鏈路級抗干擾子系統包括1個設于學習節點的發射機、1個設于認知節點的接收機和1個干擾機；

干擾機，用于產生掃頻、梳狀和隨機模式的干擾信號；

發射機與接收機通過數據鏈路傳輸數據幀，通過控制鏈路傳輸控制信息；

接收機通過控制鏈路和寬帶頻譜感知獲得信道信息，并利用這些信息執行強化學習算法來優化信道選擇策略。

上述的鏈路級抗干擾子系統以LabVIEW為開發環境，采用USRP設備實現信號的無線傳輸和干擾信號產生。