[發(fā)明專利]一種基于零和博弈論的衛(wèi)星通信抗干擾方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110728217.4
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113472423B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設計）人: 李聰;王顯煜;王一帆;蘇昕宇;李學遠
• 申請（專利權(quán)）人: 西安空間無線電技術(shù)研究所
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04B15/00;G01S19/21;G06F17/15;G06F17/16
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 王衛(wèi)軍

1.一種基于零和博弈論的衛(wèi)星通信抗干擾方法，其特征在于，包括如下步驟：

建立衛(wèi)星干擾模型；所述衛(wèi)星干擾模型包括單音干擾、多音干擾及掃頻干擾，每種干擾均采用最大功率；

建立衛(wèi)星抗干擾模型；

構(gòu)建利用衛(wèi)星干擾模型和衛(wèi)星抗干擾模型進行動態(tài)博弈的零和博弈模型；其中，博弈雙方分別是通信方C和干擾方J；通信方C和干擾方J各有一個有限的策略集，并選擇同一函數(shù)作為效用函數(shù)，通信方C求效用函數(shù)最大值而干擾方J求效用函數(shù)最小值；

利用零和博弈模型計算效用函數(shù)，根據(jù)效用函數(shù)矩陣，求解通信方C博弈的納什均衡解，納什均衡解對應的策略組合即為抗干擾策略；

干擾方J的策略集合為{單音、多音、掃頻}＝{J₁，J₂，J₃}，通信方C的策略集包括：三種調(diào)制方式選擇Mod＝{Mod1、Mod2、Mod3}＝{BPSK、QPSK、16QAM}，三種功率調(diào)整PR＝{PR低、PR中、PR高}，任意頻點切換或保留f＝{f切、f留}，高低速率兩種波形切換W＝{W1、W2}＝{DVB-S2、DSSS}；通信方C可采取的策略組成集合為C＝{Mod×PR×f×W}＝{C₁、C₂…C₃₆}；

在干擾方J實施最大功率干擾情況下，通信方C采用SINR＝[SINR1,SINR2,SINR3]三種功率調(diào)整方式，任意頻點切換或保留{f切、f留}，以及高低速率兩種波形切換{DVB-S2、DSSS}策略；通信方C在進行頻點切換時，選擇的新頻點無干擾信號，表征為SINR4＝SINRmax取得最優(yōu)值；當通信方C由DVB-S2切換為DSSS擴頻波形后，表征為SINR_DSSS＝[SINR5,SINR6,SINR7]；通信方C的策略集合表示為：SINR＝[SINR1,SINR2,SINR3,SINR5,SINR4,SINR6,SINR7]；此時，通信方C的策略集為C＝{(QPSK、DVB-S2、SINR1、f留)，(QPSK、DVB-S2、SINR2、f留)，(QPSK、DVB-S2、SINR3、f留)，(QPSK、DVB-S2、f切)，(QPSK、DSSS、SINR1、f留)，(QPSK、DSSS、SINR2、f留)，(QPSK、DSSS、SINR3、f留)，(16QAM、DVB-S2、SINR1、f留)，(16QAM、DVB-S2、SINR2、f留)，(16QAM、DVB-S2、SINR3、f留)，(16QAM、DVB-S2、f切)，(16QAM、DSSS、SINR1、f留)，(16QAM、DSSS、SINR2、f留)，(16QAM、DSSS、SINR3、f留)}，使用信干噪比SINR統(tǒng)一表示為C＝{(QPSK、SINR1)，(QPSK、SINR2)，(QPSK、SINR3)，(QPSK、SINR4)，(QPSK、SINR5)，(QPSK、SINR6)，(QPSK、SINR7)，(16QAM、SINR1)，(16QAM、SINR2)，(16QAM、SINR3)，(16QAM、SINR4)，(16QAM、SINR5)，(16QAM、SINR6)，(16QAM、SINR7)}；

干擾方J的策略集為J＝(J₁，J₂，J₃)，通信方C的策略集為C＝{C₁、C₂…C₃₆}，策略集J和策略集C均為有限策略集；通信方C獲得的盈利為UC＝{Capacity，BER}，干擾方J獲得的盈利為UJ＝－UC＝－{Capacity，BER}，其中Capacity為通信容量，BER為誤碼率；

零和博弈模型系統(tǒng)評估的評估方法為：考慮通信容量和誤碼率的聯(lián)合貢獻，設UC＝p×Capacity_pro+(1-p)×BER_pro，0≤p≤1，其中Capacity_pro，BER_pro分別為通信容量和誤碼率性能指標；

選取通信容量、誤碼率作為博弈雙方的效用函數(shù)，即效用函數(shù)U＝{Capacity，BER}；計算出的效用函數(shù)矩陣為：

其中，Capacity為通信容量，BER為誤碼率，U_i-j為通信方C采用第i個策略與干擾方J采用第j個策略下計算得出的效用函數(shù)值，i和j為正整數(shù)，N為通信方C的策略個數(shù)，M為干擾方J的策略個數(shù)。