通信系统IEMI易损性评估系统及评估方法技术方案

本发明专利技术涉及一种通信系统IEMI易损性评估系统及评估方法，以解决现有评估电磁脉冲对于通信系统性能影响的研究中存在试验环境下无法模拟出贴近现实环境的电磁环境和使用场景，由于实际装备的高度集成化，无法进一步研究电磁脉冲传导耦合机理及通信性能指标精细化测量的技术问题。该系统包括通信系统、IEMI环境库、传统通信干扰波形库、信道模型库、仿真环境参数控制模块和效应指标评估分析模块；通信系统包括短波通信、超短波通信、流星余迹通信和被覆线通信；每种通信都由发射机和接收机组成，发射机和接收机均由基带信号处理单元和射频通道模型库构成。该评估方法包括IEMI电磁干扰的耦合传导分析和/或关键易损组件对通信系统性能降级影响的评估。统性能降级影响的评估。统性能降级影响的评估。

【技术实现步骤摘要】
通信系统IEMI易损性评估系统及评估方法


[0001]本专利技术涉及一种通信系统IEMI易损性评估系统及评估方法，具体应用于恶意电磁干扰(Intentional Electromagnetic Interference,IEMI)环境下通信系统的性能降级评估。

技术介绍

[0002]随着现代电子技术的快速发展，无线通信系统会遭受各种恶意电子干扰(IEMI)的攻击，如高功率微波(HPM)、超宽带电磁脉冲(UWB
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EMPs)、高空电磁脉冲(HEMP)等(参见GIRI D V,HOAD R,SABATH F.High
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power electromagnetic effects on electronic systems[M].LONDON:ARTECH HOUSE,2020:20
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30)。通信系统遭受到IEMI攻击时，其效应现象主要有硬故障(系统故障无法通信)、软效应(重启后可恢复)和永久性能降级(参见周璧华,陈彬,石立华.电磁脉冲及其防护工程[M].北京:国防工业出版社,2003；Coburn W O,Nguyen E,Reyzer R J.High
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altitude electromagnetic pulse survivability assessment of the harris RF
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3200transceiver,ADA258347,Adelphi MD:Harry Diamond Labs,Sep.1992.)。其中，永久性能降级表示系统能够继续工作，但其内部某些影响通信性能的组件出现性能损伤，对系统整体性能产生影响，如通信距离、灵敏度、发送功率等指标出现下降(参见DU C,Mao C,CUI Z et al.Transient response monitoring and effect on Rf front
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end Ics of Wireless communication system,IEEE EMC COMPO Conference,2019.)。实际环境下，如远距离复杂地形、存在各种电子对抗的复杂电磁环境下的通信对于系统性能提出了更高的要求，准确评估电磁脉冲对于通信系统性能影响的研究很有必要。
[0003]目前，评估电磁脉冲对于通信系统性能影响的研究中存在的主要问题为：
[0004]一、试验环境下无法模拟出贴近现实环境的电磁环境和使用场景；
[0005]二、由于实际装备的高度集成化，无法进一步研究电磁脉冲传导耦合机理及进行通信性能指标的精细化测量。
[0006]因此，为了降低试验成本，提高试验效率，需要利用计算机软件建立系统效应仿真评估平台。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是解决现有评估电磁脉冲对于通信系统性能影响的研究中中存在试验环境下无法模拟出贴近现实环境的电磁环境和使用场景，由于实际装备的高度集成化，无法进一步研究电磁脉冲传导耦合机理及进行通信性能指标精细化测量的技术问题，提供一种通信系统IEMI易损性评估系统及评估方法。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术解决方案如下：
[0009]本专利技术提供一种通信系统IEMI易损性评估系统，其特殊之处在于：
[0010]包括通信系统、IEMI环境库、传统通信干扰波形库、信道模型库、仿真环境参数控制模块和效应指标评估分析模块；
[0011]所述通信系统包括短波通信、超短波通信、流星余迹通信和被覆线通信；每种通信都由发射机和接收机组成，发射机和接收机均由基带信号处理单元和射频通道模型库构成；
[0012]所述IEMI环境库包括HEMP、HPM和/或UWB
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EMPs强电磁环境波形；
[0013]所述传统通信干扰波形库包括窄带干扰、梳妆干扰和/或宽带干扰的电子对抗波形；
[0014]所述信道模型库包括短波信道模型、超短波信道模型、流星余迹信道模型和被复线信道模型；
[0015]所述仿真环境参数控制模块分别与IEMI环境库、传统通信干扰波形库、通信系统的发射机和接收机及效应指标评估分析模块连接，用于通信系统类型选择和业务收发控制参数的配置、信道模型和通信干扰模型选择、强电磁环境波形选择，响应监测点的设置以及效应指标评估分析控制；
[0016]所述效应指标评估分析模块用于对电磁脉冲作用下发射机和接收机的收发射频通道、接收性能、抗干扰能力的指标参数进行评估分析；
[0017]所述发射机基带信号处理单元依次通过发射机射频通道模型库、信道模型库、接收机射频通道模型库与接收机基带信号处理单元通信；所述IEMI环境库向发射机射频通道模型库和接收机射频通道模型库施加强电磁环境波形；所述传统通信干扰波形库向信道模型库施加电子对抗波形。
[0018]进一步地，所述发射机包括依次连接的信源生成单元、差错控制编码单元、交织单元、脉冲成型单元、调制单元、上变频单元、跳频/定频单元、功率放大器；其中，信源生成单元、差错控制编码单元、交织单元、脉冲成型单元、调制单元属于基带信号处理单元，上变频单元、跳频/定频单元、功率放大器属于射频通道模型库；
[0019]所述接收机包括依次连接的正常/降级低噪声放大器、解跳频/定频单元、下变频单元、解调单元、匹配滤波单元、解交织单元、差错控制译码单元、信宿单元；其中，正常/降级低噪声放大器、解跳频/定频单元、下变频单元、解调单元属于射频通道模型库，匹配滤波单元、解交织单元、差错控制译码单元、信宿单元属于基带信号处理单元。
[0020]进一步地，所述信道模型库包括高斯白噪声信道模型、短波watterson信道模型、超短波Egli信道模型、流星余迹欠密类信道模型、流星余迹过密类信道和考虑理想恒参信道的双绞线信道模型。
[0021]进一步地，所述指标参数包括分组传输成功率、数据传输速率、发射功率和接收灵敏度。
[0022]本专利技术还提供一种基于上述通信系统IEMI易损性评估系统的评估方法，其特殊之处在于：
[0023]包括IEMI电磁干扰的耦合传导分析和/或关键易损组件对通信系统性能降级影响的评估；
[0024]1)所述IEMI电磁干扰的耦合传导分析包括：
[0025]1.1)选择通信系统类型，设置通信收发参数，从信道模型库选择信道模型，从传统通信干扰波形库选择通信干扰模型；
[0026]1.2)从IEMI库中选择强电磁环境波形，并设置场强峰值；
[0027]1.3)设定天线末端、射频通道中的放大器、带通滤波器前端及带通滤波器后端为响应监测点；
[0028]1.4)通信系统按照设定的通信收发参数、信道模型和通信干扰模型进行通信，并加载设定场强峰值的强电磁环境波形，待通信结束后，保存响应监测点波形；
[0029]1.5)根据响应监测点波形数据和通信性能指标数据，对通信系统的耦合响应和通信能力进行分析，所述系统耦合响应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通信系统IEMI易损性评估系统，其特征在于：包括通信系统、IEMI环境库、传统通信干扰波形库、信道模型库、仿真环境参数控制模块和效应指标评估分析模块；所述通信系统包括短波通信、超短波通信、流星余迹通信和被覆线通信；每种通信都由发射机和接收机组成，发射机和接收机均由基带信号处理单元和射频通道模型库构成；所述IEMI环境库包括HEMP、HPM和/或UWB
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EMPs强电磁环境波形；所述传统通信干扰波形库包括窄带干扰、梳妆干扰和/或宽带干扰的电子对抗波形；所述信道模型库包括短波信道模型、超短波信道模型、流星余迹信道模型和被复线信道模型；所述仿真环境参数控制模块分别与IEMI环境库、传统通信干扰波形库、通信系统的发射机和接收机及效应指标评估分析模块连接，用于通信系统类型选择和业务收发控制参数的配置、信道模型和通信干扰模型选择、强电磁环境波形选择，响应监测点的设置以及效应指标评估分析控制；所述效应指标评估分析模块用于对电磁脉冲作用下发射机和接收机的收发射频通道、接收性能、抗干扰能力的指标参数进行评估分析；所述发射机基带信号处理单元依次通过发射机射频通道模型库、信道模型库、接收机射频通道模型库与接收机基带信号处理单元通信；所述IEMI环境库向发射机射频通道模型库和接收机射频通道模型库施加强电磁环境波形；所述传统通信干扰波形库向信道模型库施加电子对抗波形。2.根据权利要求1所述通信系统IEMI易损性评估系统，其特征在于：所述发射机包括依次连接的信源生成单元、差错控制编码单元、交织单元、脉冲成型单元、调制单元、上变频单元、跳频/定频单元、功率放大器；其中，信源生成单元、差错控制编码单元、交织单元、脉冲成型单元、调制单元属于基带信号处理单元，上变频单元、跳频/定频单元、功率放大器属于射频通道模型库；所述接收机包括依次连接的正常/降级低噪声放大器、解跳频/定频单元、下变频单元、解调单元、匹配滤波单元、解交织单元、差错控制译码单元、信宿单元；其中，正常/降级低噪声放大器、解跳频/定频单元、下变频单元、解调单元属于射频通道模型库，匹配滤波单元、解交织单元、差错控制译码单元、信宿单元属于基带信号处理单元。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜传报，宁时健，刘政，毛从光，崔志同，孙东阳，聂鑫，王勇超，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：