一种非合作条件下的干扰波形设计方法技术

本发明专利技术公开了一种非合作条件下的干扰波形设计方法，其具体步骤包括：构建Ad Hoc自组网，设置探测节点；利用通信节点编号和干扰波形编号构建干扰动作空间；探测节点捕获该自组网中正常通信下的数据包信息并记录；选择干扰波形和干扰节点对Ad Hoc自组网实施干扰；根据被干扰前后的数据包信息变化，更新干扰效果表和动作选择策略；若学习次数达到阈值，且最后一次选择的干扰波形是干扰效果值最大的干扰动作所包含的干扰信号，则将最后一次选择的干扰波形作为最优干扰波形。本发明专利技术方法在非合作条件下仍然有效，在环境反馈的指导下逐步优化干扰策略，进而优化干扰波形，可使得干扰资源利用最大化。利用最大化。利用最大化。

【技术实现步骤摘要】
一种非合作条件下的干扰波形设计方法


[0001]本专利技术涉及通信对抗
，尤其涉及一种非合作条件下的干扰波形设计方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着各种信息技术在军事领域的应用，信息战的地位愈加重要，夺取战场制信息权对战场胜负的影响举足轻重，而如何在有限的能量和较短的时间限制下，针对敌方的通信方式快速作出有效的干扰策略，扰乱敌方通信，影响甚至瘫痪敌方通信，对战场上信息主导权的获得至关重要。
[0003]现有的干扰波形生成方法主要分为两大类：一类是基于信号分析的传统方法，主要是通过对先验信息的分析及优化理论、博弈论等的结合来设计针对特定目标的最佳波形，但是，这一类方法要求详尽的先验信息，在非合作条件下无法使用；另一类是智能方法，其无需先验信息，而是通过与环境的不断交互及环境反馈的信息来自适应地设计适应当前环境的最佳干扰波形，可以解决非合作条件下的干扰波形问题。但是，智能方法需要环境反馈作为干扰效果的评估，并指导算法的学习，同时环境反馈的准确度直接影响学习算法的好坏。现有研究大多基于已知误码率、丢包率的假设，或者假设已知对方通信的协议进而通过ACK、NACK包的个数来推算丢包率，并以误码率、丢包率等指标作为环境反馈，指导智能算法的学习。误码率、丢包率等指标作为干扰反馈是有依据且可行的，但是非合作条件下却是不可获得的，以往研究的假设过于理想，实际情况下几乎不可能实现。因此，寻找非合作条件下可靠有效的干扰效果反馈就显得至关重要了。

技术实现思路

[0004]针对非合作条件下，如何通过智能方法无需先验信息地寻找针对特定通信信号的最优干扰波形，同时提供一种非合作条件下可以获取且有效的环境反馈的问题，本专利技术公开了一种非合作条件下的干扰波形设计方法，其具体步骤包括：
[0005]S1、构建Ad Hoc自组网，设置探测节点，设定多种干扰波形的参数；
[0006]S2、利用通信节点编号和干扰波形编号构建干扰动作空间，初始化学习次数、干扰效果表、动作选择策略和动作选中次数表，设置学习次数的阈值；动作选择策略是选择干扰动作的依据，一种干扰动作为一组干扰信号和干扰节点的组合；
[0007]S3、Ad Hoc自组网中的N个通信节点进行随机通信，探测节点捕获该自组网中正常通信下的数据包信息并记录；
[0008]S4、选择干扰波形和干扰节点对Ad Hoc自组网实施干扰，探测节点捕获该网络被干扰时的数据包信息并记录；
[0009]S5、根据被干扰前后的数据包信息变化，更新干扰效果表和动作选择策略；
[0010]S6、判断学习次数是否达到阈值，若达到阈值，则跳转至步骤S7，若未达到阈值，则将学习次数加1，然后跳转至步骤S3；
[0011]S7、判断最后一次选择的干扰波形是否为更新后的干扰效果表中干扰效果值最大的干扰动作所包含的干扰信号，若是，则将最后一次选择的干扰波形作为最优干扰波形，若否，重新设定学习次数阈值，再跳转至步骤S2。
[0012]步骤S1的具体方法为：
[0013]构建通信节点数为N的AdHoc自组网；在该AdHoc自组网的适当位置放置Nt个探测节点；根据AdHoc自组网的调制方式m和信号占空比z，设定干扰波形样式，并设置每种干扰波形样式的信噪比SNR、干噪比JNR、信号功率Ps、白噪声功率Pn和干扰波形功率Pj，其中，SNR＝10log(Ps/Pn)，JNR＝10log(Pj/Pn)；
[0014]步骤S2的具体方法为：
[0015]利用Ad Hoc自组网的M种干扰波形样式的编号和N个通信节点编号组合，构建干扰动作空间；根据干扰动作空间的大小设置学习次数的阈值；构建一个为M
×
N的二维干扰效果表Q，用于记录每种干扰波形干扰每个通信节点的干扰效果值，并将干扰效果表Q中的所有值初始化为0；构建一个维度为M
×
N的表格作为动作选中次数表Times，动作选中次数表用于记录每个干扰动作被选中用于对Ad Hoc自组网实施干扰的选中次数，将动作选中次数表中的所有值初始化为0。
[0016]步骤S3的具体方法为：
[0017]设置网络通信时长T，该Ad Hoc自组网中的N个通信节点进行随机通信，Nt个探测节点捕捉正常通信过程中网络流量包，其中包长度大于阈值Len的网络流量包称为数据包，统计T时长内Nt个探测节点捕捉到的所有正常通信过程中的数据包的个数Rx1。
[0018]步骤S4的具体方法为：
[0019]构建干扰动作选择模型，该模型的表达式为：
[0020][0021]其中，π(a)为干扰动作a的选择结果变量，a为在干扰动作空间中所选择的干扰动作，ε为干扰波形随机选择概率，|A|为干扰动作空间的大小，Q(a)为所选择的干扰动作a在干扰效果表Q中的干扰效果值的取值集合。
[0022]利用公式ε＝a
t/b
，0<a<1，初始化干扰波形随机选择概率ε，其中a和b为选择系数变量，0＜a＜1，b为大于0的实数，t为所有干扰波形被选择用于对Ad Hoc自组网实施干扰的次数。以概率ε实施从干扰动作空间中随机选择干扰波形的操作，以1
‑
ε的概率实施从干扰动作空间中选择干扰效果表中干扰效果值最大的信号的操作。
[0023]利用所述的干扰动作选择模型选择干扰动作，在Ad Hoc自组网中标记被干扰的通信节点，并在被干扰的通信节点上施加所选择的干扰动作中的干扰波形，以对该通信节点实施干扰，Ad Hoc自组网中的N个通信节点随机通信，Nt个探测节点捕捉Ad Hoc自组网通信过程中的被干扰的网络流量包，并统计T时长内包长度大于阈值Len的被干扰的网络流量包的个数Rx2。
[0024]步骤S5的具体方法为：
[0025]根据Rx1和Rx2，计算Ad Hoc自组网的数据包变化率R：
[0026][0027]更新动作选中次数表，其具体过程为：
[0028]Times(node，mode)＝Times(node，mode)+1
[0029]更新干扰效果表，其具体过程为：
[0030]Q(node，mode)
[0031]＝Q(node，mode)+(R
[0032]‑
Q(node，mode))/Times(node，mode)
[0033]其中，node是干扰节点编号，mode是干扰波形编号，Times(node，mode)为动作选中次数表中node号节点和mode号干扰波形被选中用于对Ad Hoc自组网实施干扰的选中次数，Q(node，mode)为干扰效果表Q中对node号节点施加mode号干扰波形获得的干扰效果值。
[0034]本专利技术的有益效果为：
[0035]本专利技术方法可以解决非合作条件下没有足够的先验信息导致传统方法失效的问题，通过与环境交互试错的方式，无需先验信息，而是在环境反馈的指导下逐步优化干扰策略，进而优化干扰波形，使得干扰资源利用最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非合作条件下的干扰波形设计方法，其特征在于，其具体步骤包括：S1、构建Ad Hoc自组网，设置探测节点，设定多种干扰波形的参数；S2、利用通信节点编号和干扰波形编号构建干扰动作空间，初始化学习次数、干扰效果表、动作选择策略和动作选中次数表，设置学习次数的阈值；动作选择策略是选择干扰动作的依据，一种干扰动作为一组干扰信号和干扰节点的组合；S3、Ad Hoc自组网中的N个通信节点进行随机通信，探测节点捕获该自组网中正常通信下的数据包信息并记录；S4、选择干扰波形和干扰节点对Ad Hoc自组网实施干扰，探测节点捕获该网络被干扰时的数据包信息并记录；S5、根据被干扰前后的数据包信息变化，更新干扰效果表和动作选择策略；S6、判断学习次数是否达到阈值，若达到阈值，则跳转至步骤S7，若未达到阈值，则将学习次数加1，然后跳转至步骤S3；S7、判断最后一次选择的干扰波形是否为更新后的干扰效果表中干扰效果值最大的干扰动作所包含的干扰信号，若是，则将最后一次选择的干扰波形作为最优干扰波形，若否，重新设定学习次数阈值，再跳转至步骤S2。2.如权利要求1所述的非合作条件下的干扰波形设计方法，其特征在于，所述的步骤S1，其具体包括：构建通信节点数为N的AdHoc自组网；在该AdHoc自组网的适当位置放置Nt个探测节点；根据AdHoc自组网的调制方式m和信号占空比z，设定干扰波形样式，并设置每种干扰波形样式的信噪比SNR、干噪比JNR、信号功率Ps、白噪声功率Pn和干扰波形功率Pj，其中，SNR＝10log(Ps/Pn)，JNR＝10log(Pj/Pn)。3.如权利要求1所述的非合作条件下的干扰波形设计方法，其特征在于，所述的步骤S2，其具体包括：利用Ad Hoc自组网的M种干扰波形样式的编号和N个通信节点编号组合，构建干扰动作空间；根据干扰动作空间的大小设置学习次数的阈值；构建一个为M
×
N的二维干扰效果表Q，用于记录每种干扰波形干扰每个通信节点的干扰效果值，并将干扰效果表Q中的所有值初始化为0；构建一个维度为M
×
N的表格作为动作选中次数表Times，动作选中次数表用于记录每个干扰动作被选中用于对Ad Hoc自组网实施干扰的选中次数，将动作选中次数表中的所有值初始化为0。4.如权利要求1所述的非合作条件下的干扰波形设计方法，其特征在于，所述的步骤S3，其具体包括：设置网络通信...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨健，许鲁彦，秦臻，马钰，刘杰，肖德政，
申请(专利权)人：中国人民解放军三二八零二部队，
类型：发明
国别省市：