基于干扰认知的索引调制跳频的抗干扰方法、装置和设备制造方法及图纸

本申请涉及一种基于干扰认知的索引调制跳频的抗干扰方法、装置和设备。所述方法包括：认知干扰方发送的定频干扰信号，得到定频干扰信号的目标干扰频点、干扰信号参数和初始发射信号参数，分别根据干扰信号参数、初始发射信号参数和无干扰条件下的误比特率，得到最佳衰减率和最佳发射功率；根据最佳衰减率对初始发射信号中受干扰的活跃频点的发射功率进行功率衰减，在目标干扰频点为空闲频点时，根据最佳发射功率对初始发射信号中活跃频点的发射功率进行功率增强；根据功率衰减或功率增强后的初始发射信号得到第一抗干扰发射信号，发射第一抗干扰发射信号以对抗定频干扰。采用本方法能够在较高信噪比条件下有效改善误比特率，抗干扰能力更好。抗干扰能力更好。抗干扰能力更好。

【技术实现步骤摘要】
基于干扰认知的索引调制跳频的抗干扰方法、装置和设备


[0001]本申请涉及跳频通信
，特别是涉及一种基于干扰认知的索引调制跳频的抗干扰方法、装置和设备。

技术介绍

[0002]无线网络中的干扰器旨在阻止合法用户访问无线网络资源，破坏合法用户的可用性。跳频扩频(FHSS,Frequency Hopping Spread Spectrum)已被广泛研究，并被视为抗干扰通信的有效方法。FHSS使用秘密的跳频图案来确定可用的频点，从而躲避干扰信号。Y.Shi,K.An,and Y.Li,“Index modulation based frequency hopping:Anti
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jamming design and analysis,”IEEE Transactions on VehicularTechnology,vol.70,no.7,pp.6930
–
6942,2021.中提出了基于索引调制的跳频扩频(IM
‑
FHSS,Index Modulated based FHSS)，在索引调制跳频通信中，用于传输信号的频点各自由相互正交的跳频图案决定，当待传输比特确定后，即选定一组跳频图案的索引，根据该索引确定跳频图案的确定活跃频点位置并输入能量，在接收端，合法通信方通过比较所有跳频图案的频点能量关系来恢复比特信息。IM
‑
FHSS在反应式干扰中具备强的抗干扰能力，反应式干扰器被认为是一种聪明而有效的方法，它只针对数据包的接收进行干扰，与主动干扰器相比，由于实际场景中数据包交付率是未知的，很难检测到反应式干扰器。注意到，采用反应式干扰的干扰方只跟踪并攻击活跃频点，以高效的攻击通信信号，由于反应式干扰只攻击具有能量的频点，而活跃频点受到攻击时能量仍然显著大于其他静默频点，因此索引调制的跳频方法能够通过在反应式干扰中的保持能量关系的不变性，从而具备了更强的抗干扰能力。
[0003]在现实干扰场景中，干扰方往往具有多种可选的干扰样式。除了反应式干扰，还有例如单音干扰、多音干扰、部分频带干扰等定频干扰，在面对定频干扰的攻击时，传统IM
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FHSS仅能效仿一般的跳频系统采取的策略，例如采取扩大跳频图案中的频点数、加大功率、删除被干扰频点等常规抗干扰措施。然而，传统IM
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FHSS在对抗定频干扰时，需要较高的能量代价或频谱资源代价，抗干扰的效率较低。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于干扰认知的索引调制跳频的抗干扰方法、装置、计算机设备和存储介质。
[0005]一种基于干扰认知的索引调制跳频的抗干扰方法，所述方法包括：
[0006]认知干扰功率有限的干扰方发送的定频干扰信号，得到干扰认知结果；
[0007]当所述干扰认知结果包括所述定频干扰信号的目标干扰频点、干扰信号参数和初始发射信号参数时，分别根据所述干扰信号参数、初始发射信号参数和无干扰条件下的误比特率，得到最佳衰减率和最佳发射功率；
[0008]在所述定频干扰信号的目标干扰频点为初始发射信号中的活跃频点时，根据所述最佳衰减率对初始发射信号中受干扰的活跃频点的发射功率进行功率衰减，在所述定频干
扰信号的目标干扰频点为初始发射信号中的空闲频点时，根据所述最佳发射功率对初始发射信号中活跃频点的发射功率进行功率增强；
[0009]根据功率衰减或功率增强后的初始发射信号得到第一抗干扰发射信号，发射所述第一抗干扰发射信号以对抗定频干扰。
[0010]在其中一个实施例中，还包括：当所述干扰认知结果包括所述定频干扰信号的目标干扰频点时，在所述定频干扰信号的目标干扰频点为初始发射信号中的活跃频点时，将初始发射信号中受干扰的活跃频点的衰减率设置为0，在所述定频干扰信号的目标干扰频点为初始发射信号中的空闲频点时，将初始发射信号中活跃频点的发射功率调整为最大发射功率；根据功率衰减或功率增强后的初始发射信号得到第二抗干扰发射信号，发射所述第二抗干扰发射信号以对抗定频干扰。
[0011]在其中一个实施例中，还包括：根据所述干扰信号参数和初始发射信号参数，得到合法接收机在发射功率衰减的活跃频点上的接收信号以及合法接收机在未受干扰空闲频点上的接收信号；根据所述合法接收机在发射功率衰减的活跃频点上的接收信号以及所述合法接收机在未受干扰空闲频点上的接收信号，构建功率衰减变量；根据所述功率衰减变量计算发射功率衰减的活跃频点上的接收信号能量比未受干扰空闲频点上的接收信号能量大的概率，得到第一抗干扰概率；在所述无干扰条件下的误比特率和所述第一抗干扰概率相等时，得到包含衰减率参数的第一抗干扰条件，根据所述第一抗干扰条件，得到最佳衰减率为：
[0012][0013]其中，γ
+
表示最佳衰减率，为合法通信信道中信道系数随机变量的方差，为干扰方与合法通信方中信道系数随机变量的方差，β为干扰信号与合法通信信号在合法接收机处的幅度差异。
[0014]在其中一个实施例中，还包括：根据合法接收机在未受干扰活跃频点上的接收信号、合法接收机在未受干扰空闲频点上的接收信号以及无干扰条件下的构造因子，得到无干扰条件下的误比特率为：
[0015][0016]其中，为无干扰条件下的误比特率，Ξ(x,v1,v2)表示分布的累积分布函数，x表示分布的累积分布函数在x处的取值，t表示分布的累积分布函数的积分变量，y
A
为合法接收机在未受干扰活跃频点上的接收信号，y
I
为合法接收机在未受干扰空闲频点上的接收信号，Λ0为无干扰条件下的构造因子。
[0017]在其中一个实施例中，还包括：根据所述功率衰减变量计算发射功率衰减的活跃频点上的接收信号能量比未受干扰空闲频点上的接收信号能量大的概率，得到第一抗干扰概率为：
[0018][0019]其中，为第一抗干扰概率，T
D
为功率衰减变量，γ为衰减率，y
I
为合法接收机在未受干扰空闲频点上的接收信号，y
A,D
为合法接收机在发射功率衰减的活跃频点上的接收信号。
[0020]在其中一个实施例中，还包括：根据所述干扰信号参数和初始发射信号参数，得到合法接收机在增强发射功率的活跃频点上的接收信号和合法接收机在受干扰空闲频点上的接收信号；根据所述合法接收机在增强发射功率的活跃频点上的接收信号和所述合法接收机在受干扰空闲频点上的接收信号，构建功率增强变量；根据所述功率增强变量计算得到增强发射功率的活跃频点上的接收信号能量比受干扰空闲频点上的接收信号能量大的概率，得到第二抗干扰概率；在所述无干扰条件下的误比特率和所述第二抗干扰概率相等时，得到包含发射功率参数的第二抗干扰条件，根据所述第二抗干扰条件，得到最佳发射功率为：
[0021][0022]其中，为最佳发射功率，E
max
为允许的最大发射功率，β为干扰信号与合法通信信号在合法接收机处的幅度差异，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于干扰认知的索引调制跳频的抗干扰方法，其特征在于，所述方法包括：认知干扰功率有限的干扰方发送的定频干扰信号，得到干扰认知结果；当所述干扰认知结果包括所述定频干扰信号的目标干扰频点、干扰信号参数和初始发射信号参数时，分别根据所述干扰信号参数、初始发射信号参数和无干扰条件下的误比特率，得到最佳衰减率和最佳发射功率；在所述定频干扰信号的目标干扰频点为初始发射信号中的活跃频点时，根据所述最佳衰减率对初始发射信号中受干扰的活跃频点的发射功率进行功率衰减，在所述定频干扰信号的目标干扰频点为初始发射信号中的空闲频点时，根据所述最佳发射功率对初始发射信号中活跃频点的发射功率进行功率增强；根据功率衰减或功率增强后的初始发射信号得到第一抗干扰发射信号，发射所述第一抗干扰发射信号以对抗定频干扰。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述干扰认知结果包括所述定频干扰信号的目标干扰频点时，在所述定频干扰信号的目标干扰频点为初始发射信号中的活跃频点时，将初始发射信号中受干扰的活跃频点的衰减率设置为0，在所述定频干扰信号的目标干扰频点为初始发射信号中的空闲频点时，将初始发射信号中活跃频点的发射功率调整为最大发射功率；根据功率衰减或功率增强后的初始发射信号得到第二抗干扰发射信号，发射所述第二抗干扰发射信号以对抗定频干扰。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述干扰信号参数、初始发射信号参数和无干扰条件下的误比特率，得到最佳衰减率包括：根据所述干扰信号参数和初始发射信号参数，得到合法接收机在发射功率衰减的活跃频点上的接收信号以及合法接收机在未受干扰空闲频点上的接收信号；根据所述合法接收机在发射功率衰减的活跃频点上的接收信号以及所述合法接收机在未受干扰空闲频点上的接收信号，构建功率衰减变量；根据所述功率衰减变量计算发射功率衰减的活跃频点上的接收信号能量比未受干扰空闲频点上的接收信号能量大的概率，得到第一抗干扰概率；在所述无干扰条件下的误比特率和所述第一抗干扰概率相等时，得到包含衰减率参数的第一抗干扰条件，根据所述第一抗干扰条件，得到最佳衰减率为：其中，γ
+
表示最佳衰减率，为合法通信信道中信道系数随机变量的方差，为干扰方与合法通信方中信道系数随机变量的方差，β为干扰信号与合法通信信号在合法接收机处的幅度差异。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，得到无干扰条件下的误比特率的步骤包括：根据合法接收机在未受干扰活跃频点上的接收信号、合法接收机在未受干扰空闲频点上的接收信号以及无干扰条件下的构造因子，得到无干扰条件下的误比特率为：
其中，为无干扰条件下的误比特率，表示分布的累积分布函数，x表示分布的累积分布函数在x处的取值，t表示分布的累积分布函数的积分变量，y
A
为合法接收机在未受干扰活跃频点上的接收信号，y
I
为合法接收机在未受干扰空闲频点上的接收信号，Λ0为无干扰条件下的构造因子。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述功率衰减变量计算发射功率衰减的活跃频点上的接收信号能量比未受干扰空闲频点上的接收信号能量大的概率，得到第一抗干扰概率包括：根据所述功率衰减变量计算发射功率衰减的活跃频点上的接收信号能量比未受干扰空闲频点上的接收信号能量大的概率，得到第一抗干扰概率为：其中，为第一抗干扰概率，T
D
为功率衰减变量，γ为衰减率，y
I
为合法接收机在未受干扰空闲频点上的接收信号，y
A,D
为合法接收机在发射功率衰减的活跃频点上的接收信号。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉生，施育鑫，鲁信金，安康，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：