基于参数调制的通信干扰一体化信号设计及处理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于参数调制的通信干扰一体化信号设计及处理方法，在信号设计时，通过设计频率变化率和多普勒频率参数生成通信干扰一体化信号。在通信接收端信号处理时，利用相关解调器联合多普勒滤波器组的技术对通信接收端的回波信号进行处理。本发明专利技术解决了人工噪声和对方雷达信号之间的非相参性与正交频分复用OFDM一体化信号容易受多径效应影响的问题，克服了现有技术中真实目标和干扰目标易被对方雷达分离的不足，对对方雷达产生了良好的干扰效果，降低了己方传输的通信误码率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
基于参数调制的通信干扰一体化信号设计及处理方法


[0001]本专利技术属于通信
，更进一步涉及到通信干扰波形共享
中的一种基于参数调制的通信干扰一体化信号设计及处理方法。本专利技术可用于生成通信与干扰一体化的信号和处理所生成的信号，实现对对方雷达进行干扰的同时，也能实现己方的通信功能。

技术介绍

[0002]在通信干扰一体化技术中，通过将通信信号调制到干扰信号上或对正交频分复用OFDM(Orthogonal
‑
Frequency Division Multiplexing)一体化信号进行功率分配，尽可能少地损失通信性能的前提下，来提高一体化信号的干扰能力，但现有信号设计方法总会损失通信传输性能或干扰性能，无法使通信和干扰的性能同时得到保证。更为严重的是，通信干扰的设备一体化方法将干扰设备和通信设备同时集中放置在一个搭载平台时，由于干扰信号往往发射宽干扰波束来大范围压制对方雷达接收机的工作范围，干扰信号很容易对干扰设备附近的己方通信设备发送的通信信号产生信号串扰，影响通信设备的通信质量。
[0003]南京理工大学在其申请的专利文献“一种基于精准干扰与精准通信一体化系统的波束成形方法”(申请号201911024786.X，申请公布号CN 110912596 A)中公开了一种基于精准干扰与精准通信一体化系统的波束成形方法。该方法构建了线性OFDM随机子载波集，并用最小发射功率作为目标函数，采用拉格朗日乘子法构建通信信息形成向量和人工噪声形成向量，实现通信功能的同时在对方设备的窃听方向上形成人工噪声能量主峰来提升干扰能力。虽然可以干扰窃听者对通信信息的接收，但是，该方法仍然存在的不足之处是，由于人工噪声和对方雷达信号非相参以致对方雷达设备非常容易滤除掉人工噪声，增加了通信信息被截获的概率。
[0004]朱晟坤等人在其发表的论文“雷达通信干扰一体化OFDM共享波形优化方法”(兵器装备工程学报，2020年)中公开了一种雷达通信干扰一体化OFDM共享波形优化方法。该方法建立了权重配置的一体化目标函数，采用基于遗传算法对OFDM信号的子载波功率通过尽可能少地损失通信性能的前提下，提高共享信号的干扰能力，使用正交频分OFDM信号给能够代表性能的雷达检测概率、通信数据率和干扰熵值目标函数赋予不同权值，使综合适应度函数值最佳。虽然该方法采用了遗传算法进行优化，但是，该方法仍然存在的不足之处是，由OFDM信号在空间中容易受到多径效应的影响产生符号间干扰和信道间干扰，从而损失一部分通信信息，导致误码率上升。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对上述已有技术的不足，提供一种基于参数调制的通信干扰一体化信号设计及处理方法，用于解决由于人工噪声和对方雷达信号非相参以致对方的雷达设备易滤除人工噪声问题，以及OFDM信号在空间中容易受到多径效应的影响产生符号间干扰和信道间干扰从而损失一部分通信信息的问题。
[0006]实现本专利技术目的的具体思路是：本专利技术将设计的频率变化率参数、多普勒频率参数、发射功率参数、假目标时延间隔参数，调制到截获的对方雷达探测信号上，生成通信干扰一体化信号，此技术的特点是通信干扰一体化信号和对方雷达信号半相参，根据截获的对方雷达探测信号的频率变化率，微调该频率变化率得到不同的频率变化率参数，将每个频率变化率参数、多普勒频率参数、发射功率参数和截获的对方雷达探测信号输入到调制信号发生器中，获得和截获的对方雷达探测信号具有相似的时域和频域特性的通信干扰一体化信号，解决了由于人工噪声和对方雷达信号非相参以致对方的雷达设备易滤除人工噪声的问题，能够在雷达信号处理后产生密级的假目标特性，提升了通信干扰一体化信号的干扰成功率。本专利技术在通信接收端利用相关解调器和多普勒滤波器，对收到的回波信号进行解调处理，获取通信干扰一体化信号所携带的通信信息，此技术的特点是解调方法不受多径效应影响，将回波信号输入到相关解调器中，通过比较器获取峰值脉冲信号并映射为通信干扰一体化信号中频率变化率参数所携带的二进制通信信息，同时将回波信号输入到多普勒滤波器中输出映射为多普勒频率参数所携带的通信信息，从而获取到通信干扰一体化信号中携带的全部通信信息，解决了由OFDM信号在空间中容易受到多径效应的影响产生符号间干扰和信道间干扰，从而引起混叠产生较高误码率的问题，对携带通信信息的频率变化率参数和多普勒频率参数在解调端分别解调，参数在不同的通道间分别进行处理不会相互干扰，降低了通信误码率。
[0007]本专利技术生成通信干扰一体化信号的具体步骤如下：
[0008]步骤1，设计频率变化率参数：
[0009]步骤1.1，按照下式，选择待生成通信干扰一体化信号中每个频率变化率参数：
[0010][0011]其中，|
·
|表示绝对值操作，μ
k
表示待生成通信干扰一体化信号中第k个序号的频率变化率参数，P表示待生成通信干扰一体化信号中准备携带的通信信息的二进制数据的总数，M表示截获的雷达探测信号的脉冲积累数，μ表示截获的对方雷达探测信号的频率变化率，T
p
表示截获的对方雷达探测信号的每个脉冲的时间宽度，B表示截获的对方雷达探测信号所占据的频带宽度；
[0012]步骤1.2，通信发送端将二进制数据依次以位二进制数据为一组输入到串并转换器中，输出共Q个并行数组，Q＝M；
[0013]步骤1.3，将每个并行数组中依次序的前个二进制数据映射为一个十进制数，每个十进制数按其序号与频率变化率参数的序号对应相等；
[0014]步骤2，设计多普勒频率参数：
[0015]步骤2.1，设计待生成通信干扰一体化信号中每个多普勒频率参数；
[0016]步骤2.2，将每个并行数组中依次序的后个二进制数据映射为一个十进制数，每个十进制数按其序号与多普勒频率参数的序号对应相等；
[0017]步骤3，设计待生成通信干扰一体化信号的发射功率和假目标时延间隔参数：
[0018]步骤3.1，利用脉冲压缩功率补偿公式，设计待生成通信干扰一体化信号的发射功率参数；
[0019]步骤3.2，利用假目标时延计算公式，设计待生成通信干扰一体化信号的假目标时延间隔参数；
[0020]步骤4，将参数调制到截获的对方雷达探测信号上生成通信干扰一体化信号：
[0021]步骤4.1，将频率变化率参数、多普勒频率参数、发射功率参数和截获的对方雷达探测信号输入到调制信号发生器中，输出生成的初始通信干扰一体化信号；
[0022]步骤4.2，采用时域调制方法，将生成的初始通信干扰一体化信号进行等时长延时，得到长度为的通信干扰一体化信号，其中，PRT表示截获的对方雷达探测信号的脉冲重复周期，ΔT表示生成的通信干扰一体化信号的假目标时延间隔。
[0023]本专利技术对生成的通信干扰一体化信号进行处理的步骤包括如下：
[0024]步骤1，产生同步参考信号：
[0025]通信接收端接收通信干扰一体化信号和空间噪声共同组成的回波信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于参数调制的通信干扰一体化信号设计方法，其特征在于，将设计的频率变化率参数、多普勒频率参数、发射功率参数、假目标时延间隔参数，调制到截获的对方雷达探测信号上，生成通信干扰一体化信号，该信号设计方法的步骤包括如下：步骤1，设计频率变化率参数：步骤1.1，按照下式，选择待生成通信干扰一体化信号中每个频率变化率参数：其中，|
·
|表示绝对值操作，μ
k
表示待生成通信干扰一体化信号中第k个序号的频率变化率参数，P表示待生成通信干扰一体化信号中准备携带的通信信息的二进制数据的总数，M表示截获的雷达探测信号的脉冲积累数，μ表示截获的对方雷达探测信号的频率变化率，T
p
表示截获的对方雷达探测信号的每个脉冲的时间宽度，B表示截获的对方雷达探测信号所占据的频带宽度；步骤1.2，通信发送端将二进制数据依次以位二进制数据为一组输入到串并转换器中，输出共Q个并行数组，Q＝M；步骤1.3，将每个并行数组中依次序的前个二进制数据映射为一个十进制数，每个十进制数按其序号与频率变化率参数的序号对应相等；步骤2，设计多普勒频率参数：步骤2.1，设计待生成通信干扰一体化信号中每个多普勒频率参数；步骤2.2，将每个并行数组中依次序的后个二进制数据映射为一个十进制数，每个十进制数按其序号与多普勒频率参数的序号对应相等；步骤3，设计待生成通信干扰一体化信号的发射功率和假目标时延间隔参数：步骤3.1，利用脉冲压缩功率补偿公式，设计待生成通信干扰一体化信号的发射功率参数；步骤3.2，利用假目标时延计算公式，设计待生成通信干扰一体化信号的假目标时延间隔参数；步骤4，将参数调制到截获的对方雷达探测信号上生成通信干扰一体化信号：步骤4.1，将频率变化率参数、多普勒频率参数、发射功率参数和截获的对方雷达探测信号输入到调制信号发生器中，输出生成的初始通信干扰一体化信号；步骤4.2，采用时域调制方法，将生成的初始通信干扰一体化信号进行等时长延时，得到长度为的通信干扰一体化信号，其中，PRT表示截获的对方雷达探测信号的脉冲重复周期，ΔT表示生成的通信干扰一体化信号的假目标时延间隔。2.根据权利要求1所述的基于参数调制的通信干扰一体化信号设计方法，其特征在于，步骤2.1中所述设计待生成通信干扰一体化信号中每个多普勒频率参数是由下式得到的：
其中，f
d
表示待生成通信干扰一体化信号中第d个序号的多普勒频率参数，d表示待生成通信干扰一体化信号中多普勒频率参数的序号，3.根据权利要求1所述的基于参数调制的通信干扰一体化信号设计方法，其特征在于，步骤3.1中所述脉冲压缩功率补偿公式如下：其中，A
k2
表示频率变化率为μ
k
的待生成通信干扰一体化信号的发射功率，P
t
表示第t个采样时刻的截获的对方雷达探测信号的参考发射功率。4.根据权利要求1所述的基于参数调制的通信干扰一体化信号设计方法，其特征在于，步骤3.2中所述假目标时延计算公式如下：其中，max{
·
}...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘高高，李鹏，王思恬，鲍玉倩，周峰，王钊，鲍丹，武斌，蔡晶晶，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：