自适应天线系统在通信抗干扰中的应用

自适应天线系统能够自动地对未知的干扰环境实时地作出响应,把干扰方向的旁瓣调零,而保留所需要信号的波束的性能.在通信接收机中,天线将接收所需信号时,会伴随许多干扰,它包括人为干扰、周围环境干扰以及噪声干扰等,当干扰的幅度很大时,将会影响接收效果,严重时会导致通信受阻.本文将采用自适应天线系统来抵消噪声以及人为的干扰,以提高通信接收机的接收效果.     

自适应强干扰抵消系统研究与实现

本文针对直扩通信（ＤＳ－ＳＳ）系统对窄带强干扰处理增益不够的问题,采用自适应干扰抵消技术,提出了适用于直扩通信窄带强干扰环境的闭环自适应强干扰抵消方案,具体分析了每一种方案,结合具体情况提出了可行方案的基本硬件实现设想。     

感应式磁性天线设计及干扰抑制算法研究

当期望信号和干扰同方向时,为了有效改善超低频频段的通信质量,提出了一种基于模拟电路预处理和改进广义旁瓣抵消的干扰抑制算法,设计了磁性天线、低噪声前置放大电路,制作了灵敏度较高的磁传感器,有效地抑制了工频及其谐波干扰。鉴于超低频频段的信号十分微弱,在广义旁瓣抵消算法的基础上做了几点改进,为主通道提供较多的参考信息,从而提高了算法的性能,有效地解决了传统算法失效的问题。为了验证所提算法的有效性,在实验室环境下搭建实验平台,设计了多组对照实验,实验结果表明:无论期望信号与干扰是否同方向,改进后的广义旁瓣抵消算法相比原来的算法,在信噪比的提升和噪声底限的降低等方面均有较大程度的改善。     

GNSS信号功率增强对调零抗干扰接收机的性能影响

由于卫星端信号发射功率小、信号传播损耗大,到达接收机的卫星导航信号极其微弱,容易被干扰。为有效应对电磁干扰的威胁,在系统层面和用户层面同时采取抗干扰措施将是一种很好的选择。建立调零抗干扰接收机抗干扰能力分析模型,并定量分析信号功率增强对调零抗干扰接收机抗干扰性能的提升效果。结果表明：信号功率每增强10 dB,接收机抗干扰能力可提升3～4 dB,但从提高接收机非极限条件下的接收性能(载噪比、测距定位精度等)的角度,信号功率增强15～20 dB时,接收性能最优。研究成果可为卫星功率增强量的优化设计以及终端抗干扰设计提供参考。     

基于信号仿真的通信干扰压制系数计算方法

针对目前计算通信干扰压制系数方法存在的缺陷,引入信号仿真计算方法。介绍了通信干扰压制系数计算模型,研究了基于信号仿真的通信干扰压制系数计算,结合典型通信干扰战术背景,计算了不同样式干扰信号对模拟语音调频通信的干扰压制系数。实验结果表明,该方法能为通信对抗战术计算中根据通信装备和通信对抗装备的性能参数高精度、经济地计算通信干扰压制系数提供一种通用的方法。     

多参考输入自适应IIR跳频同址干扰抵消算法研究

根据多参考输入自适应干扰抵消原理,提出基于方程误差结构的多参考输入自适应IIR干扰抵消器,给出具体算法并分析其性能.提出多部跳频电台同平台装载的自适应IIR同址干扰抵消方案,并对3种算法的性能进行仿真.仿真结果表明,多参考输入自适应IIR干扰抵消算法具有很好的收敛速度、收敛精度和稳定性,可以取得更好的跳频同址干扰抵消性能.     

干扰抑制类生成式对抗网络

为进一步改善超低频频段的通信质量,在传统改进广义旁瓣抵消算法的基础上,提出新的超低频干扰抑制算法——生成式旁瓣抵消算法。该算法将人工智能研究热点之一的生成式对抗网络模型引入广义旁瓣抵消算法中,通过优化设计生成模型的网络结构及相关超参数,有效地解决了原算法存在的期望信号残留问题,为旁瓣抵消通道中的后级滤波算法提供了与主通道相关性更强的干扰参考信息,从而提高了算法对主通道干扰估计的准确性。为了验证优化后生成模型的有效性以及所提算法对不同类别干扰的抑制能力,在实验室环境下搭建实验平台,设计了多组对照实验。实验结果表明:优化后的生成模型具有较好的生成能力、较好的鲁棒性以及相对较低的运算复杂度；相比于传统改进的广义旁瓣抵消算法,所提算法进一步提高了信号带宽内的信干噪比。     

基于伪随机线性调频的双序列跳频通信系统

针对双序列跳频(Binary-Sequence Frequency Hopping,BSFH)在对偶信道被干扰的情况下会导致通信瘫痪的缺点,提出了一种基于伪随机线性调频的双序列跳频通信系统。在发送端利用线性调频信号对每一跳载波进行带内扩频,接收端将解跳后的信号作分数阶傅里叶变换,然后通过抽样判决得到发端信息。构建了相应的系统模型,推导了其在跟踪干扰和部分频带干扰下的误码率数学表达式。理论和仿真结果表明:在最坏跟踪干扰下,该系统比BSFH约有5 dB以上的性能增益;在部分频带干扰下,达到相同误码率时所需的信干比,改进方法比BSFH低约4 dB。     

超低频通信抗干扰性能分析

在分析和研究外军超低频通信系统基础上,针对超低频通信系统性能特点,结合现代无线通信干扰基本模式,分析了超低频通信系统优良的抗干扰性能。研究表明,超低频通信系统具有极强的抗干涉能力。     

自适应通信天线

一、自适应天线的基本功能及原理在现代军事无线电通信中,如何抗干扰,特别是抗敌方的针对性干扰,对于保障我方作战通信联络是一个极为严重而迫切需要解决的课题。采用自适应天线作接收天线,是抗通信干扰的有效手段之一。在国际上,作为一项新技术,它已从实验室开发研制阶段进入实际应用。本讲座讲述抗干扰自适应通信接收天线的基本原理。我们先从天线的基本特性——发射或接收无线电波的方向性讲起。就接收信号而言,对     

数字和模拟通信信号调制方式的自动识别

为自动识别数字和模拟通信信号的调制方式,基于接收信号的一阶统计矩提出9个特征参数,它们均可利用常规信号处理技术获得,参数提取过程计算量小,有利于信号的实时在线分析。以判决理论为基础提出一种调制方式自动识别算法,给出算法的实现流程。计算机仿真结果表明,在信噪比≥9dB时,算法平均识别成功率≥97%,有望用于实际非协作通信系统中信号的检测和快速识别。     

基于局域网的电磁干扰仿真

模拟部队指挥控制通信受到的电磁干扰,对增强模拟训练的战场真实性,提高部队战斗力具有重要意义.针对指挥控制系统通信所受到的电磁干扰情况,对电磁干扰进行了分类,引入各类噪声模型,并以调幅噪声干扰调频信号为例论述了电磁干扰的原理.在此基础上,通过MATLAB生成或采集真实噪声的方法产生离散噪声数据,利用低级波形函数对语音信号进行PCM编码,同时将噪声数据与语音数据叠加,实现对基于局域网的电磁干扰的仿真.     

超声波扩频测距及其信道自适应均衡技术

在扩频通讯系统框架中,建立一种新颖的多阵元超声波测距定位系统。从测距系统的仿真结果来看,采用二进制相移键控(BPSK)直序信号数字相关解调技术和基于最小均方算法的超声波接收信道自适应均衡器,不仅可以克服本地载波(相干解调)相位偏移所带来的不利影响,而且可以抑制多径信道噪声干扰和接收信道增益、相位随机漂移对测量精度的影响,从而提高了超声波测距系统的信噪比和分辨率。此外,采用伪随机码扩频解扩方法,容易实现码分多址(只要给安装在大范围测量区域中多个传感器分配相应的伪随机码,就可以方便地辨认出各个区域传感器发出的信号),扩大超声波测距系统的测量范围。     

基于双层规划的通信干扰兵力部署优化

投掷式通信干扰机是未来通信对抗装备发展的一种趋势,针对其压制无线战术通信的兵力部署优化问题,引入"通信干扰压制概率"和"通信干扰效益"两个指标,建立了基于双层规划的兵力部署优化模型,上层规划以整体通信干扰效益最大化为目标,下层为随机机会约束规划,以通信干扰压制概率满足一定置信水平为约束,以干扰机需求量最小化为目标。采用随机模拟、遗传算法和动态规划相结合的混合智能算法求解双层规划模型,并通过算例分析验证了模型的有效性。     

基于蜂群算法多子阵电台天线波束形成

考虑到战场环境下,低信噪比和敌方干扰容易造成超短波电台通信中断,而鉴于天线阵可以有效提高信噪比和抑制干扰,结合战场电台天线分布特点,提出一种多子阵电台天线应急接收模型。理论分析多子阵电台天线波束形成特性,以消除栅瓣、抑制干扰、提高增益为目标,采用蜂群算法对子阵间距进行优化。仿真结果表明,优化子阵间距可以有效消除栅瓣、抑制干扰、提高增益。同时,与遗传算法和粒子群算法相比,蜂群算法具有更好的全局搜索能力和收敛速度。该研究成果可为超短波电台应急通信提供参考。     

基于Neyman-Pearson准则的自适应门限干扰抑制算法

针对制约变换域通信系统抗干扰性能的门限抑制问题,提出了基于Neyman-Pearson准则的自适应门限干扰抑制算法。从硬件实现角度,通过干扰提取模块和自适应门限比较器,建立干扰抑制系统;根据环境频谱,基于高斯分布和N-sigma原理,确定初始门限和虚警概率;提出了基于Neyman-Pearson准则的自适应门限算法,在约束条件下保证检测概率最大化。仿真结果表明,该自适应门限算法能够有效抑制多音干扰和线性调频干扰,干扰的剔除效果较好;同时具有良好的检测性能,较传统的双门限检测概率提高约3.14%的性能增益。     

一种面向频域的通信信号盲干扰检测算法

针对低干信比和复杂动态情况下传统的干扰检测算法效率不高的问题,提出一种基于盲通信信号频域处理的未知干扰自动检测算法。该方法首先借助快速独立成份分析(FICA)从频谱差分数据中分离干扰和通信信号成份分量,然后利用各分量的峰度作为干扰与通信信号的识别特征检测干扰。实验结果表明,此算法能有效地在干信比小于5 dB的情况下从盲通信信号背景中自动提取未知干扰的信息,实现高精度地盲干扰检测。     

一种频率自适应抗衰落通信的方案研究

本文从模拟信号传输的特点出发,根据Ａ．ＡＸａｐｋｅｂИЧ等人的宽带复合信号最佳接收抗衰落的思想和闭环自适应抗衰落的理论,提出了一种适合于传输模拟信号的频率自适应抗衰落通信的方案。方案析优点在于：在衰落干扰条件下,可保证在宽带范围内,不断对信道分析监测,使整个系统采用最佳频率工作,连续不断地传输有用模拟信号,同时,系统同步简单可行,这种频率自适应抗衰落方案不仅能用于模拟通信抗衰落,而且也适用于数字通     

基于LEO增强的COMPASS导航系统抗干扰能力研究

随着COMPASS系统在民用、军事等应用领域的不断扩展和深入,用户对接收机抗干扰性能要求也会越来越高。在干扰条件下,采用低轨道(LEO)通信卫星对COMPASS系统进行增强是一种比较有效的星基增强方法。文章从信号增强的角度出发,以LEO卫星所播发的导航增强信号为依据,研究LEO增强信号所能容忍的压制干扰的干信比作为衡量增强信号的抗干扰能力指标。首先介绍基于LEO通信卫星增强的COMPASS系统组成及工作原理;其次分析干扰链路的影响;然后通过计算,对LEO卫星播发的增强信号能量及抗干扰性能进行分析;最后,提出一些措施改善增强信号的抗干扰能力。结果表明,经改善后的LEO通信卫星播发的导航增强信号可容忍50dB左右的干信比,与GPS中M码信号的抗干扰能力相当。     

多车通信系统中的同频电子干扰消除优化方法

在多接口多信道车联网多车通信系统中,由于车辆的自组织特性和路网网格的不均衡性,产生同频电子干扰,对电子干扰的滤波消除能提高多车通信的信道均衡性,降低误码率。传统方法采用自适应陷波方法实现同频电子干扰消除,无法在突变的载波频率下消除同频电子干扰,导致性能差的问题。提出一种基于自适应线谱增强的多车通信系统中的同频电子干扰消除优化方法。首先构建多车通信系统,引入一种信噪干扰比的观点,对同频电子干扰进行信号模型构建,根据信号比容易分离的特点,使得模型可分离性变强,结合变步长自适应线谱增强方法,实现信号的分离过滤。仿真实验结果表明,进行同频电子干扰消除抑制处理后的功率谱收敛到信号的真实频率附近,多车通信信号能从背景色噪声中有效检测出来,降低了多车通信系统的误码率,展示了较好的信道均衡和改善能力,性能优越。