无人机上行链路抗欺骗干扰技术研究

发布时间：2020-10-09 19:25

　　 无人机在近年来的几场局部战争中的精彩表现,使其应用价值得到各国的广泛认可,现已成为高新技术装备发展的热点之一,无人机技术也在军事需求的推动下得到了飞速发展。无人机数据链上行链路作为无人机系统的重要组成部分,主要用来传输由地面控制站向无人机发送的飞行控制数据以及任务载荷控制数据等控制指令,被称为无人机的“生命线”。上行链路中的欺骗干扰是指通过伪造真实上行链路信号,以较低功率对无人机实施有效干扰的新兴技术,随着电子对抗技术的快速发展,欺骗干扰逐步成为无人机上行链路面临的现实威胁。然而目前公开的文献资料中并没有关于无人机上行链路中抗欺骗技术的研究。本论文的目的便是针对这一问题,研究设计一种抗欺骗干扰技术方案以满足无人机上行链路中日益迫切的抗欺骗需求。论文研究了无人机上行链路的特点,分析了欺骗干扰的作用机理。阐明了无人机上行链路中抗欺骗干扰技术研究的必要性,并为抗欺骗干扰方案的研究设计奠定了基础。在此基础上提出了一种可靠的抗欺骗干扰方案,使无人机上行链路具备了抗欺骗干扰的能力。论文提出的抗欺骗干扰方案在信号处理层面的捕获跟踪阶段和信息处理层面的数据比特阶段进行抗欺骗设计。在捕获跟踪阶段,通过无人机捕获到的相关峰个数来检测欺骗干扰存在与否,然后同时跟踪所有超过捕获门限的信号并根据信号功率的大小将信号分类为真实上行链路信号和欺骗信号,之后使用连续欺骗干扰消除算法对欺骗信号进行欺骗消除处理。在数据比特阶段,无人机采用所提的认证技术对接收到的数据比特进行认证,若认证不通过,则重新进行信号分组、欺骗消除等处理,直到认证通过为止。所提方案可以使用软件实现而不需要额外的硬件开销,且复杂度低、可靠性好,适合无人机计算能力较弱的特点以及上行链路的高实时性要求。通过Matlab和C语言对所提抗欺骗干扰方案进行了建模仿真,仿真结果及其分析显示,该方案可有效地对欺骗信号进行检测、分类和消除,并可通过认证技术来保证接收信息的真实性。研究表明,在信号处理阶段对欺骗干扰信号进行处理,在信息处理阶段对真实信息进行认证,可有效避免欺骗干扰对无人机的影响。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：V279;TN972
【部分图文】：

43(c) 含真实信号和欺骗信号的捕获输出图4.4 捕获过程的输出从图 4.4 中可以看出，当信道中只有高斯白噪声而没有其他信号时，无人机的捕获相关器输出如图 4.4(a)所示，由于普通噪声或干扰与无人机本地伪码的互相关性不高，因此在接收机端没有峰值输出。在加入了真实上行链路信号后，相关器的输出如图 4.4(b)所示，在整个频率和码相位搜索域内可以看到有一个单独的相关峰，且该相关峰的值明显大于周围噪声的相关值，接收机可以直接捕获该位置（确定的多普勒频率和码相位）的信号，从而完成捕获过程。然后在仿真模型中在加入一路功率和真实信号基本相同的欺骗信号，仿真结果如图 4.4(c)所示

西安电子科技大学硕士学位论文44图4.5 欺骗信号消除后的捕获输出图4.6 欺骗信号功率较强时的相关器输出在码相位为 67 和 990 这两个位置上加入两路欺骗信号，其功率分别为真实信号的两倍和三倍。真实上行链路信号的码相位设置为 267。由图 4.6 可知，接收机只捕

44图4.5 欺骗信号消除后的捕获输出图4.6 欺骗信号功率较强时的相关器输出在码相位为 67 和 990 这两个位置上加入两路欺骗信号，其功率分别为真实信号的两倍和三倍。真实上行链路信号的码相位设置为 267。由图 4.6 可知，接收机只捕

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本文编号：2834099