基于空域信道差异的收发联合抗干扰技术研究

发布时间：2017-05-17 08:08

  本文关键词：基于空域信道差异的收发联合抗干扰技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线通信的迅猛发展和广播特性造成了日益复杂的电磁环境。尤其在军事通信中,合法通信双方往往会面临敌方难以预料的各类干扰,对战场制信息权造成极大的威胁。当前的空域及其混合域的抗干扰技术大多基于空域角度差异,而空域角度并不能准确刻画干扰方与发送方的位置差异。事实上,无线传播环境存在复杂的反射、衍射、散射现象,干扰方与发送方的根本差异是由空域位置差异引起的空域信道差异。此外,仅仅依靠接收方的单方面处理对空域抗干扰的潜力挖掘并不充分,而当前对空域尤其是混合域的收发联合抗干扰设计研究较少。针对上述问题,本课题依托国家自然科学基金,对基于空域信道差异的收发联合抗干扰技术展开专门研究。论文首先建立了基于空域信道差异的收发联合抗干扰模型,并对子空间投影、空时／空频跳变的抗干扰原理进行了分析。在此基础上,论文提出了基于子空间投影、空时／空频跳变的收发联合抗干扰方案。具体的研究内容包括：1、建立了基于空域信道差异的收发联合抗干扰模型。首先通过实验验证了不同位置的空域信道具有一定的差异性,这是本文抗干扰技术研究的物理基础；然后建立了基于空域信道差异的收发联合抗干扰模型,从而将收发联合的抗干扰问题归结为求解一组收发处理对的最优化问题；最后从空域信道差异的角度对子空间投影、空时／空频跳变的抗干扰原理进行了分析,并给出了子空间投影、空时／空频跳变抗干扰方案的设计思路,为后续具体的抗干扰方案设计提供了理论基础。2、提出了基于子空间投影的收发联合抗干扰方案。首先接收方根据估计出的干扰子空间和合法信道矩阵计算出正交／斜投影算子并进行投影处理以滤除干扰；然后根据等效MIMO信道的匹配传输求出正交／斜投影后的最优收发处理对；最后将该收发处理对与对应的正交／斜投影算子结合得到最终的发送预处理和接收后处理。仿真结果表明,基于正交／斜投影的收发联合抗干扰性能明显优于传统的零陷空域滤波且具有与其理论值相接近的输出信干噪比。3、提出了基于空时／空频跳变的收发联合抗干扰方案。针对干扰信息难以获得的通信场景,通过引入时域／频域的自由度使期望信号在各个时刻／子载波上历经的等效信道不断跳变。首先发送方根据合法信道矩阵按照一定的规则设计空时／空频图样,并计算对应的发送预处理发出信号；然后接收方同样根据合法信道矩阵和共享的规则计算与发送方匹配的接收后处理匹配接收；由于接收方在各个时刻／子载波上的匹配传输实现了期望信号的能量累积而干扰信号由于空域信道的差异不能累计,从而获得抗干扰增益。仿真结果表明,基于空时／空频跳变的收发联合抗干扰方案较传统的收发匹配具有显著的抗干扰增益,且随着跳变次数的增加而增加。
【关键词】：抗干扰 子空间投影 空时跳变 空频跳变 收发联合
【学位授予单位】：解放军信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN973.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 主要符号对照表12-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 研究现状14-16
• 1.2.1 单一空域的抗干扰技术14-15
• 1.2.2 混合域抗干扰技术15-16
• 1.3 存在问题16-18
• 1.4 研究内容和章节安排18-21
• 1.4.1 研究内容18-19
• 1.4.2 章节安排19-21
• 第二章 基于空域信道差异的收发联合抗干扰机制21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 空域信道差异的实验验证21-24
• 2.2.1 实验平台简介21-23
• 2.2.2 空域信道差异性验证23-24
• 2.3 基于空域信道差异的抗干扰模型24-27
• 2.3.1 抗干扰模型24-25
• 2.3.2 模型求解25-27
• 2.4 基于空域信道差异的抗干扰机制27-30
• 2.4.1 基于子空间投影的抗干扰原理27-28
• 2.4.2 基于空时/空频跳变的抗干扰原理28-30
• 2.5 抗干扰性能的评价指标30
• 2.6 本章小结30-31
• 第三章 基于子空间投影的收发联合抗干扰方案31-39
• 3.1 引言31-32
• 3.2 基于子空间投影的收发联合抗干扰分析32-33
• 3.2.1 系统模型32
• 3.2.2 问题描述32-33
• 3.3 基于子空间投影的收发联合抗干扰方案33-36
• 3.3.1 投影算子的获取33-34
• 3.3.2 收发联合抗干扰设计34-35
• 3.3.3 具体实现流程35-36
• 3.4 性能仿真与分析36-38
• 3.4.1 仿真方案设计36-37
• 3.4.2 仿真结果及分析37-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 基于空时跳变的收发联合抗干扰方案39-47
• 4.1 引言39-40
• 4.2 系统模型40-41
• 4.3 基于空时跳变的收发联合抗干扰方案41-42
• 4.3.1 发送方预处理的设计41
• 4.3.2 接收方后处理的设计41-42
• 4.3.3 具体实现流程42
• 4.4 性能仿真及分析42-45
• 4.4.1 仿真方案设计42-43
• 4.4.2 仿真结果及分析43-45
• 4.5 本章小结45-47
• 第五章 基于空频跳变的收发联合抗干扰方案47-55
• 5.1 引言47
• 5.2 系统模型47-48
• 5.3 基于空频跳变的收发联合抗干扰方案48-52
• 5.3.1 发送方预处理的设计48-49
• 5.3.2 接收方后处理的设计49-50
• 5.3.3 具体实现流程50
• 5.3.4 空频跳变与空时跳变50-52
• 5.4 性能仿真及分析52-54
• 5.4.1 仿真方案设计52
• 5.4.2 仿真结果及分析52-54
• 5.5 本章小结54-55
• 第六章 结束语55-57
• 6.1 本文的工作总结55-56
• 6.2 前景与展望56-57
• 致谢57-59
• 参考文献59-63
• 作者简历63

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本文编号：372839