卫星通信抗干扰及其性能评估指标体系研究

摘要 (i)

ABSTRACT ......................................................................................................... i i 第一章绪论 (1)

1.1 研究背景及意义 (1)

1.2 国内外研究现状 (2)

1.2.1 抗干扰技术研究现状 (2)

1.2.2 评估指标体系研究现状 (3)

1.3 研究内容及论文结构 (4)

第二章卫星通信常用抗干扰技术分析 (6)

2.1 卫星通信面临的干扰 (6)

2.2 多波束天线抗干扰技术 (8)

2.2.1 多波束天线抗干扰原理 (8)

2.2.2 多波束天线抗干扰性能分析 (10)

2.3 跳频抗干扰技术研究 (13)

2.3.1 跳频原理及模型 (13)

2.3.2 仿真平台设计思路及方案 (16)

2.3.3 仿真平台性能分析 (19)

2.4 本章小结 (21)

第三章卫星通信物理层安全传输抗灵巧干扰研究 (22)

3.1 基于卫星通信的灵巧干扰分析 (22)

3.1.1 灵巧干扰的概念 (22)

3.1.2 卫星通信中的灵巧干扰 (23)

3.2 基于同步头的灵巧干扰设计 (25)

3.3 物理层安全传输抗干扰技术 (28)

3.3.1 物理层安全传输基本原理 (28)

3.3.2 多天线波束成形技术 (29)

3.3.3 人工噪声干扰辅助技术 (32)

3.4 物理层安全传输抗干扰性能仿真 (34)

3.5 本章小结 (36)

第四章卫星通信抗干扰性能评估指标体系研究 (37)

4.2 抗干扰性能评估指标体系的建立 (38)

4.2.1 卫星通信抗干扰体系框架结构 (38)

4.2.2 抗干扰性能评估指标体系构建 (41)

4.2.3 抗干扰性能评估指标体系分析 (42)

4.2.4 指标灵敏度分析 (45)

4.3 抗干扰性能评估指标体系有效性和可靠性验证 (47)

4.3.1 性能评估指标体系有效性验证 (47)

4.3.2 性能评估指标体系可靠性验证 (49)

4.4 抗干扰性能评估指标体系指标权重确定 (50)

4.5 卫星通信抗干扰性能评估平台设计 (57)

4.6 本章小结 (59)

结束语 (60)

致谢 (62)

参考文献 (63)

作者在学期间取得的学术成果 (66)

表目录

表3.1 干扰效果等级 (23)

表4.1 卫星通信系统抗干扰技术划分 (40)

表4.2 卫星通信抗干扰性能评估指标体系 (41)

表4.3 专家打分结果表 ................................................................................................ 48 表4.4 i a 、i ij a a -∑、i ζ计算表 (49)

表4.5 相关系数对应的稳定性情况 ............................................................................ 50 表4.6 ij e 的取值方法 . (51)

表4.7 准则层U 的模糊对比矩阵 ............................................................................... 52 表4.8 指标层U 1的模糊对比矩阵 .............................................................................. 52 表4.9 指标层U 2的模糊对比矩阵 .............................................................................. 53 表4.10 指标层U 3的模糊对比矩阵 ............................................................................ 53 表4.11 指标层U 4的模糊对比矩阵 ............................................................................ 53 表4.12 指标层U 5的模糊对比矩阵 ............................................................................ 53 表4.13 指标层U 6的模糊对比矩阵 . (54)

表4.14 准则层U 的模糊隶属度矩阵 ......................................................................... 54 表4.15 指标层U 1的模糊隶属度矩阵 ........................................................................ 54 表4.16 指标层U 2的模糊隶属度矩阵 ........................................................................ 54 表4.17 指标层U 3的模糊隶属度矩阵 ........................................................................ 55 表4.18 指标层U 4的模糊隶属度矩阵 ........................................................................ 55 表4.19 指标层U 5的模糊隶属度矩阵 ........................................................................ 55 表4.20 指标层U 6的模糊隶属度矩阵 (56)

表4.21 各指标权重 (56)

图目录

图1.1 论文组织结构图 (4)

图2.1 地球接收站面临干扰的示意图 (6)

图2.2 有意干扰分类 (8)

图2.3 多波束天线示意图 (9)

图2.4 两种天线的示意方向图 (10)

图2.5 两种天线归一化方向图 (11)

图2.6 0度方向的单波束归一化方向图 (11)

图2.7 信号和干扰进入天线的信噪比对比 (12)

图2.8 多波束天线切换波束情况 (13)

图2.9 跳频系统原理框图 (14)

图2.10 跳频发送端模型 (14)

图2.11 跳频信道模型 (15)

图2.12 跳频接收端模型 (15)

图2.13 跳频抗干扰原理示意图 (15)

图2.14 仿真平台设计方案 (16)

图2.15 跳频序列产生 (17)

图2.16 跳频信号调制 (17)

图2.17 跳频信号解调 (17)

图2.18 Ka波段信道模型 (18)

图2.19 干扰模型 (19)

图2.20 性能仿真平台simulink效果图 (19)

图2.21 功率谱变化情况 (20)

图2.22 误码率显示模块 (20)

图3.1 灵巧干扰实施流程 (22)

图3.2 宏观灵巧干扰产生步骤 (24)

图3.3 传统干扰与微观灵巧干扰对比 (24)

图3.4 卫星通信中的灵巧干扰实施流程 (25)

图3.5 周期同步序列的帧结构 (25)

图3.6 同步模块原理图 (26)

图3.7 灵巧干扰干扰上行链路示意图 (27)

图3.8 基于同步序列的灵巧干扰实施流程 (27)

图3.9 不同干扰下的误码率曲线 (27)

图3.11 卫星通信中的窃听信道示意图 (29)

图3.12 单个窃听者的系统模型 (30)

图3.13 使用不同波束成形策略的误码率性能 (34)

图3.14 人工噪声辅助策略不同功率分配下误码率性能 (35)

图4.1 性能评估指标体系建立流程 (37)

图4.2 基于多种抗干扰手段的卫星通信系统模型框图 (39)

图4.3 卫星通信系统网络结构图 (40)

图4.4 指标体系比较图 (42)

图4.5 SNR=-2dB时跳频数目对误码率的影响 (45)

图4.6 SNR=2dB时跳频数目对误码率的影响 (46)

图4.7 抗干扰性能评估平台设计思路 (57)

图4.8 抗干扰性能评估平台界面 (58)

图4.9 抗干扰性能评估结果显示 (59)