通信对抗中的干扰检测算法研究

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通信系统中的干扰和抗干扰技术是军事对抗中的重要环节,其中干扰检测技术是通信抗干扰领域的关键技术之一,它不仅能够提供干扰信号的有无,还可提供干扰频点位置、干扰功率、干扰类型等参数,为通信系统的干扰抑制和抗干扰技术提供先验信息。在现有的时域和各种变换域干扰检测技术中,基于频域的干扰检测算法较简单且应用广泛,但早期的频域干扰检测算法在干扰带宽较大时难以正确估计噪声参数,导致干扰检测不够准确。针对上述问题,本文研究了几种改进的基于频域的干扰检测算法,这些算法比早期的频域干扰检测算法的检测性能更为可靠、准确。重点分析了这几种算法在通信系统静默期的干扰检测性能,然后研究了非静默期下的直接序列扩频系统(Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS)、快速跳频系统(Fast Frequency Hopping,FFH)的干扰检测技术,提出了相应的改进算法,并且理论分析和仿真验证了这些干扰检测算法的性能。首先,给出了四种典型干扰(单音干扰、多音干扰、部分频带噪声干扰、线性扫频干扰)的信号模型,分析了不同类型干扰的参数,为干扰检测技术的研究奠定了理论基础。其次,研究了通信系统静默期下的四种干扰检测算法:连续均值去除算法(Consecutive Mean Excision , CME)、前向连续均值去除算法(Forward Consecutive Mean Excision , FCME)、最小值算法、双门限算法。这四种算法对窄带干扰都有比较好的检测性能,对于宽带干扰的检测性能的优先顺序依次是最小值算法、FCME算法、CME算法,而双门限算法能有效地解决将一段较宽干扰信号误判为几段的情况。然后,研究了非静默期下DSSS系统的干扰检测技术,分析了DSSS系统常规干扰检测算法性能,由于DS信号的影响,噪声频谱出现色化现象,常规干扰检测算法的虚警概率将大大超过静默期虚警概率,为此提出了一种基于DS信号循环对消的FCME算法,该算法能有效地解决这个问题,其检测性能逼近于静默期干扰检测的性能。最后,研究了非静默期下FFH系统的干扰检测技术,由于FH信号的影响,采用常规的干扰检测算法,其虚警概率高于静默期的虚警概率,为此,提出了两种改进算法:基于跳频图案扣除FFH信号和基于FFH信号循环对消的FCME检测算法,仿真分析表明这两种算法可基本消除FFH信号对干扰检测性能的影响,检测性能均逼近于静默期干扰检测的性能。以上的研究成果提供了静默期和非静默期干扰检测的技术,实现对干扰可靠、准确的检测,可作为普遍性的干扰检测手段,具有较强的使用价值。
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