[发明专利]一种联合网络链路级的智能动态频谱抗干扰系统及方法

说明书

本发明公开了一种联合网络链路级的智能动态频谱抗干扰系统及方法，系统包括链路级抗干扰子系统和网络级抗干扰子系统；所述链路级抗干扰子系统，将回报值设定为单决策周期内系统传输吞吐量，用户根据获得回报值进行智能用频决策，躲避干扰所在频段；网络级抗干扰子系统，在面对链路级抗干扰失效时，对下层子用户进行合理频段分配管理，进一步提升整个系统频域抗干扰能力；本发明中用户通过基于强化学习动态频谱抗干扰算法进行智能用频决策，有效避免了外部恶意干扰，实现了动态频谱接入，提升系统频域抗干扰能力。

技术领域

本发明属于通信对抗技术领域，具体涉及一种联合网络链路级的智能动态频谱抗干扰系统及方法。

背景技术

在现代无线通信领域，随着无线通信技术的发展和各种无线设备的增加，导致可用无线频谱资源使用紧张，使得无论是来自通信系统的外部干扰还是系统用户之间的互扰都变得日益严重。因此，为保证无线通信的可靠传输，研究新型干扰环境中的智能抗干扰技术意义重大。

在军用无线通信中，指挥通信、军事情报、兵器控制都依赖于电子设备，特别是无线电设备的支持。恶劣电磁环境条件下的通信抗干扰能力是决定现代战争胜负的重要因素，也是战场生存能力的重要特征。同时，信息战和电子战也成为了新时代重要的作战形式。因此，为了提高通信系统传输的可靠性，对抗各种形式的干扰，需要采用合适的抗干扰方法来保证通信系统正常运作。

通信抗干扰问题的研究由来已久，传统的抗干扰技术主要有干扰躲避技术和干扰消除技术。干扰躲避技术即利用躲避的方式应对干扰的攻击，如频域的跳频、时域的跳时等。

传统的频域抗干扰方法如跳频、扩频等存在诸多局限，已无法满足对抗新型干扰技术的要求，主要表现为：1)传统的跳频、扩频技术变化样式固定，对抗模式单一，很容易被敌方学习到规律进而实施针对性干扰，频谱利用率低；2)现有动态频谱抗干扰算法研究大多为软件仿真，对实际通信环境的考虑不足，同时对所提抗干扰算法的软件无线电平台验证较少； 3)现有动态频谱抗干扰技术局限于用户链路级抗干扰，然而现实场景中，通信对在面临宽频强干扰时通信中断，且无法内部交互更新的通信频点信息，即链路级自主用频决策失效。此时需要引入网络级抗干扰方案，目前尚未发现相关设计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种联合网络链路级的智能动态频谱抗干扰系统及方法，以提升无线通信网络整体的抗干扰性能，进而提高无线通信网络系统吞吐量。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种联合网络链路级的智能动态频谱抗干扰系统，，包括链路级抗干扰子系统和网络级抗干扰子系统；

所述链路级抗干扰子系统，将回报值设定为回报值设定为单决策周期内系统传输吞吐量，用户根据获得回报值进行智能用频决策，躲避干扰所在频段，从而避免了外部恶意干扰带来的影响；

网络级抗干扰子系统，在面对链路级抗干扰失效时，对下层子用户进行合理频段分配管理，进一步提升整个系统频域抗干扰能力；

所述频管中心及子用户节点处均设立相应的拆包、组包模块，保障信息的顺利传输。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的链路级抗干扰子系统包括1个设于学习节点的发射机、1个设于认知节点的接收机和1个干扰机；

干扰机，用于产生扫频、梳状和随机模式的干扰信号；

发射机与接收机通过数据链路传输数据帧，通过控制链路传输控制信息；

接收机通过控制链路和宽带频谱感知获得信道信息，并利用这些信息执行强化学习算法来优化信道选择策略。

上述的链路级抗干扰子系统以LabVIEW为开发环境，采用USRP设备实现信号的无线传输和干扰信号产生。