[发明专利]一种基于零和博弈论的卫星通信抗干扰方法

权利要求书

1.一种基于零和博弈论的卫星通信抗干扰方法，其特征在于，包括如下步骤：

建立卫星干扰模型；所述卫星干扰模型包括单音干扰、多音干扰及扫频干扰，每种干扰均采用最大功率；

建立卫星抗干扰模型；

构建利用卫星干扰模型和卫星抗干扰模型进行动态博弈的零和博弈模型；其中，博弈双方分别是通信方C和干扰方J；通信方C和干扰方J各有一个有限的策略集，并选择同一函数作为效用函数，通信方C求效用函数最大值而干扰方J求效用函数最小值；

利用零和博弈模型计算效用函数，根据效用函数矩阵，求解通信方C博弈的纳什均衡解，纳什均衡解对应的策略组合即为抗干扰策略；

干扰方J的策略集合为{单音、多音、扫频}＝{J₁，J₂，J₃}，通信方C的策略集包括：三种调制方式选择Mod＝{Mod1、Mod2、Mod3}＝{BPSK、QPSK、16QAM}，三种功率调整PR＝{PR低、PR中、PR高}，任意频点切换或保留f＝{f切、f留}，高低速率两种波形切换W＝{W1、W2}＝{DVB-S2、DSSS}；通信方C可采取的策略组成集合为C＝{Mod×PR×f×W}＝{C₁、C₂…C₃₆}；

在干扰方J实施最大功率干扰情况下，通信方C采用SINR＝[SINR1,SINR2,SINR3]三种功率调整方式，任意频点切换或保留{f切、f留}，以及高低速率两种波形切换{DVB-S2、DSSS}策略；通信方C在进行频点切换时，选择的新频点无干扰信号，表征为SINR4＝SINRmax取得最优值；当通信方C由DVB-S2切换为DSSS扩频波形后，表征为SINR_DSSS＝[SINR5,SINR6,SINR7]；通信方C的策略集合表示为：SINR＝[SINR1,SINR2,SINR3,SINR5,SINR4,SINR6,SINR7]；此时，通信方C的策略集为C＝{(QPSK、DVB-S2、SINR1、f留)，(QPSK、DVB-S2、SINR2、f留)，(QPSK、DVB-S2、SINR3、f留)，(QPSK、DVB-S2、f切)，(QPSK、DSSS、SINR1、f留)，(QPSK、DSSS、SINR2、f留)，(QPSK、DSSS、SINR3、f留)，(16QAM、DVB-S2、SINR1、f留)，(16QAM、DVB-S2、SINR2、f留)，(16QAM、DVB-S2、SINR3、f留)，(16QAM、DVB-S2、f切)，(16QAM、DSSS、SINR1、f留)，(16QAM、DSSS、SINR2、f留)，(16QAM、DSSS、SINR3、f留)}，使用信干噪比SINR统一表示为C＝{(QPSK、SINR1)，(QPSK、SINR2)，(QPSK、SINR3)，(QPSK、SINR4)，(QPSK、SINR5)，(QPSK、SINR6)，(QPSK、SINR7)，(16QAM、SINR1)，(16QAM、SINR2)，(16QAM、SINR3)，(16QAM、SINR4)，(16QAM、SINR5)，(16QAM、SINR6)，(16QAM、SINR7)}；

干扰方J的策略集为J＝(J₁，J₂，J₃)，通信方C的策略集为C＝{C₁、C₂…C₃₆}，策略集J和策略集C均为有限策略集；通信方C获得的盈利为UC＝{Capacity，BER}，干扰方J获得的盈利为UJ＝－UC＝－{Capacity，BER}，其中Capacity为通信容量，BER为误码率；

零和博弈模型系统评估的评估方法为：考虑通信容量和误码率的联合贡献，设UC＝p×Capacity_pro+(1-p)×BER_pro，0≤p≤1，其中Capacity_pro，BER_pro分别为通信容量和误码率性能指标；

选取通信容量、误码率作为博弈双方的效用函数，即效用函数U＝{Capacity，BER}；计算出的效用函数矩阵为：

其中，Capacity为通信容量，BER为误码率，U_i-j为通信方C采用第i个策略与干扰方J采用第j个策略下计算得出的效用函数值，i和j为正整数，N为通信方C的策略个数，M为干扰方J的策略个数。