一种基于正向通信数据的短波干扰信号到达功率评估方法
阅读说明：本技术 一种基于正向通信数据的短波干扰信号到达功率评估方法 (Short wave interference signal arrival power evaluation method based on forward communication data ) 是由 金珠 刘毅敏 马银圣 胡俊 朱振飞 任源博 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于正向通信数据的短波干扰信号到达功率评估方法,包括如下步骤：步骤A,利用正向链路的通信信号分析出链路的信道参数；步骤B,确定干扰信号功率波动与信道参数之间的关系；步骤C,评估到达目标点的干扰信号功率。本发明针提出一种基于正向通信数据的短波干扰信号到达功率评估方法,先根据接收到的正向通信信号分析出链路的信道参数,再根据短波干扰信号功率波动与信道参数之间的关系,评估干扰信号到达功率。该评估方法克服了目前传播模型估算方法复杂度高、计算误差大、输入参数多的缺点,在实际使用时估算精确度高。(The invention discloses a short wave interference signal arrival power evaluation method based on forward communication data, which comprises the following steps: step A, analyzing channel parameters of a link by using communication signals of a forward link; step B, determining the relation between the interference signal power fluctuation and the channel parameter; and C, evaluating the power of the interference signal reaching the target point. The invention provides a short wave interference signal arrival power evaluation method based on forward communication data. The evaluation method overcomes the defects of high complexity, large calculation error and more input parameters of the existing propagation model evaluation method, and has high evaluation accuracy in actual use.)
技术领域
本发明属于短波干扰及短波信道建模领域，特别涉及该领域中的一种基于正向通信数据的短波干扰信号到达功率评估方法。
背景技术
由于短波电离层反射信道的时变色散特性，导致到达干扰目标的干扰信号功率发生严重衰落，干扰信号的包络瞬时衰落最多可达五、六十dB，从而造成干扰效果的极不稳定性。单纯通过增加发射干扰信号功率的方式会带来干扰隐蔽性差等一系列安全性问题，随着短波干扰技术的发展，目前短波干扰正从大功率压制干扰走向精细化干扰，精细化干扰的关键问题是对随机波动的短波干扰信号到达功率进行精确评估。
目前对短波信号的研究主要集中在短波通信领域，而短波干扰与短波通信关注的对象不同，短波通信关注小尺度的信号变化情况，短波干扰则关注一段时间干扰信号的平均功率变化情况，由于短波干扰信号功率会随着电离层的随机波动而发生随机变化，难以准确描述，采用模型计算方法误差在20dB左右，目前尚无成熟方法评估短波干扰信号到达功率，也无法评估干扰信号功率在小尺度上的波动特性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于正向通信数据的短波干扰信号到达功率评估方法。
本发明采用如下技术方案：
一种基于正向通信数据的短波干扰信号到达功率评估方法，其改进之处在于，包括如下步骤：
步骤A，利用正向链路的通信信号分析出链路的信道参数；
步骤A1，利用正向通信信号求解信道冲激响应：
当接收到正向通信链路的通信信号r(t)时，可以恢复出通信信号的原始波形s(t)，信道冲激响应函数h(t)的求解方法为：把h(t)离散化为h(t)＝[h(t1),h(t2),…h(ti)…h(tN)]，其中i，N为自然数；
步骤A2，利用信道冲激响应求解多普勒展宽信道参数：
首先对h(t)进行傅里叶变换，得到H(f)，然后使用公式式中f为频率，计算出链路的多普勒展宽信道参数σr；
步骤A3，利用信道冲激响应求解出正向通信信号的平均功率pr：
步骤B，确定干扰信号功率波动与信道参数之间的关系；
步骤B1：按照不同的多普勒展宽信道参数生成短波信道模型；
步骤B2：生成不小于100秒时长的恒功率为1的8PSK信号；
步骤B3：按照需要的观察时长T来统计经过短波信道后的信号功率；
步骤B4：求解接收信号功率波动方差δr；
步骤C，评估到达目标点的干扰信号功率：
到达干扰目标点的干扰信号功率评估由两部分组成，平均功率pI和功率波动方差，短波信道对正向通信链路和干扰链路的作用是一样的，到达干扰目标点的干扰信号平均功率评估为pI＝pr+GI-GT，其中GI为干扰台站的发射功率，GT为正向通信的通信台发射功率，到达干扰目标点的干扰信号功率波动方差评估为δI＝δr。
本发明的有益效果是：
本发明针对短波干扰信号的功率随机波动特性，分析出短波干扰信号功率波动的影响因素，结合实际干扰场景，即：首先收到对方的正向通信信号，然后才产生干扰需求，提出一种基于正向通信数据的短波干扰信号到达功率评估方法，先根据接收到的正向通信信号分析出链路的信道参数，再根据短波干扰信号功率波动与信道参数之间的关系，评估干扰信号到达功率。该评估方法克服了目前传播模型估算方法复杂度高、计算误差大、输入参数多的缺点，在实际使用时估算精确度高。
附图说明
图1是本发明评估方法的流程示意图；
图2是本发明评估方法中步骤B的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，本实施例公开了一种基于正向通信数据的短波干扰信号到达功率评估方法，先利用正向链路的通信信号分析出链路的信道参数，再根据短波干扰信号功率波动与信道参数之间的关系，给出此链路的干扰信号到达功率评估方法，以便得出到达干扰点的干扰信号功率分布情况。
以某条1000公里距离的通信台站和干扰台站为例，通信台站发射功率为125W，干扰台站发射功率为1000W。通信台站发射信号为3GALE信号，路径损耗为110dB，多普勒展宽为0.1Hz，如图1所示，具体包括如下步骤：
步骤A，利用正向链路的通信信号分析出链路的信道参数；
步骤A1，利用正向通信信号求解信道冲激响应：
当接收到正向通信链路的通信信号3GALE r(t)时，可以使用调制解调器先恢复出通信信号内容，再生成原始发射3GALE波形s(t)，通过匹配滤波法求解出信道冲激响应函数h(t)，其中，h(t)的求解方法为：把h(t)离散化为h(t)＝[h(t1),h(t2),…h(ti)…h(tN)]，其中i，N为自然数(上述使用调制解调器恢复通信信号原始波形s(t)属于现有技术的惯用手段，本申请不再赘述)；
步骤A2，利用信道冲激响应求解多普勒展宽信道参数：
首先对h(t)进行傅里叶变换，得到H(f)，然后使用公式式中f为频率，计算出链路的多普勒展宽信道参数σr≈0.1Hz；
步骤A3，利用信道冲激响应求解出正向通信信号的平均功率pr：
步骤B，确定干扰信号功率波动与信道参数之间的关系；
将干扰信号功率波动分为两部分，一部分为大尺度路径损耗带来的平均功率变化，另一部分为小尺度的信道参数带来的功率变化。步骤B主要是确定第二部分的关系。
由于经过短波信道的功率波动由信道多普勒展宽参数决定，因此确定干扰信号功率波动与信道参数之间关系的方法是：将功率稳定的干扰信号经过短波信道，借助仿真和数值积分的方式得出信道参数σr、观察时长T与功率波动方差δr的关系，得出功率波动方差δr结果如下，单位为dB：
如图2所示，具体步骤如下：
步骤B1：按照不同的多普勒展宽信道参数生成短波信道模型；
步骤B2：生成不小于100秒时长的恒功率为1的8PSK信号；
步骤B3：按照需要的观察时长T来统计经过短波信道后的信号功率；
步骤B4：求解接收信号功率波动方差δr；
将恒功率为1，总时长为1000秒的8PSK干扰信号，经过多普勒展宽参数为0.1Hz的短波信道，观察时长T选1秒，统计功率波动方差δr＝4.8dB。
步骤C，评估到达目标点的干扰信号功率：
到达干扰目标点的干扰信号功率评估由两部分组成，平均功率pI和功率波动方差，短波信道对正向通信链路和干扰链路的作用是一样的，到达干扰目标点的干扰信号平均功率可以评估为pI＝pr+GI-GT≈-81dB，其中GI为干扰台站的发射功率，GT为正向通信的通信台发射功率，到达干扰目标点的干扰信号功率波动方差可以评估为δI＝δr＝4.8dB。
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