航天測控鏈路干擾多維感知及決策研究
發(fā)布時間:2023-02-03 09:52
航天測控技術(shù)在軍事領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛,但測控鏈路暴露在空間中,容易受到各種電磁信號的影響,尤其是敵意干擾信號。測控鏈路的通信安全決定著戰(zhàn)略信息能否安全精準(zhǔn)傳送。因此,為保障測控鏈路通信安全,需要對干擾信號感知識別并進(jìn)行有效的防護(hù)決策。為此,本文針對航天測控鏈路中的復(fù)雜電磁干擾環(huán)境,重點研究了干擾多維感知及決策技術(shù)。主要工作包括以下幾部分:第一,研究了三種改進(jìn)的干擾檢測算法。針對航天測控鏈路中常見的六種干擾信號,對檢測算法進(jìn)行仿真分析與性能比對,確定了一種對寬帶類干擾信號檢測率高且便于FPGA實現(xiàn)的改進(jìn)的CME檢測算法;并且詳細(xì)分析了干擾檢測算法中判決門限與虛警概率之間的關(guān)系。第二,完成了測控鏈路的干擾多維感知方案設(shè)計。提取了一組分類特征明顯、對干擾信號參數(shù)不敏感且無需先驗信息的時域、頻域以及時頻變換域多維分類特征參數(shù),包括干擾能量因子、時域峰均比、頻譜帶寬因子、分?jǐn)?shù)階傅里葉變換域能量聚集度。通過仿真分析確定了判決門限,建立了基于決策樹的干擾信號分類規(guī)則,并通過仿真分析驗證了干擾感知方案的可行性。第三,建立了一種基于模糊綜合層次法的航天測控鏈路干擾防護(hù)性能評估體系。針對測控鏈路的固有特性與...
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
縮略詞表
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 研究內(nèi)容與貢獻(xiàn)
1.3 論文結(jié)構(gòu)及安排
第二章 干擾多維感知及決策研究現(xiàn)狀
2.1 引言
2.2 典型干擾信號類型
2.2.1 單音干擾信號(CWI)
2.2.2 線性調(diào)頻干擾(LFM)
2.2.3 寬帶梳狀干擾(CSI)
2.2.4 脈沖干擾(PI)
2.2.5 部分頻帶寬帶噪聲干擾(PBWI)
2.2.6 部分頻帶窄帶噪聲干擾(PBNI)
2.3 干擾感知及決策過程分析及研究現(xiàn)狀
2.3.1 干擾感知及決策過程分析
2.3.2 干擾檢測算法研究現(xiàn)狀
2.3.3 干擾類型識別研究現(xiàn)狀
2.3.4 干擾防護(hù)性能評估體系研究現(xiàn)狀
2.3.5 干擾決策算法研究現(xiàn)狀
2.4 本章小結(jié)
第三章 干擾多維感知算法研究
3.1 引言
3.2 干擾檢測算法
3.2.1 CME干擾檢測算法
3.2.2 FCME干擾檢測算法
3.2.3 一種改進(jìn)CME干擾檢測算法
3.2.4 干擾檢測算法性能分析
3.2.5 干擾檢測算法仿真
3.3 特征參數(shù)提取
3.3.1 時域峰均比系數(shù)
3.3.2 干擾能量因子
3.3.3 頻譜帶寬因子
3.3.4 頻譜峰度系數(shù)
3.3.5 頻譜沖激部分標(biāo)準(zhǔn)差
3.3.6 分?jǐn)?shù)階傅里葉域能量聚集度
3.4 干擾類型識別
3.4.1 決策樹分類法
3.4.2 決策樹干擾信號分類
3.5 鏈路性能仿真及分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 干擾防護(hù)能力評估體系及防護(hù)決策研究
4.1 引言
4.2 干擾防護(hù)手段
4.2.1 干擾防護(hù)系統(tǒng)
4.2.2 設(shè)備級干擾防護(hù)
4.2.3 系統(tǒng)級干擾防護(hù)
4.3 干擾防護(hù)性能評估體系
4.3.1 評估理論
4.3.2 評估原則
4.3.3 評估方法
4.3.4 模糊層次綜合分析法
4.3.5 仿真分析
4.4 干擾防護(hù)決策
4.5 本章小結(jié)
第五章 干擾多維感知算法實驗驗證
5.1 引言
5.2 硬件測試平臺
5.3 干擾多維感知算法實現(xiàn)架構(gòu)
5.4 干擾多維感知關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)
5.4.1 多幀平均模塊
5.4.2 改進(jìn)的CME干擾檢測模塊
5.4.3 干擾信號相對功率計算模塊
5.4.4 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換模塊
5.5 資源消耗與分析
5.6 測試結(jié)果與分析
5.6.1 測試場景
5.6.2 單音干擾感知場景測試
5.6.3 窄帶干擾感知場景測試
5.6.4 梳狀多音干擾感知場景測試
5.6.5 寬帶干擾干擾感知場景測試
5.6.6 線性掃頻干擾感知場景測試
5.6.7 脈沖干擾干擾感知場景測試
5.7 小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
6.1 本文貢獻(xiàn)
6.2 下一步工作建議和未來研究方向
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]利用直覺模糊集的雷達(dá)抗干擾群決策模型[J]. 高向德,楊江平,鄧斌. 空軍預(yù)警學(xué)院學(xué)報. 2019(06)
[2]基于SVM決策樹的數(shù)據(jù)鏈識別分類[J]. 楊咪,王安麗,胡正. 兵工自動化. 2019(12)
[3]航天測控通信技術(shù)發(fā)展態(tài)勢與展望[J]. 趙瀟逸,傅明,單福悅. 中國新通信. 2019(12)
[4]模糊層次分析法中權(quán)重求解的線性目標(biāo)規(guī)劃模型[J]. 閆利軍,樵軍謀,徐堅,梁輝. 制造業(yè)自動化. 2018(09)
[5]干擾信號檢測技術(shù)研究[J]. 李奇,徐慨,楊海亮. 信息通信. 2018(06)
[6]分?jǐn)?shù)傅里葉變換理論及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 馬金銘,苗紅霞,蘇新華,高暢,康學(xué)凈,陶然. 光電工程. 2018(06)
[7]融合改進(jìn)強(qiáng)化學(xué)習(xí)的認(rèn)知無線電抗干擾決策算法[J]. 朱芮,馬永濤,南亞飛,張云蕾. 計算機(jī)科學(xué)與探索. 2019(04)
[8]一種基于CME的改進(jìn)型干擾信號檢測算法[J]. 朱付強(qiáng),陳亞丁,袁東華. 通信對抗. 2017 (03)
[9]衛(wèi)星通信干擾信號的檢測方法[J]. 楊朝,徐慨,楊海亮. 指揮控制與仿真. 2016(06)
[10]無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈常面臨的干擾類型的自動識別[J]. 周子棟,陳自力,高喜俊,姚安. 計算機(jī)測量與控制. 2015(11)
碩士論文
[1]衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的干擾識別技術(shù)研究[D]. 程文利.西安電子科技大學(xué) 2019
[2]深空探測導(dǎo)航系統(tǒng)綜合性能評估及其軟件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 徐照錢.電子科技大學(xué) 2018
[3]無人機(jī)測控鏈路干擾感知與識別技術(shù)研究[D]. 郭紅敬.電子科技大學(xué) 2017
[4]無線信道中典型通信信號模式識別技術(shù)研究[D]. 劉錦宇.北京郵電大學(xué) 2015
[5]無線通信系統(tǒng)中的動態(tài)多域抗干擾決策方法研究[D]. 汪淼.南京航空航天大學(xué) 2014
[6]GNSS接收機(jī)抗干擾性能評估方法研究[D]. 熊濤.電子科技大學(xué) 2014
[7]低擴(kuò)頻增益系統(tǒng)中的干擾抑制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李振川.電子科技大學(xué) 2013
[8]干擾檢測與識別技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 鄒武平.電子科技大學(xué) 2011
本文編號:3734506
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
縮略詞表
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 研究內(nèi)容與貢獻(xiàn)
1.3 論文結(jié)構(gòu)及安排
第二章 干擾多維感知及決策研究現(xiàn)狀
2.1 引言
2.2 典型干擾信號類型
2.2.1 單音干擾信號(CWI)
2.2.2 線性調(diào)頻干擾(LFM)
2.2.3 寬帶梳狀干擾(CSI)
2.2.4 脈沖干擾(PI)
2.2.5 部分頻帶寬帶噪聲干擾(PBWI)
2.2.6 部分頻帶窄帶噪聲干擾(PBNI)
2.3 干擾感知及決策過程分析及研究現(xiàn)狀
2.3.1 干擾感知及決策過程分析
2.3.2 干擾檢測算法研究現(xiàn)狀
2.3.3 干擾類型識別研究現(xiàn)狀
2.3.4 干擾防護(hù)性能評估體系研究現(xiàn)狀
2.3.5 干擾決策算法研究現(xiàn)狀
2.4 本章小結(jié)
第三章 干擾多維感知算法研究
3.1 引言
3.2 干擾檢測算法
3.2.1 CME干擾檢測算法
3.2.2 FCME干擾檢測算法
3.2.3 一種改進(jìn)CME干擾檢測算法
3.2.4 干擾檢測算法性能分析
3.2.5 干擾檢測算法仿真
3.3 特征參數(shù)提取
3.3.1 時域峰均比系數(shù)
3.3.2 干擾能量因子
3.3.3 頻譜帶寬因子
3.3.4 頻譜峰度系數(shù)
3.3.5 頻譜沖激部分標(biāo)準(zhǔn)差
3.3.6 分?jǐn)?shù)階傅里葉域能量聚集度
3.4 干擾類型識別
3.4.1 決策樹分類法
3.4.2 決策樹干擾信號分類
3.5 鏈路性能仿真及分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 干擾防護(hù)能力評估體系及防護(hù)決策研究
4.1 引言
4.2 干擾防護(hù)手段
4.2.1 干擾防護(hù)系統(tǒng)
4.2.2 設(shè)備級干擾防護(hù)
4.2.3 系統(tǒng)級干擾防護(hù)
4.3 干擾防護(hù)性能評估體系
4.3.1 評估理論
4.3.2 評估原則
4.3.3 評估方法
4.3.4 模糊層次綜合分析法
4.3.5 仿真分析
4.4 干擾防護(hù)決策
4.5 本章小結(jié)
第五章 干擾多維感知算法實驗驗證
5.1 引言
5.2 硬件測試平臺
5.3 干擾多維感知算法實現(xiàn)架構(gòu)
5.4 干擾多維感知關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)
5.4.1 多幀平均模塊
5.4.2 改進(jìn)的CME干擾檢測模塊
5.4.3 干擾信號相對功率計算模塊
5.4.4 分?jǐn)?shù)階傅里葉變換模塊
5.5 資源消耗與分析
5.6 測試結(jié)果與分析
5.6.1 測試場景
5.6.2 單音干擾感知場景測試
5.6.3 窄帶干擾感知場景測試
5.6.4 梳狀多音干擾感知場景測試
5.6.5 寬帶干擾干擾感知場景測試
5.6.6 線性掃頻干擾感知場景測試
5.6.7 脈沖干擾干擾感知場景測試
5.7 小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
6.1 本文貢獻(xiàn)
6.2 下一步工作建議和未來研究方向
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]利用直覺模糊集的雷達(dá)抗干擾群決策模型[J]. 高向德,楊江平,鄧斌. 空軍預(yù)警學(xué)院學(xué)報. 2019(06)
[2]基于SVM決策樹的數(shù)據(jù)鏈識別分類[J]. 楊咪,王安麗,胡正. 兵工自動化. 2019(12)
[3]航天測控通信技術(shù)發(fā)展態(tài)勢與展望[J]. 趙瀟逸,傅明,單福悅. 中國新通信. 2019(12)
[4]模糊層次分析法中權(quán)重求解的線性目標(biāo)規(guī)劃模型[J]. 閆利軍,樵軍謀,徐堅,梁輝. 制造業(yè)自動化. 2018(09)
[5]干擾信號檢測技術(shù)研究[J]. 李奇,徐慨,楊海亮. 信息通信. 2018(06)
[6]分?jǐn)?shù)傅里葉變換理論及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 馬金銘,苗紅霞,蘇新華,高暢,康學(xué)凈,陶然. 光電工程. 2018(06)
[7]融合改進(jìn)強(qiáng)化學(xué)習(xí)的認(rèn)知無線電抗干擾決策算法[J]. 朱芮,馬永濤,南亞飛,張云蕾. 計算機(jī)科學(xué)與探索. 2019(04)
[8]一種基于CME的改進(jìn)型干擾信號檢測算法[J]. 朱付強(qiáng),陳亞丁,袁東華. 通信對抗. 2017 (03)
[9]衛(wèi)星通信干擾信號的檢測方法[J]. 楊朝,徐慨,楊海亮. 指揮控制與仿真. 2016(06)
[10]無人機(jī)數(shù)據(jù)鏈常面臨的干擾類型的自動識別[J]. 周子棟,陳自力,高喜俊,姚安. 計算機(jī)測量與控制. 2015(11)
碩士論文
[1]衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的干擾識別技術(shù)研究[D]. 程文利.西安電子科技大學(xué) 2019
[2]深空探測導(dǎo)航系統(tǒng)綜合性能評估及其軟件系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 徐照錢.電子科技大學(xué) 2018
[3]無人機(jī)測控鏈路干擾感知與識別技術(shù)研究[D]. 郭紅敬.電子科技大學(xué) 2017
[4]無線信道中典型通信信號模式識別技術(shù)研究[D]. 劉錦宇.北京郵電大學(xué) 2015
[5]無線通信系統(tǒng)中的動態(tài)多域抗干擾決策方法研究[D]. 汪淼.南京航空航天大學(xué) 2014
[6]GNSS接收機(jī)抗干擾性能評估方法研究[D]. 熊濤.電子科技大學(xué) 2014
[7]低擴(kuò)頻增益系統(tǒng)中的干擾抑制關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李振川.電子科技大學(xué) 2013
[8]干擾檢測與識別技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 鄒武平.電子科技大學(xué) 2011
本文編號:3734506
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