通信工程师论文范文认知通信电子防御技术研究

　　认知无线电又叫做智能无线电，其所具特征中最为显著的为灵活、可重配置以及智能等，经过外界环境的感知，在环境中利用人工智能技术来学习，具有针对性地对某些操作参数进行实时改变，以此使其内部环境能够适应所接收到的各种无线信号统计变化，继而进一步使无线频谱资源得到高效且充分地利用。在认知无线电中，其核心思想为借助于频谱感知以及系统智能学习能力的利用，达到动态进行频谱分配的目的。认知无线电具有两个基本功能，即可重构能与感知，其中感知功能可使认知无线电从无线这一环境中感知或捕获信息;而可重构功能则是指在不中断工作以及不修改硬件的条件下对发射机工作参数进行调节。

　　1.2 通信电子防御

　　所谓通信电子防御就是指某通信方为抵抗来自敌方通信电子的攻击，所采取的一系列抗干扰、反侦察、抗强电磁攻击以及抗截获等防御技术与战术。当前国际上所研究的通信电子防御技术大多是通信抗干扰技术，其中比较典型的两种抗干扰技术为扩展频谱技术和非扩频类技术，在扩展频谱技术又包含混合扩频技术、直接序列扩频技术、调时技术与跳频技术;在非扩频类技术中，又包含纠错编码技术、自适应天线技术、交织技术、通信技术以及分集技术等。除此之外，在抗干扰上出现的一些新技术中，还包含了变换域通信技术、超宽带技术、多输入输出技术以及超窄带技术等。

　　目前通信电子防御所面临的挑战以及问题主要表现为以下几个方面：第一，电磁环境日益复杂，且频谱的空间也越来越拥挤;第二，敌方电子进攻、侦察以及截获能力逐步提高;第三，目前在市场上所用大部分抗干扰通信装备的自适应能力以及智能化水平均不是很高，满足不了今后电子防御的需求。

　　2 认知通信电子防御技术的研究

　　2.1 认知通信电子防御技术的基本概念与内涵

　　所谓认知通信电子防御技术就是就是指把认知无线电的思想、技术和通信电子防御技术有机结合的一种综合性电子防御技术。相对于传统通信电子防御技术而言，该技术的功能更为全面，主要表现为自适应进行参数的调整、频谱认知、智能决策以及动态频谱分配。尽管通信电子防御技术与认知无线电技术的出发点存在着差距，即前者主要是为确保通信的稳定性以及可靠性;而后者则是提升频谱的利用率，使有限频谱资源能够得到充分、合理且有效地利用，但二者还是存在很多相同的地方，通过二者结合，可有效弥补各自所存在的不足以及缺陷，达到互补的目的。

　　认知无线电技术自身具有相应的扩频特点，在频谱空洞实际应用过程中，可将其看作为一种智能性的跳频方式，这种跳频方式无固定跳频图案，且跳速为动态，其抗干扰性能以及抗截获性能较好。同时认知无线电技术还能与现有很多抗干扰技术有机结合。通过上述内容可知，认知通信电子防御技术应具有智能、认知以及综合等各种特点，所谓认知就是系统自我进行干扰样式与电磁环境的认知;智能则是指系统可按照干扰实际类型来智能化决策，以此采取具有针对性抗干扰措施;综合则是指系统可综合利用功率域、时域、频域以及空域等不同域抗干扰方式。

　　2.2 基本机理与技术方案

　　在CCEP技术的基础上所构建的这一通信系统，其信号能够在不同域中改变，比如功率域、时域、编码域、频域以及调制域等，且信号变化的自由度也比较高，对此在通信反侦察以及抗截获上具有较强优势。把认知无线电理念以及技术等延伸至通信电子防御中，能够从以下方面使其抗干扰能力得到提高：第一，借助于信道编码码率、调制阶数以及信源编码速率的改变，可使干扰容限随着干扰强度变化而发生相应的改变，从而达到动态抗干扰的目的;第二，借助于智能决策的利用，自主进行各参数的选择，比如频率、调制、功率以及编码等，以此使抗干扰智能化水平得到提升;第三，基于不同干扰样式的分析，采取具有针对性且有效的各抗干扰措施，通过最小代价来获得最佳的抗干扰效果，从而达到高效抗干扰的目的。

　　认知通信电子防御技术的总体技术方案主要如下：首先由频谱感知模块感知电磁环境，对可用频谱空洞进行检测，并且识别地方干扰信号和样式。接着由动态频谱分配技术根据系统的具体服务质量要求，合理分配频谱资源，以免通信系统内部与系统间出现干扰问题或者用频碰撞问题。最后由认知引擎结合所识别干扰样式以及 QoS要求来明确相应的抗干扰措施，并重新配置各层能够调整的各参数，继而实现抗干扰。

　　2.3 关键技术

　　第一，频谱感知技术。该技术又叫做频谱检测技术，是实现认知通信电子防御技术认知功能以及其他功能的保障以及前提。常用物理层检测技术主要包含以下三种，即循环平稳度特征检测、匹配滤波器检测以及能量检测。在理论上匹配滤波检测为最优检测，然而在实际应用过程中需了解用户发射信号先验信息，其应用范围容易受限。循环谱检测技术通过接收信号循环平稳特征的利用来进行主用户的检测，以此对不同种类发射信号进行区分，这种技术复杂程度相对比较高。

　　第二、认知引擎技术。通过政策域、用户域以及无线电域等来获得相应的信息资料，并在重构通信系统中完成所需的模拟过程、决策过程、学习过程以及推理过程。该技术的学习能力较强且先进，可学习并分析干扰，达到重新配置系统参数目的，使其可选用合适抗干扰措施来主动规避干扰。

　　第三，频谱共享技术。该技术的一个重点就是频谱的动态分分配。频谱共享包含系统内共享与各系统间共享，就结构上来讲，这种共享是一种由分布式以及集中式有机结合的共享。在频谱动态分配上，所用分配模型可为改进后的博弈论模型或者图着色模型。此外，还可考虑对频谱质量进行分级，按照通信链路以及电台装备重要性来进行优先级认知用户的设定，建立一种分级的分配模型，以此达到动态管理和控制的目的。

　　2.4 挑战

　　第一，在频谱共享技术的应用过程中，还需综合考虑链路重新构架、控制信令传输以及节点无缝切换等一系列问题;第二，在设计认知引擎时，需对实际问题进行抽象，使其成为一种优化模型，利用遗传算法、机器学习以及神经网络等方式来解决;第三，在今后频谱感知算法的研究中，还需进一步考虑多方面的因素，同时因通信电子防御技术自身具有一定的特性，因此在研究认知通信电子防御技术时，还需加强通信电子防御技术细节方面的研究。

　　参考文献：

　　[1]鲍飞静.认知无线电网络中移动场景下主用户仿真攻击及其防御策略研究[D].浙江大学，2013.

　　[2]韩勇，等.合作频谱感知安全技术研究[J].通信技术，2011(6).

　　[3]傅