衛星通信乾擾感知及智能抗乾擾技術

朱立東

電子科技大學教授，博士生導師。IEEE會員，中國宇航學會會員，中國通信學會高 級會員。擔任《天地一體化信息網絡》等期刊編委。主要研究方向為：衛星通信、通信抗乾擾、現代通信中的信號處理。出版多本衛星通信方向專著，包括《衛星通信導論》 《空間信息傳輸與處理》《衛星通信系統及應用》等。

第1章 概述 001

1.1　衛星通信抗乾擾技術的背景與需求　001

1.1.1　衛星通信抗乾擾技術的背景　001

1.1.2　衛星通信抗乾擾技術的需求　002

1.2　衛星通信乾擾技術發展現狀及趨勢　003

1.2.1　衛星通信乾擾技術發展現狀　003

1.2.2　衛星通信乾擾技術發展趨勢　004

1.2.3　衛星通信抗乾擾技術發展現狀　005

1.3　直接序列擴頻/跳頻技術　007

1.3.1　自適應編碼調制技術　008

1.3.2　光通信技術　009

1.3.3　星上處理技術　010

1.3.4　限幅技術　011

1.3.5　其他抗乾擾技術　011

1.4　衛星通信抗乾擾技術發展趨勢　013

1.5　本章小結　013

參考文獻　014

第2章　衛星通信乾擾分析與模擬　016

2.1　乾擾樣式　016

2.1.1　無意乾擾　016

2.1.2　有意乾擾　017

2.2　人為乾擾方式　017

2.2.1　壓制式乾擾　017

2.2.2　欺騙式乾擾　022

2.2.3　乾擾信號模擬　023

2.3　多衛星系統頻率共享場景乾擾分析　025

2.3.1　饋電鏈路乾擾模型　025

2.3.2　用戶鏈路乾擾模型　028

2.4　天線增益　031

2.4.1　GEO衛星天線增益　032

2.4.2　NGEO衛星天線增益　034

2.4.3　地面站天線增益　035

2.5　乾擾場景模擬及分析　038

2.5.1　衛星系統建立　038

2.5.2　饋電鏈路乾擾模擬　039

2.5.3　用戶鏈路乾擾模擬　043

2.6　本章小結　045

參考文獻　045

第3章　衛星通信系統自適應功率控制　047

3.1　NGEO衛星功率控制技術　047

3.1.1　集中式功率控制　047

3.1.2　分佈式功率控制　050

3.1.3　自適應功率控制　055

3.1.4　單乾擾源自適應功率控制　055

3.1.5　多乾擾源自適應功率控制　056

3.1.6　多用戶自適應功率控制　058

3.1.7　算法模擬及分析　060

3.2　基於博弈論的自適應功率控制技術　069

3.2.1　博弈論基礎　069

3.2.2　基於博弈論的功率控制算法　072

3.2.3　基於博弈論的自適應功率控制算法　075

3.2.4　算法模擬及分析　080

3.3　本章小結　087

參考文獻　087

第4章　衛星通信乾擾感知與識別　089

4.1　衛星乾擾信號感知　089

4.1.1　基於壓縮感知的乾擾信號重建　089

4.1.2　基於多帶感知的乾擾信號感知　095

4.2　衛星乾擾信號識別　097

4.2.1　乾擾信號識別方法　099

4.2.2　乾擾信號識別模擬　108

4.3　衛星乾擾信號參數估計　111

4.3.1　多音乾擾數目估計和單音多音乾擾信號參數估計　111

4.3.2　線性調頻乾擾信號參數估計　114

4.3.3　噪聲調頻乾擾信號參數估計　115

4.3.4　部分頻帶乾擾信號參數估計　116

4.3.5　模擬實驗分析　117

4.4　本章小結　122

參考文獻　122

第5章　衛星通信乾擾源定位及乾擾抑制　123

5.1　單星無源定位　123

5.1.1　接收信號模型　126

5.1.2　基於多普勒頻移的單星定位算法　128

5.2　多星定位技術　129

5.2.1　TDOA定位技術實施途徑　131

5.2.2　FDOA定位技術實施途徑　134

5.2.3　TDOA/FDOA定位技術實施途徑　135

5.3　基於多波束陣列天線的乾擾源定位　138

5.3.1　窄帶相乾信號的二維DOA估計　138

5.3.2　寬帶相乾乾擾的二維DOA估計　155

5.4　基於自適應波束成形的乾擾抑制　165

5.4.1　基於不確定集的波束成形算法　166

5.4.2　修正的基於特徵空間的多約束最小方差算法　175

5.5　本章小結　181

參考文獻　182

第6章　基於盲源信號分離的衛星通信強乾擾消除技術　185

6.1　強乾擾信號為合作信號　185

6.1.1　概述　185

6.1.2　系統模型分析　186

6.1.3　乾擾抵消算法　186

6.1.4　KM-FastICA算法　191

6.1.5　模擬實驗分析　193

6.2　強乾擾信號為非合作信號　198

6.2.1　對包含未知強乾擾信號在內的混合信號進行盲源信號分離　198

6.2.2　利用乾擾抵消算法消除未知強乾擾信號　199

6.2.3　模擬實驗分析　199

6.2.4　性能分析　204

6.3　本章小結　205

參考文獻　205

第7章　衛星通信抗乾擾智能決策技術　209

7.1　針對靜態乾擾的智能決策算法　209

7.1.1　有模型的強化學習　209

7.1.2　智能抗乾擾模型　216

7.1.3　模擬及結果分析　221

7.2　針對動態乾擾的智能決策算法　228

7.2.1　概述　228

7.2.2　問題分析建模以及乾擾策略　229

7.2.3　Q學習算法簡介　233

7.2.4　解決方案設計　236

7.2.5　模擬及結果分析　239

7.3　本章小結　246

參考文獻　247

名詞索引　248