抗干扰通信中的认知引擎关键技术研究

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1、抗干扰通信中的认知引擎关键技术研究ResearchonKeyTechnologyofCognitiveEngineinAnti-JammingCommunication学科专业：信息与通信工程研究生：薛蒙蒙指导教师：刘敬浩副教授天津大学电子信息工程学院二零一五年十二月摘要当前军事作战环境干扰问题愈加严重，出现了许多针对传统抗干扰技术的干扰策略，发展新的抗干扰技术已经成为确保可靠军事通信的重要研究课题。将认知无线电的思想应用到抗干扰通信领域中，通过对复杂电磁环境的认知，采用学习和智能决策方法，实现高效可靠的信息传输，从而大大提高系统的抗干扰能力和频谱利用率，是抗干扰通信发展的新趋势

2、。本文针对这一课题，重点研究了跳频通信中认知引擎的设计与算法实现及优化。首先分析了认知无线电技术在抗干扰通信应用中的意义，通过对抗干扰技术和认知无线电技术国内外现状的研究，表明研究方向的前沿性和可行性。之后，对认知无线电的核心技术即认知引擎进行了阐述，对其在整个系统中的作用、现有研究中成熟的认知引擎架构做了详细研究，并就认知引擎中常用的人工智能算法应用情况进行了简要分析，提出跳频通信中的认知引擎结构设计方案。随后就跳频通信认知引擎功能的实现进行分块描述，重点研究了认知引擎学习推理与决策可用频谱资源的算法实现，通过实际通信实验，验证提出的认知引擎系统具备干扰环境下实现可靠通信的能力

3、。同时针对传统算法收敛效率慢，易陷入局部最优的问题，提出了一种改进的模拟退火粒子群优化（SABPSO）算法，该算法是首次将模拟退火与粒子群算法结合用在认知无线电领域，其在收敛效率和适应度值上有较大的提高，仿真证明SABPSO在收敛速度和平均适应度上优于传统算法，通过该算法可以自适应调整载波的调制方式和传输功率。最后对认知引擎中知识库这一重要组成部分进行了系统描述，研究了认知抗干扰知识库的设计方案，以及其作为数据存储交互中心的内部逻辑结构。关键词：认知无线电抗干扰认知引擎模拟退火粒子群算法知识库ABSTRACTThecurrentmilitaryoperationalenviron

4、mentinterferenceproblemevenmoreserious,therehavebeenmanyinterferencestrategiesfortraditionalanti-jammingtechnology.Thedevelopmentofnewanti-jammingtechnologytoensurereliablemilitarycommunicationshasbecomeanimportantresearchtopic.Theideaofcognitiveradiowillbeappliedtoanti-jammingcommunicationar

5、easthroughawarenessofcomplexelectromagneticenvironment,theuseoflearningandintelligentdecision-makingmethodstoachieveefficientandreliabletransmissionofinformation,thusgreatlyimprovingtheanti-jammingabilityandspectrumutilization,whichisthenewtrendofdevelopmentofanti-interferencecommunication.Ai

6、mingatthisresearchdirection,thispaperisfocusondesignofcognitiveengineandoptimizationofalgorithmintheanti-jammingcommunication.Firstly,thispaperanalyzesthesignificanceofcognitiveradiotechnologyapplicationinanti-jammingcommunication,throughintroductionofstatusofhomeandabroadresearchestoshowcutt

7、ing-edgeandfeasibilityofthistopic.Thereafter,asthecoretechniqueofcognitiveradio,cognitiveengineplaysanimportantroleinthewholesystemandthereisadetaileddescriptionofitsexistingenginearchitecture.Wemakeabriefintroductionofartificialintelligencea