单_多载波数字调制信号的最佳干扰样式研究

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1、：密级：分类号ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文单／多载波数字调制信号的最佳干扰样式研究硕士研究生：徐天宇指导教师：郭黎利教授学科、专业：信息与通信工程论文主审人：孙志国副教授哈尔滨工程大学２０１８年３月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文单/多载波数字调制信号的最佳干扰样式研究硕士研究生：徐天宇指导教师：郭黎利教授学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2018年3月14日论文答辩日期：2018年3月8日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissert

2、ationfortheDegreeofM.EngOptimalJammingAnalysisagainstSingle/MultiCarrierDigitalModulationCandidate:XuTianyuSupervisor:Prof.GuoLiliAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission:Mar14,2018DateofOralExamination:Mar8,2018University:Harbi

3、nEngineeringUniversity摘要由于无线通信系统的固有开放性使得其易受到主动或被动的干扰，主动施加的干扰多用于通信电子战和电磁频谱管控。该种主动施加的干扰如干扰攻击通常可以显著影响无线通信系统的性能，本文依托高效能电子战的背景，针对其缺乏理论依据的问题，主要研究在加性高斯白噪声（AdditiveWhiteGaussianNoise，AWGN）下针对常用无线通信信号的最佳干扰理论。本文以二进制单载波信号、多进制单载波信号例如正交幅度调制（QuadratureAmplitudeModulation，QAM）等以及正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivis

4、ionMultiplexing，OFDM）信号为研究对象，重点研究上述信号在AWGN下的最佳干扰样式。本文以研究上述信号的最佳干扰样式为目的，以构建上述信号在无干扰以及存在故意施加的“相关干扰”时的数学模型、推导其误码率（BitErrorRate，BER）公式为基础，采用凸分析及最优化的方法对得到的误码率公式进行数学分析，确定上述信号的最佳干扰样式。特别的，本文中“相关干扰”指干扰信号采用与通信信号相似的调制方式，且已知并采用通信信号的载频与码元间隔等参数，并不特指与通信信号采用完全相同调制方式的干扰，下文中的相关干扰均表示此概念。在此结果的基础上，通过软件仿真，验证最佳干扰的高效性，

5、具体内容如下所示：首先，本论文分析二进制单载波信号的最佳接收机，以及在采用最佳接收机接收时二进制单载波信号在AWGN下的误码率上界，推导在相关干扰二进制信号单载波的误码率公式。以二进制相移键控（BinaryPhaseShiftKeying，BPSK）、二进制幅度键控（BinaryAmplitudeShiftKeying，2ASK），二进制频移键控（BinaryFrequencyShiftKeying，2FSK）为例推导上述三种信号在相关干扰下的误码率公式，验证误码率通式的正确性。其次，本论文分析多进制单载波信号的最佳接收机，以及在采用最佳接收机接收时多进制单载波信号在AWGN下的误码率

6、公式，推导在相关干扰下多进制单载波信号的误码率通式。由于多进制信号种类众多，且采用的接收机形式不一，本文着眼于M-QAM信号，以其某一维可表示成二进制或多进制信号的特性，着重研究M-QAM在相关干扰下的误码率公式。以矩形星座且星座点均匀分布的16QAM为例，根据16-QAM在相关干扰下的误码率公式，构建以寻找干扰信号分布函数且使得误码率达到最大值为目的的目标函数，采用凸优化的方法分析16QAM的最佳干扰样式。为了不失一般性且更有实际意义，本文还分析当干扰信号与通信信号存在相位差、时延差时，这些误差对干扰效能的影响。以上述推导为基础，给出一些常用信号的最佳干扰样式。最后，本文研究OFDM

7、信号的最佳干扰样式。通过对OFDM系统的收发端模型以及整体调制流程的学习，完成对OFDM信号在无故意施加干扰时通信系统误码率模型的建立。基于上述模型，分析在相关干扰下OFDM通信系统的误码率公式，并列举包含一些常用基带映射方式的OFDM通信系统的最佳干扰样式。关键词：最佳干扰；凸优化；数字调制；正交频分复用；误码率；干扰效能ABSTRACTJammingattackscansignificantlyimpacttheperformanceofw