一种电磁频谱伞罩干扰机的自干扰序列选择系统与方法与流程

本发明涉及电磁波干扰抑制领域，特别是涉及一种电磁频谱伞罩干扰机的自干扰序列选择系统与方法。

背景技术：

在一些真实的三维区域中，除正常工作所需的电磁波设备之外，往往还包含着其他的电磁波设备，如果所有电磁波设备均能够正常接收到三维区域的电磁信号，对于信息和安全性和机密性将会带来很大的不利影响；为降低这种影响，三维区域内存在专门的电磁波设备（电磁频谱伞罩干扰机）通过辐射干扰信号，管控该三维区域的电磁频谱使用。当工作在此三维区域的电磁频谱伞罩授权电磁波设备，需要进行正常信号接收时，就需要对干扰信号进行抑制，而干扰有两种，一种是本机自干扰，本地发射机对本地接收的干扰；一种是电磁频谱伞罩自干扰，电磁频谱伞罩干扰机对电磁波设备的干扰。

但是，三维区域内电磁频谱伞罩干扰机的个数可能并不只一个，故电磁频谱伞罩授权电磁波设备在进行期望信号接收时，往往需要考虑来自不同电磁频谱伞罩干扰机的干扰信号；因此，如何识别三维区域内伞罩干扰信号，确定正在工作的电磁频谱伞罩干扰机信息，就成为了急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电磁频谱伞罩干扰机的自干扰序列选择系统与方法，能够识别出电磁频谱伞罩自干扰信号，进而确定正在工作的电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号，并能够根据电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号，对电磁频谱伞罩干扰机发送的电磁频谱伞罩自干扰信号特征进行调整。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种电磁频谱伞罩干扰机的自干扰序列选择系统，包括多个电磁频谱伞罩授权电磁波设备、多个电磁频谱伞罩干扰机和电磁频谱伞罩管理控制中心；在特定的地理区域中，通过分布于不同位置上的电磁频谱伞罩干扰机，提高该区域电磁波干扰强度，形成电磁频谱伞罩；

所述电磁频谱伞罩授权电磁波设备与电磁频谱伞罩干扰机通过无线信道连接；所述电磁频谱伞罩管理控制中心，通过无线或有线信道分别与电磁频谱伞罩干扰机和授权电磁波设备连接；

所述电磁频谱伞罩干扰机和电磁频谱伞罩授权电磁波设备均配置有电磁频谱伞罩钥匙；

所述电磁频谱伞罩钥匙，包含多个电磁频谱伞罩自干扰信号特征；

所述电磁频谱伞罩干扰机，根据电磁频谱伞罩钥匙，随机选择一个电磁频谱伞罩自干扰信号特征，产生电磁频谱伞罩自干扰信号发送到三维区域，并提取电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征，形成带电磁频谱伞罩干扰机编号的射频指纹特征数据，根据电磁频谱伞罩钥匙对射频指纹特征数据进行变换后发送给电磁频谱伞罩授权电磁波设备；

所述电磁频谱伞罩授权电磁波设备，用于根据电磁频谱伞罩钥匙，对来自电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征数据进行反变换，从三维区域接收电磁波信号时，根据电磁频谱伞罩钥匙和反变换后的射频指纹特征数据，识别电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号，然后把该信息反馈给电磁频谱伞罩管理控制中心；

所述电磁频谱伞罩管理控制中心根据各个电磁频谱伞罩授权电磁波设备接收到的电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号，对电磁频谱伞罩干扰机发送的电磁频谱伞罩自干扰信号特征进行调整。

其中，所述电磁频谱伞罩干扰机包括干扰波形设备、干扰发射组件、环形器、干扰天线、反馈组件、指纹特征提取组件和电磁频谱伞罩钥匙；

所述干扰波形设备的输入端与电磁频谱伞罩钥匙连接，用于根据电磁频谱伞罩钥匙产生电磁频谱伞罩自干扰信号，干扰波形设备的输出端依次通过干扰发射组件、环形器与干扰天线连接，将产生的电磁频谱伞罩自干扰信号发送到三维区域；

所述反馈组件的输入端与环形器连接，用于采集电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹并反馈给指纹特征提取组件；

指纹特征提取组件的输入端分别与反馈组件和电磁频谱伞罩钥匙连接，用于根据反馈信息，提取电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征，将其与射频指纹特征提取时间、电磁频谱伞罩干扰机编号一起形成带时间戳的射频指纹特征；根据电磁频谱伞罩钥匙对射频指纹特征进行变换后通过无线信道发送给电磁频谱伞罩授权电磁波设备。

所述的指纹特征提取组件包括指纹变换模块、特征提取模块、指纹库构建模块、变换模块和无线发送模块，所述指纹变换模块的输入端与反馈组件连接，指纹变换模块的输出端依次通过特征提取模块、指纹库构建模块、变换模块连接到无线发送模块；所述指纹变换模块，根据反馈信息，对电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹进行变换；所述特征提取模块，用于提取电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征；所述指纹库构建模块，用于将射频指纹特征、射频指纹特征提取时间与电磁频谱伞罩干扰机编号一起形成带时间戳的射频指纹特征；所述变换模块，根据电磁频谱伞罩钥匙，变换带时间戳的射频指纹特征；所述无线发送模块，用于将变换后的射频指纹特征通过无线信道发送给电磁频谱伞罩授权电磁波设备。

其中，所述电磁频谱伞罩授权电磁波设备包括设备天线、电磁频谱伞罩干扰机识别模块、抑制通道构建模块、信息反馈模块、无线接收模块、反变换模块和电磁频谱伞罩钥匙；

所述反变换模块的输入端分别与无线接收模块和电磁频谱伞罩钥匙连接，用于根据电磁频谱伞罩钥匙，对无线接收模块从电磁频谱伞罩干扰机接收到的射频指纹特征进行反变换，反变换模块的输出端与电磁频谱伞罩干扰机识别模块连接；

所述电磁频谱伞罩干扰机识别模块的输入端还与设备天线和电磁频谱伞罩钥匙连接，根据反变换后的射频指纹特征，结合电磁频谱伞罩钥匙，识别设备天线接收到的电磁波信号中包含的电磁频谱伞罩自干扰信号，确定正在工作的电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号；电磁频谱伞罩干扰机识别模块的输出端分别与抑制通道构建模块和信息反馈模块连接；

所述抑制通道构建模块，用于根据识别到的电磁频谱伞罩干扰机个数，建立相同数目的伞罩干扰抵消通道，估计各个伞罩干扰抵消通道的延迟、幅度和相位信息，并根据各个伞罩干扰抵消通道的延迟、幅度和相位信息，控制伞罩干扰抵消通道对设备天线接收到的电磁波信号进行干扰抑制；

所述信息反馈模块，用于将电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号通过有线或无线信道反馈给电磁频谱伞罩管理控制中心。

优选地，所述电磁频谱伞罩钥匙还包括射频指纹特征的变换密钥/反变换密钥。所述电磁频谱伞罩钥匙还包括离线分发的数据卡，用于对电磁频谱伞罩自干扰信号特征和射频指纹特征的变换密钥/反变换密钥进行保存。

优选地，所述的射频指纹特征包括信道噪声段、瞬态信号段和稳态信号段。

一种电磁频谱伞罩干扰机的自干扰序列选择系统的选择方法，包括以下步骤：

s1.电磁频谱伞罩干扰机根据电磁频谱伞罩钥匙,随机选择一个电磁频谱伞罩自干扰信号特征，产生电磁频谱伞罩自干扰信号发送到三维区域；

s2.电磁频谱伞罩干扰机采集自身的射频指纹并进行反馈；

s3.电磁频谱伞罩干扰机提取射频指纹特征，并将其与射频指纹特征提取时间和电磁频谱伞罩干扰机编号一起形成带时间戳的射频指纹特征；

s4.电磁频谱伞罩干扰机根据电磁频谱伞罩钥匙，对射频指纹特征进行变换，并将变换后的射频指纹特征通过无线信道发送给电磁频谱伞罩授权电磁波设备；

s5.电磁频谱伞罩授权电磁波设备接收各个电磁频谱伞罩干扰机发送的射频指纹特征，根据电磁频谱伞罩钥匙对电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征进行反变换，获得各个电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征信息；

s6.电磁频谱伞罩授权电磁波设备接收三维区域的电磁波信号，根据电磁频谱伞罩钥匙和电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征信息，检测电磁频谱伞罩自干扰信号，进而确定正在工作的电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号；

s7.电磁频谱伞罩授权电磁波设备将电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号通过有线或无线信道反馈给电磁频谱伞罩管理控制中心；

s8.电磁频谱伞罩管理控制中心根据各个电磁频谱伞罩授权电磁波设备接收到的电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号，对电磁频谱伞罩干扰机发送的电磁频谱伞罩自干扰信号特征进行调整。

优选地，所述的一种电磁频谱伞罩干扰机的自干扰序列选择系统的选择方法，还包括抑制通道构建步骤：电磁频谱伞罩授权电磁波设备根据识别到的电磁频谱伞罩干扰机个数，建立相同数目的伞罩干扰抵消通道，估计各个伞罩干扰抵消通道的延迟、幅度和相位信息，并根据各个伞罩干扰抵消通道的延迟、幅度和相位信息，控制伞罩干扰抵消通道对设备天线接收到的电磁波信号进行干扰抑制。

本发明的有益效果是：电磁频谱伞罩干扰机通过提取射频指纹特征，形成射频指纹特征传输给电磁频谱伞罩授权电磁波设备，使得电磁频谱伞罩授权电磁波设备在接收期望电磁波信号时，能够根据电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征，识别出电磁频谱伞罩自干扰信号；进而确定正在工作的电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号；并且本申请能够根据电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号，对电磁频谱伞罩干扰机发送的电磁频谱伞罩自干扰信号特征进行调整。

附图说明

图1为本发明的系统原理框图；

图2为电磁频谱伞罩干扰机的结构原理框图；

图3为电磁频谱伞罩授权电磁波设备的原理框图；

图4为指纹特征提取组件的原理框图；

图5为射频指纹特征中瞬态信号和稳态信号的分类示意图；

图6为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种电磁频谱伞罩干扰机的自干扰序列选择系统，包括多个电磁频谱伞罩授权电磁波设备、多个电磁频谱伞罩干扰机和电磁频谱伞罩管理控制中心；在特定的地理区域中，通过分布于不同位置上的电磁频谱伞罩干扰机，提高该区域电磁波干扰强度，形成电磁频谱伞罩；

所述电磁频谱伞罩授权电磁波设备与电磁频谱伞罩干扰机通过无线信道连接；所述电磁频谱伞罩管理控制中心，通过无线或有线信道分别与电磁频谱伞罩干扰机和授权电磁波设备连接；

所述电磁频谱伞罩干扰机和电磁频谱伞罩授权电磁波设备均配置有电磁频谱伞罩钥匙；所述电磁频谱伞罩钥匙，包含多个电磁频谱伞罩自干扰信号特征；

所述电磁频谱伞罩干扰机，根据电磁频谱伞罩钥匙，随机选择一个电磁频谱伞罩自干扰信号特征，产生电磁频谱伞罩自干扰信号发送到三维区域，并提取电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征，形成带电磁频谱伞罩干扰机编号的射频指纹特征数据，根据电磁频谱伞罩钥匙对射频指纹特征数据进行变换后发送给电磁频谱伞罩授权电磁波设备；如图2所示，所述电磁频谱伞罩干扰机包括干扰波形设备、干扰发射组件、环形器、干扰天线、反馈组件、指纹特征提取组件和电磁频谱伞罩钥匙；所述干扰波形设备的输入端与电磁频谱伞罩钥匙连接，用于根据电磁频谱伞罩钥匙产生电磁频谱伞罩自干扰信号，干扰波形设备的输出端依次通过干扰发射组件、环形器与干扰天线连接，将产生的电磁频谱伞罩自干扰信号发送到三维区域；所述反馈组件的输入端与环形器连接，用于采集电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹并反馈给指纹特征提取组件；指纹特征提取组件的输入端分别与反馈组件和电磁频谱伞罩钥匙连接，用于根据反馈信息，提取电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征，将其与射频指纹特征提取时间、电磁频谱伞罩干扰机编号一起形成带时间戳的射频指纹特征；根据电磁频谱伞罩钥匙对射频指纹特征进行变换后通过无线信道发送给电磁频谱伞罩授权电磁波设备。

所述电磁频谱伞罩授权电磁波设备，用于根据电磁频谱伞罩钥匙，对来自电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征数据进行反变换，从三维区域接收电磁波信号时，根据电磁频谱伞罩钥匙和反变换后的射频指纹特征数据，识别电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号，然后把该信息反馈给电磁频谱伞罩管理控制中心；如图3所示，所述电磁频谱伞罩授权电磁波设备包括设备天线、电磁频谱伞罩干扰机识别模块、抑制通道构建模块、信息反馈模块、无线接收模块、反变换模块和电磁频谱伞罩钥匙；所述反变换模块的输入端分别与无线接收模块和电磁频谱伞罩钥匙连接，用于根据电磁频谱伞罩钥匙，对无线接收模块从电磁频谱伞罩干扰机接收到的射频指纹特征进行反变换，反变换模块的输出端与电磁频谱伞罩干扰机识别模块连接；所述电磁频谱伞罩干扰机识别模块的输入端还与设备天线和电磁频谱伞罩钥匙连接，根据反变换后的射频指纹特征，结合电磁频谱伞罩钥匙，识别设备天线接收到的电磁波信号中包含的电磁频谱伞罩自干扰信号，确定正在工作的电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号；电磁频谱伞罩干扰机识别模块的输出端分别与抑制通道构建模块和信息反馈模块连接；所述抑制通道构建模块，用于根据识别到的电磁频谱伞罩干扰机个数，建立相同数目的伞罩干扰抵消通道，估计各个伞罩干扰抵消通道的延迟、幅度和相位信息，并根据各个伞罩干扰抵消通道的延迟、幅度和相位信息，控制伞罩干扰抵消通道对设备天线接收到的电磁波信号进行干扰抑制；所述信息反馈模块，用于将电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号通过有线或无线信道反馈给电磁频谱伞罩管理控制中心。

所述电磁频谱伞罩管理控制中心根据各个电磁频谱伞罩授权电磁波设备接收到的电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号，对电磁频谱伞罩干扰机发送的电磁频谱伞罩自干扰信号特征进行调整。

如图4所示，在本申请的实施例中，所述的指纹特征提取组件包括指纹变换模块、特征提取模块、指纹库构建模块、变换模块和无线发送模块，所述指纹变换模块的输入端与反馈组件连接，指纹变换模块的输出端依次通过特征提取模块、指纹库构建模块、变换模块连接到无线发送模块；所述指纹变换模块，根据反馈信息，对电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹进行变换；所述特征提取模块，用于提取电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征；所述指纹库构建模块，用于将射频指纹特征、射频指纹特征提取时间与电磁频谱伞罩干扰机编号一起形成带时间戳的射频指纹特征；所述变换模块，根据电磁频谱伞罩钥匙，变换带时间戳的射频指纹特征；所述无线发送模块，用于将变换后的射频指纹特征通过无线信道发送给电磁频谱伞罩授权电磁波设备。

在本申请的实施例中，所述电磁频谱伞罩钥匙还包括射频指纹特征的变换密钥/反变换密钥。所述电磁频谱伞罩钥匙还包括离线分发的数据卡，用于对电磁频谱伞罩自干扰信号特征和射频指纹特征的变换密钥/反变换密钥进行保存。该实施例中，上述变换密钥与反变换密钥一致，在为电磁频谱伞罩干扰机配置的电磁频谱伞罩钥匙中，被称为变换密钥；在为电磁频谱伞罩授权电磁波设备配置的电磁频谱伞罩钥匙中，被称为反变换密钥。

在本申请的实施例中，所述的射频指纹特征包括信道噪声段、瞬态信号段和稳态信号段；信道噪声段是指接收机未采集到通信信号的信号段,主要由信道噪声和设备噪声构成；瞬态信号段是指接收到的发射机功率从零到达额定功率时发送的信号段,这段信号不包含任何数据信息,只与设备的硬件特征相关,因此具有可比性,可以用作可识别信号来提取射频指纹区分不同的电磁频谱伞罩干扰机；稳态信号段是指无线发射机在功率稳定下发送的信号部分,这部分信号是具体符号数据的调制波形.若接收机已知部分先验的符号信息,可以通过比较不同发射机的频偏、前导、调制，如图5所示，瞬态信号主要包括持续时间、分形维数、频谱特征、部分时域包络和部分小波系数；稳态信号主要包括频率偏移、调制域特性、频谱特征、部分时域包络和部分小波系数。

如图6所示，一种电磁频谱伞罩干扰机的自干扰序列选择系统的选择方法，包括以下步骤：

s1.电磁频谱伞罩干扰机根据电磁频谱伞罩钥匙,随机选择一个电磁频谱伞罩自干扰信号特征，产生电磁频谱伞罩自干扰信号发送到三维区域；

s2.电磁频谱伞罩干扰机采集自身的射频指纹并进行反馈；

s3.电磁频谱伞罩干扰机提取射频指纹特征，并将其与射频指纹特征提取时间和电磁频谱伞罩干扰机编号一起形成带时间戳的射频指纹特征；

s4.电磁频谱伞罩干扰机根据电磁频谱伞罩钥匙，对射频指纹特征进行变换，并将变换后的射频指纹特征通过无线信道发送给电磁频谱伞罩授权电磁波设备；

s5.电磁频谱伞罩授权电磁波设备接收各个电磁频谱伞罩干扰机发送的射频指纹特征，根据电磁频谱伞罩钥匙对电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征进行反变换，获得各个电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征信息；

s6.电磁频谱伞罩授权电磁波设备接收三维区域的电磁波信号，根据电磁频谱伞罩钥匙和电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征信息，检测电磁频谱伞罩自干扰信号，进而确定正在工作的电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号；

s7.电磁频谱伞罩授权电磁波设备将电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号通过有线或无线信道反馈给电磁频谱伞罩管理控制中心；

s8.电磁频谱伞罩管理控制中心根据各个电磁频谱伞罩授权电磁波设备接收到的电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号，对电磁频谱伞罩干扰机发送的电磁频谱伞罩自干扰信号特征进行调整。

在本申请的实施例中，所述的一种电磁频谱伞罩干扰机的自干扰序列选择系统的选择方法，还包括抑制通道构建步骤：电磁频谱伞罩授权电磁波设备根据识别到的电磁频谱伞罩干扰机个数，建立相同数目的伞罩干扰抵消通道，估计各个伞罩干扰抵消通道的延迟、幅度和相位信息，并根据各个伞罩干扰抵消通道的延迟、幅度和相位信息，控制伞罩干扰抵消通道对设备天线接收到的电磁波信号进行干扰抑制。

综上所述，本发明中，电磁频谱伞罩干扰机通过提取射频指纹特征，形成射频指纹特征传输给电磁频谱伞罩授权电磁波设备，使得电磁频谱伞罩授权电磁波设备在接收期望电磁波信号时，能够根据电磁频谱伞罩干扰机的射频指纹特征，识别出电磁频谱伞罩自干扰信号；进而确定正在工作的电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号；并且本申请能够根据电磁频谱伞罩干扰机个数、功率和编号，对电磁频谱伞罩干扰机发送的电磁频谱伞罩自干扰信号特征进行调整。