基于处理增益优势的雷达嵌入式通信波形性能评价方法

雷达嵌入式通信(REC)是一种使雷达与通信共用频谱的隐蔽通信方式,通过在高功率雷达后向散射回波中嵌入通信波形完成低截获概率(LPI)通信。传统的REC波形性能分析通常将通信可靠性和LPI性能分开考虑,忽略了其综合性能。基于处理增益提出了处理增益优势这一分析指标,对3种REC波形的通信可靠性能、LPI性能以及综合性能进行分析,为满足不同需求下REC通信的波形及参数选择提供了全新参考。仿真结果证实了利用处理增益优势分析REC波形性能的正确性和可行性。

基于特征值矩阵参数优化的雷达嵌入式通信波形设计

雷达嵌入式通信(radar-embedded communication,REC)是一种使雷达与通信共用频谱的低截获概率(low probability of intercept,LPI)通信方式,通过在高功率雷达后向散射回波中嵌入低功率通信波形完成隐蔽通信。本文通过对成型注水(shaped water filling,SWF)波形的特征值矩阵幂指数a进行优化,提出了特征值矩阵幂指数可变的SWF波形,即SWF-a波形。本文推导了合作接收机和截获接收机对SWF-a波形的处理增益及增益优势,对其通信可靠性、LPI性能和综合性能进行了理论分析。最后以SWF-0.25、SWF和SWF-0.75波形为例,进行了仿真实验,实验结果与理论分析结果吻合,表明通过特征值矩阵幂指数优化可以满足REC波形不同方面的性能需求,具体地,适当减小参数a可以提高通信可靠性,而适当增大参数a可以提高LPI性能或改善综合性能,但对于LPI性能和通信可靠性能的同步提升,通过选择参数a是难以兼得的。

基于软件无线电的雷达嵌入式通信验证系统

雷达嵌入式通信(Radar-Embedded Communication,REC)是一种在雷达后向散射回波中嵌入通信信号的新型隐蔽通信手段。相较于传统的隐蔽通信方式,REC具有其独特的优势,在军事和民用领域都有着非常广阔的应用前景。本文基于通用软件无线电外设(Universal Software Radio Peripheral,USRP)硬件平台和实验室虚拟仪器工作平台(Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench,LabVIEW)开发了一套REC验证系统,并对系统的可靠性能和抗截获进行了测试分析,初步验证了REC的可行性。测试结果表明,相对于仿真结果,本系统具有一定的性能损失,但在可控范围内,且本系统更加贴近于真实场景,可以用作REC技术的试验平台,为REC从理论走向现实奠定基础。

基于CNN的雷达嵌入式通信接收技术研究

雷达嵌入式通信(Radar-embedded Communication,REC)是一种在雷达后向散射回波中嵌入通信信号的新型隐蔽通信手段。为了进一步提高REC系统中通信接收机的接收性能,提出了一种基于卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)的REC合作接收机结构———CNN接收机,给出了CNN接收机的设计原理及详细结构,并对CNN接收机的接收性能进行了仿真和分析。结果表明,相较于传统REC合作接收机,CNN接收机具有更优的接收性能,REC系统可以使用功率更低的通信信号来保证相同的通信可靠性,以此来增加抗截获性能。

雷达嵌入式通信中抵抗多径衰落技术的研究

研究多径衰落信道下,雷达嵌入式通信系统利用射频标签将通信信号隐蔽在雷达回波中进行隐蔽通信的问题。详细介绍了雷达嵌入式通信系统的概念,构建了用于该系统的信号波形和接收机,分析并指出了利用时间反转技术抵抗多径衰落的优点与缺陷,并将均衡器引入该系统,提出了基于均衡技术的雷达嵌入式通信接收方法。仿真并分析均衡器抵抗多径衰落的效果,结果表明两种技术在相应场景下均能有效改善通信性能。

雷达嵌入式通信技术发展研究

一般的无线通信方法具有广播性和开放性的特点,无法对抗截获、侦听等风险,所以难以满足现代战争对通信系统的需求。雷达嵌入式通信作为一种新的隐蔽通信概念,可以有效提高战场环境下通信的保密性,实现雷达与通信的频谱资源共享,被认为是军用通信技术发展的重要方向。通过探讨雷达嵌入式通信概念提出的背景,整理了雷达嵌入式通信的国内外研究现状,为进一步攻关和完善该领域相关概念和理论以及将该技术应用于合适的战场需求提供参考。

基于多频带陷波的雷达嵌入式通信波形设计

雷达嵌入式通信(radar-embedded communication,REC)系统是一种在雷达回波信号中隐藏通信信息的隐蔽通信方法。但是由于雷达系统所处的电磁波环境极为复杂,以致雷达嵌入式通信系统会受其他通信系统的同频干扰,最终导致接收机无法准确识别回波信号。为了使得雷达系统避免复杂环境的干扰且能保持良好的隐蔽通信性能,本文提出了一种基于多频带陷波的雷达嵌入式通信波形设计。本文首先根据随机雷达波形和理想功率谱密度,并采用功率谱匹配的方法建立目标函数,然后利用拟牛顿优化算法对目标函数进行求解得到多频带陷波,以此来避免其他通信系统带来的同频干扰问题,最后基于多频带陷波,采用一种改进的加权组合方法(improved weighted-combining,IWC)设计通信波形。仿真结果表明,本文所提方法可以保证雷达通信的低误码率(signal error rate,SER)和低拦截率(low probability of intercept,LPI)。

低复杂度雷达嵌入式通信波形设计方法

雷达嵌入式通信(REC)是一种利用射频(RF)标签或应答器生成通信信号,并以雷达后向散射回波信号为背景,将通信信号隐藏在雷达散射回波中的隐蔽通信方式。为了满足RF标签简单小巧便携的要求,提出了一种低复杂度的REC通信波形生成算法,可以大大减轻RF标签应答器的运算压力。此外,通过仿真分析,所提算法并没有以REC波形的可靠性能和低截获概率(LPI)性能为代价,相反通过调整波形参数可以大大降低截获接收机的处理增益,以此来增加REC波形的LPI性能。

基于SVD的雷达嵌入式通信波形设计方法

雷达嵌入式通信(REC)是一种在雷达后向散射回波中嵌入通信信号的新型隐蔽通信手段,相较于传统的隐蔽通信方式,REC具有更加优越的隐蔽性能,在军事和民用领域都有着非常广阔的应用前景。波形设计一直是REC中的重点研究目标,为了更好的通信可靠性和抗截获性能,提出了一种基于奇异值分解(SVD)的REC通信波形设计方法,给出了SVD波形设计的算法原理,并对SVD波形的通信可靠性、抗检测性能、抗截获性能和算法复杂度进行了仿真和分析。结果表明:相较于传统的REC波形,SVD波形可以实现完全正交,并且与雷达回波信号局部上分离、同时保持整体上的相似,具有更好的通信可靠性、低检测概率特性(LPD)和低截获概率特性(LPI),同时没有显著增加算法复杂度。