电磁频谱伞罩自干扰抑制实验验证

doi:10.12305/j.issn.1001-506X.2021.09.33

系统工程与电子技术 ›› 2021, Vol. 43 ›› Issue (9): 2637-2641.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2021.09.33

电磁频谱伞罩自干扰抑制实验验证

郭文博, 宋长庆, 张译丹, 赵宏志, 邵士海*, 唐友喜

电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室, 四川成都 611731

收稿日期:2020-10-13 出版日期:2021-08-20 发布日期:2021-08-26
通讯作者: 邵士海
作者简介:郭文博 (1994—), 男, 博士研究生, 主要研究方向为物理层安全、干扰抑制、全双工通信、无线通信信号处理等|宋长庆 (1996—), 男, 博士研究生, 主要研究方向为无线通信信号处理、全双工通信干扰抑制、物理层安全、跳频通信等|张译丹 (1998—), 女, 硕士研究生，主要研究方向为干扰抑制、通信系统中的信号处理等|赵宏志 (1978—), 男, 教授, 博士研究生导师, 博士，主要研究方向为全双工通信、通信抗干扰技术等|邵士海 (1980—), 男, 教授，博士研究生导师, 博士，主要研究方向为机器学习与人工智能、抗干扰与安全通信等|唐友喜 (1964—), 男, 教授, 博士研究生导师, 博士，主要研究方向为全双工通信、无线通信信号处理等
基金资助:
国家重点研发计划(254);国家自然科学基金(U19B2014);国家自然科学基金(61771107);国家自然科学基金(62071094);国家自然科学基金(61701075);国家自然科学基金(61601064);国家自然科学基金(61531009)

Experimental testbed of self-interference suppression in electromagnetic spectrum umbrella

Wenbo GUO, Changqing SONG, Yidan ZHANG, Hongzhi ZHAO, Shihai SHAO*, Youxi TANG

Nation Key Laboratory of Science and Technology on Communications, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China

Received:2020-10-13 Online:2021-08-20 Published:2021-08-26
Contact: Shihai SHAO

摘要/Abstract

摘要：

针对电子战场上的电磁波干扰问题, 以电磁频谱伞罩系统中一个点对点通信场景为对象, 研究伞罩自干扰抑制架构, 并设计实验平台对所提架构进行验证。首先，对授权接收机处的接收信号进行频率同步, 然后利用本地参考伞罩自干扰进行时间同步和信道估计, 最后完成伞罩自干扰信号的重建和对消。实验结果表明, 所提出的伞罩自干扰抑制架构能够充分地抑制授权接收机处的伞罩自干扰信号, 预期可用于区域战术电磁频谱授权管理, 夺取区域范围内的制电磁权。

关键词: 电子战, 电磁频谱伞罩, 自干扰抑制, 时频同步, 信道估计

Abstract:

To eliminate the electromagnetic interference in electronic warfare field, a structure of self-interference suppression for a point-to-point communication scenario is studied, and an experimental testbed is designed to verify the proposed self-interference suppression architecture in electromagnetic spectrum umbrella systems. Firstly, the received signal at the authorized receiver is compensated with the estimated frequency offset. And then, the local umbrella reference self-interference is compensated with the estimated time delay and channel estimation. Finally, the reconstruction and cancellation of the umbrella self-interference signal is performed. Experimental results show that the proposed umbrella self-interference suppression architecture can effectively suppress the umbrella self-interference signals at the authorized receiver, which is expected to be used for tactical spectrum management to guarantee the electromagnetic dominance of the authorized users.

Key words: electronic warfare, electromagnetic spectrum umbrella, self-interference suppression, time-frequency synchronization, channel estimation

中图分类号:

TN92

郭文博, 宋长庆, 张译丹, 赵宏志, 邵士海, 唐友喜. 电磁频谱伞罩自干扰抑制实验验证[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(9): 2637-2641.

Wenbo GUO, Changqing SONG, Yidan ZHANG, Hongzhi ZHAO, Shihai SHAO, Youxi TANG. Experimental testbed of self-interference suppression in electromagnetic spectrum umbrella[J]. Systems Engineering and Electronics, 2021, 43(9): 2637-2641.

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参考文献 16

1	AYAZGOK S , ERDEM C , OZTURK M T , et al. Automatic antenna scan type classification for next-generation electronic warf are receivers[J]. IET Radar, Sonar & Navigation, 2018, 12 (4): 466- 474.
2	唐友喜, 许林, 吴飞, 等. 电磁频谱伞罩[J]. 中国科学: 信息科学, 2019, 49 (7): 911- 931.
	TANG Y X , XU L , WU F , et al. Electromagnetic spectrum umbrella[J]. Science China: Information Science, 2019, 49 (7): 911- 931.
3	PARK K H , WANG T , ALOUINI M S . On the jamming power allocation for secure amplify-and-forward relaying via cooperative jamming[J]. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 2013, 31 (9): 1741- 1750. doi: 10.1109/JSAC.2013.130908
4	HUO Y , TIAN Y Q , MA L R , et al. Jamming strategies for physical layer security[J]. IEEE Wireless Communications, 2017, 25 (1): 148- 153.
5	GABRY F , ZAPPONE A , THOBABEN R , et al. Energy efficiency analysis of cooperative jamming in cognitive radio networks with secrecy constraints[J]. IEEE Wireless Communication Letters, 2015, 4 (4): 437- 440. doi: 10.1109/LWC.2015.2432802
6	CHEN G J , GONG Y , XIAO P , et al. Physical layer network security in the full-duplex relay system[J]. IEEE Trans.on Information Forensics and Security, 2015, 10 (3): 574- 583. doi: 10.1109/TIFS.2015.2390136
7	LEE J H . Full-duplex relay for enhancing physical layer security in multi-hop relaying systems[J]. IEEE Communications Letters, 2015, 19 (4): 525- 528. doi: 10.1109/LCOMM.2015.2401551
8	SHEIKHOLESLAMI A , GHADERI M , PISHRO N H , et al. Energy-efficient secrecy in wireless networks based on random jamming[J]. IEEE Trans.on Communications, 2017, 65 (6): 2522- 2533. doi: 10.1109/TCOMM.2017.2682238
9	LIU W , ZHOU X , DURRANI S , et al. Secure communication with a wireless-powered friendly jammer[J]. IEEE Trans.on Wireless Communications, 2014, 15 (1): 401- 415.
10	MENGALI U , MORELLI M . Data-aided frequency estimation for burst digital transmission[J]. IEEE Trans.on Communications, 1997, 45 (1): 23- 25. doi: 10.1109/26.554282
11	CHO J, CHO Y, ISLAM M R, et al. Hardware-efficient auto-correlation for synchronization of MIMO-OFDM WLAN systems[C]//Proc. of the IEEE International SoC Design Conference, 2009: 560-563.
12	石荣, 胡来招. 单基线干涉仪无模糊测向理论研究[J]. 中国电子科学研究院学报, 2012, 7 (3): 270- 273. doi: 10.3969/j.issn.1673-5692.2012.03.010
	SHI R , HU L Z . Theoretical research on direction measure using single base-line interferometer without illegibility[J]. Journal of Chinese Academy of Electronic Science, 2012, 7 (3): 270- 273. doi: 10.3969/j.issn.1673-5692.2012.03.010
13	LI C X , ZHAO H Z , WU F , et al. Digital self-interference cancellation with variable fractional delay FIR filter for full- duplex radios[J]. IEEE Communications Letters, 2018, 22 (5): 1082- 1085. doi: 10.1109/LCOMM.2018.2810270
14	赵树杰, 赵建勋. 信号检测与估计理论[M]. 北京: 电子工业出版社, 2013.
	ZHAO S J , ZHAO J X . Signal detection and estimation theory[M]. Beijing: Electronic Industry Press, 2013.
15	成都定为电子技术有限公司. U2[EB/OL]. [2020-10-05]. http://www.dingwave.com/algorithm/product/U2.htm.
16	成都定为电子技术有限公司. FMC102[EB/OL]. [2020-10-05]. http://www.dingwave.com/algorithm/product/FMC102.htm.

[1]	陈嘉贝, 王青平, 叶源, 吴微微, 袁乃昌. 基于NSGA-Ⅱ的波前相位畸变特性分析[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(5): 1439-1446.
[2]	党建, 李业伟, 朱永东, 郭荣斌, 张在琛, 吴亮. 可重构智能表面通信系统的渐进信道估计方法[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(3): 998-1006.
[3]	吴灏, 康颖, 葛松虎, 李亚星, 孟进. VHF/UHF通信电台接收链路中的干扰抑制合并方法[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(3): 1014-1021.
[4]	刘步花, 丁丹, 杨柳, 薛乃阳, 刘仲谦. 基于DNN的无人机数据OFDM传输技术[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(2): 696-702.
[5]	齐永磊, 陈西宏, 袁迪喆. SC-FDE系统中基于UW的联合信道估计均衡算法[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(10): 3258-3265.
[6]	刘紫燕, 马珊珊, 梁静, 朱明成, 袁磊. 注意力机制CNN的毫米波大规模MIMO系统信道估计算法[J]. 系统工程与电子技术, 2022, 44(1): 307-312.
[7]	季策, 王金芝, 李伯群. 基于RSAMP算法的OFDM稀疏信道估计[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(8): 2290-2296.
[8]	邵凯, 陈连成, 刘胤. 高移动性Jakes信道的学习与估计[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(4): 1119-1125.
[9]	赵迎新, 王长峰, 吴虹, 张铭, 黄英杰, 王乐耕, 刘之洋. 基于负熵最大化的压缩感知信道估计算法[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(4): 1126-1132.
[10]	李贵勇, 于敏, 余永坤. 大规模MIMO系统中分布式压缩感知LMMSE信道估计[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(3): 823-831.
[11]	陈小舟, 邢庆君, 张立东. 对机载预警雷达STAP的慢时调频干扰方法[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(11): 3177-3184.
[12]	李彬睿, 张忠培. 可重构智能面辅助的低精度量化大规模MIMO系统的信道估计[J]. 系统工程与电子技术, 2021, 43(10): 2984-2991.
[13]	张柏开, 朱卫纲. MFR认知干扰决策体系构建及关键技术[J]. 系统工程与电子技术, 2020, 42(9): 1969-1975.
[14]	张柏开, 朱卫纲. 对多功能雷达的DQN认知干扰决策方法[J]. 系统工程与电子技术, 2020, 42(4): 819-825.
[15]	刘永进, 陈西宏. OQAM/OFDM系统中基于信道估计的原型滤波器设计[J]. 系统工程与电子技术, 2020, 42(1): 191-197.

电磁频谱伞罩自干扰抑制实验验证

Experimental testbed of self-interference suppression in electromagnetic spectrum umbrella

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