摘要：针对电磁环境与人为干扰共存环境下的弹载数据链系统性能评估问题，构建了信号和干扰经历不同传播衰落信道条件下的数据链接收信号模型，分析了不同干扰样式特性及功率谱，并据此推导了QPSK数据链系统的误符号性能表达式。针对不同干扰样式的仿真结果表明，当干信比较小且干扰因素占主导时，梳状谱干扰样式的干扰效果较好（优于其他干扰样式约1～3 dB），噪声调幅干扰次之，噪声调频和宽带扫频两种干扰样式差别不大。
关键词：弹载数据链；抗干扰；信道衰落；干信比
中图分类号：E956 文献标志码：A 文章编号：1005-2615（2015）03-0392-05
Analysis on Anti-Jamming Performance of Missile-Borne Data-Link
Lu Weihua，Xu Dazhuan
Abstract：To solve the problem of performance evaluation for missile-borne data-link system with artificial jammer， a receiving signal model is constructed with data-link signal and jamming signal undergoing different fading channels. Then， the characteristic and power spectrums of different jamming patterns are analyzed and the symbol error ratio of data-link system with QPSK modulation is also derived. The simulation results of different jamming patterns show that the comb spectrum jamming is optimal（about 1―3 dB better than other jamming patterns） and noisc amplitude modulation jamming is followed， while noise frequency modulation and broadband sweep make little difference when jamming-signal-ratio is small as well as jamming is dominated.
Key words： missile-borne data-link； anti-jamming； channel fading； jamming to signal ratio
在未来高科技条件下的局部战争中，夺取制空权成为决定战争胜负的关键。空空导弹是夺取制空权和进行空中对抗的主要武器，对于夺取未来战争胜利具有举足轻重的作用。弹载数据链可实现导弹的精确制导和超视距控制，完成目标瞄准及多弹协同等作战任务，日前受到了各国的高度重视，已成为未来导弹向智能化、信息化和网络化的一项关键技术[1-3]。
弹载数据链利用移动无线信道进行数据传输，而空中作战平台和导弹飞行速度快，机动能力强，加上恶劣的战场电磁环境及人为干扰，数据链信号在传播过程中会产生各种衰落及失真，导致接收端正确恢复数据的难度大大增加[4]。文献[5]给出了一种航空背景下弹载数据链信道传播模型，该模型包含直射路径、反射路径和散射路径，并指出Nakagami分布与信道衰落的实测数据较为吻合，但该文未考虑人为干扰的情况；文献[6]详细分析了不同频点的音频干扰对QPSK系统误码率的影响，文献[7]则以美军联合战术信息分发系统为背景，研究了数据链通信系统在不同信道环境和人为干扰方式下的误符号率，并利用Simulink仿真软件对该系统的抗干扰性能进行了仿真，然而它们均假设加性高斯白噪声信道，与实际多径衰落信道传播差别较大，而且也没有对不同干扰样式的性能进行比较。研究弹载数据链在无线传播和人为干扰环境下的综合抗干扰性能具有非常重要的军事意义和应用前景[8-9]，本文建立了一个综合干扰环境和多径衰落的空空导弹接收信号模型，仿真分析了不同下扰样式的功率谱及特征参数，并详细推导了QPSK数据链系统的误符号性能表达式。
基金项目：国家自然科学基金（61471192）资助项目。
收稿日期：2015-02-01；修订日期：2015-04-03
1 系统模型
图l给出了典型的干扰环境下弹载数据链系统模型，本文假设接收端能够准确估计并补偿相位误差，重点分析干扰设备对机一弹下行链路的性能影响，令载机发射信号和功率分别记为s（t），Pt，干扰信号及功率分别记为J（t），PJ，空空导弹接收端信号可表示为
式中：hs（t），hj（t）分别表示空空导弹与载机、干扰设备之间的信道衰减因子；n（t）表示等效信道噪声，通常假没为均值为0，方差为的高斯噪声。
平均错误概率作为衡量无线通信系统性能最重要的指标，与接收端信噪比直接密切相关；当存在干扰信号时，干信比也将直接影响通信系统的性能。根据定义可知，接收端瞬时信噪比和干信比可分别表示为
和
Nakagami衰落模型包含了瑞利、莱斯等分布特例情况，近年来被广泛用于长距离、高频信道衰落建模。机-弹、干扰设备-导弹链路均存在较强的视距路径，实测数据也表明与Nakagami衰落模型更为吻合，对应幅度分布可表示为[10-11]
式中：Γ（m）和Ω=E[r2]分别表示Gamma函数和信道衰落功率；m≥0表示衰落参数用于描述信道衰落的恶劣程度。当m>l时，该分布退化为莱斯分布，二者参数满足如下关系 Du Xianghui， Yu Xiaohui， Zheng Lihui. The study of airborne missile data link channel model[J]. Aero Weaponry， 2013（6）：27-29.
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