本發(fā)明涉及無(wú)線通信，尤其涉及一種自由空間光通信無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、自由空間光(fso)通信技術(shù)是一種利用激光在自由空間中傳輸信息的無(wú)線通信技術(shù)。fso通信技術(shù)具有傳輸速率高、保密性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此在軍事、航空航天、通信等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而，fso通信技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)，如易受大氣湍流、云霧等天氣條件的影響，傳輸距離有限等。為了克服這些缺點(diǎn)，人們提出了一種基于智能反射面(irs)的fso通信技術(shù)。

2、irs是一種由多個(gè)反射單元組成的平面結(jié)構(gòu)，每個(gè)反射單元可以獨(dú)立地調(diào)整相位和幅度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的反射和聚焦。通過(guò)在fso通信系統(tǒng)中引入irs，可以有效地提高信號(hào)的傳輸距離和可靠性。然而，irs輔助的fso通信系統(tǒng)也容易受到惡意干擾的影響，如無(wú)人機(jī)輔助干擾。無(wú)人機(jī)輔助干擾是一種利用無(wú)人機(jī)攜帶干擾源來(lái)干擾fso通信系統(tǒng)的惡意攻擊方式。無(wú)人機(jī)輔助干擾具有靈活性高、隱蔽性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)fso通信系統(tǒng)的安全構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。

3、為了緩解無(wú)人機(jī)輔助干擾的影響，提高irs輔助的fso通信系統(tǒng)的性能，人們提出了一些方法，如基于信號(hào)處理的方法、基于物理層安全的方法等。然而，這些方法都存在一些局限性，如計(jì)算復(fù)雜度高、性能提升有限等。因此，需要一種新的方法來(lái)緩解無(wú)人機(jī)輔助干擾的影響，提高irs輔助的fso通信系統(tǒng)的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種自由空間光通信無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制方法及裝置，用以實(shí)現(xiàn)自由空間光通信中無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于自由空間光通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)、irs、接收機(jī)和無(wú)人機(jī)輔助干擾源，其特征在于，包括：

3、獲取所述自由空間光通信系統(tǒng)的平均誤比特率；

4、獲取距離參數(shù)，所述距離參數(shù)用于指示所述irs與發(fā)射機(jī)之間的位置關(guān)系；

5、根據(jù)所述平均誤比特率，調(diào)整所述距離參數(shù)，以緩解無(wú)人機(jī)輔助干擾的影響，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制。

6、根據(jù)所述的自由空間光通信無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制方法，還包括：

7、基于所述系統(tǒng)，構(gòu)建自由空間光通信模型，以及構(gòu)建合法信道和干擾信道的概率密度函數(shù)；

8、根據(jù)所述自由空間光通信模型和所述概率密度函數(shù)，還包括：基于所述自由空間光通信系統(tǒng)，構(gòu)建合法信道和干擾信道的概率密度函數(shù)；

9、根據(jù)所述概率密度函數(shù)，獲取所述系統(tǒng)分別采用強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)(im-dd)和外差檢測(cè)(hd)這兩種檢測(cè)方式的系統(tǒng)性能指標(biāo)，所述系統(tǒng)性能指標(biāo)包括平均誤碼率和中斷概率；

10、基于所述系統(tǒng)性能指標(biāo)確定目標(biāo)檢測(cè)方式，以及基于所述目標(biāo)檢測(cè)方式確定所述系統(tǒng)的配置調(diào)整方法，以緩解無(wú)人機(jī)輔助干擾的影響。

11、根據(jù)所述的自由空間光通信無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制方法，所述距離參數(shù)為發(fā)射機(jī)與irs的距離和irs與接收機(jī)的距離的比值。

12、根據(jù)所述的自由空間光通信無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制方法，根據(jù)所述平均誤比特率，調(diào)整所述距離參數(shù)的步驟包括：

13、在所述平均誤比特率超出預(yù)設(shè)最佳范圍時(shí)，調(diào)整發(fā)射機(jī)與irs的距離和/或irs與接收機(jī)的距離。

14、根據(jù)所述的自由空間光通信無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制方法，所述基于所述自由空間光通信模型，構(gòu)建合法信道和干擾信道的概率密度函數(shù)具體為：

15、合法信道的概率密度函數(shù)為：

16、

17、干擾接收端時(shí)，干擾信道的概率密度函數(shù)為：

18、

19、干擾ris時(shí)，干擾信道的概率密度函數(shù)為：

20、

21、其中，αx和βx(x∈{p,q,j})，分別表示大尺度渦旋和小尺度渦旋的影響。是在光束足跡中心收集到的功率的比例。ξx(x∈{p,q,j})表征合法信號(hào)或干擾信號(hào)所面臨的指向誤差。hp和hq分別表示s-irs(信源-智能反射面)和irs-d(智能反射面-信宿)鏈路的信道增益。

22、根據(jù)所述的自由空間光通信無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制方法，所述獲取采用強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)(im-dd)檢測(cè)方式的平均誤碼率和中斷概率具體包括：

23、干擾接收端時(shí)，采用im/dd時(shí)的平均誤碼率為：

24、

25、干擾ris時(shí)，采用im/dd時(shí)的平均誤碼率為：

26、

27、干擾接收端時(shí)，采用im/dd時(shí)的中斷概率為：

28、

29、干擾ris時(shí)，采用im/dd時(shí)的中斷概率為：

30、

31、根據(jù)所述的自由空間光通信無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制方法，所述獲取采用外差檢測(cè)(hd)檢測(cè)方式的平均誤碼率和中斷概率具體包括：

32、干擾接收端時(shí)，采用hd時(shí)的平均誤碼率為：

33、

34、干擾ris時(shí)，采用hd時(shí)的平均誤碼率為：

35、

36、干擾接收端時(shí)，采用hd時(shí)的中斷概率為：

37、

38、干擾ris時(shí)，采用hd時(shí)的中斷概率為：

39、

40、其中，αx和βx(x∈{p,q,j})，分別表示大尺度渦旋和小尺度渦旋的影響。是在光束足跡中心收集到的功率的比例。ξx(x∈{p,q,j})表征合法信號(hào)或干擾信號(hào)所面臨的指向誤差。hp和hq分別表示s-irs(信源-智能反射面)和irs-d(智能反射面-信宿)鏈路的信道增益。表征位于位置p處的智能反射面元素，其中表示幅度反射系數(shù)，ψ表示感應(yīng)相位。是到達(dá)角；σaoa是無(wú)人機(jī)方向的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

41、根據(jù)所述的自由空間光通信無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制方法，所述基于所述系統(tǒng)性能指標(biāo)確定目標(biāo)檢測(cè)方式的步驟包括：

42、獲取所述系統(tǒng)采用強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)(im-dd)檢測(cè)方式的平均誤碼率和中斷概率；

43、獲取所述系統(tǒng)采用外差檢測(cè)(hd)檢測(cè)方式的平均誤碼率和中斷概率；

44、在所述系統(tǒng)采用外差檢測(cè)(hd)檢測(cè)方式的平均誤碼率和中斷概率都低于所述系統(tǒng)采用強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)(im-dd)檢測(cè)方式的平均誤碼率和中斷概率時(shí)，將所述外差檢測(cè)(hd)檢測(cè)方式確定為目標(biāo)檢測(cè)方式。

45、第二方面，本發(fā)明還提供一種自由空間光通信無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制裝置，所述裝置包括：

46、第一處理模塊，用于獲取所述自由空間光通信系統(tǒng)的平均誤比特率；

47、第二處理模塊，用于獲取距離參數(shù)，所述距離參數(shù)用于指示所述irs與發(fā)射機(jī)之間的位置關(guān)系；

48、第三處理模塊，用于根據(jù)所述平均誤比特率，調(diào)整所述距離參數(shù)，以緩解無(wú)人機(jī)輔助干擾的影響，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制。

49、第三方面，本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述自由空間光通信無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制方法的步驟。

50、本發(fā)明提供的自由空間光通信無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制方法及裝置相比于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

51、本發(fā)明提供一種自由空間光通信無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制方法及裝置，涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包括構(gòu)建自由空間光通信系統(tǒng)模型；基于該模型，獲取系統(tǒng)的平均誤比特率；獲取距離參數(shù)，距離參數(shù)用于指示irs與發(fā)射機(jī)之間的位置關(guān)系；進(jìn)而根據(jù)平均誤比特率，調(diào)整距離參數(shù)，以緩解無(wú)人機(jī)輔助干擾的影響，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)輔助干擾抑制。本發(fā)明通過(guò)建立系統(tǒng)模型，并與推導(dǎo)概率密度函數(shù)、分析系統(tǒng)性能以及基于無(wú)人機(jī)的干擾緩解方法等技術(shù)手段相互配合，共同實(shí)現(xiàn)緩解無(wú)人機(jī)輔助干擾的影響，提高系統(tǒng)性能的目標(biāo)，能夠有效緩解無(wú)人機(jī)輔助干擾的影響，實(shí)現(xiàn)光通信系統(tǒng)中經(jīng)歷無(wú)人機(jī)輔助干擾時(shí)的有效抑制。