【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星通信，具体涉及一种基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法。
技术介绍
1、低轨（leo, low earth orbit）卫星具有较低的延迟、较高的数据传输速率和良好的覆盖能力等优势，近年来受到各界广泛关注，其部署速度和规模不断加大，已成为下一代移动通信的重要组成部分。然而，在卫星与地面通信的过程中会面临两方面的问题：一方面，随着地面信息技术的发展，导致频段拥挤，多个用户接入一个信道使得互相之间存在干扰，频谱资源短缺和用户数量增多的冲突日益明显；另一方面，由于卫星的暴露性以及无线开放信道使得卫星通信信号容易受到敌方的截获、干扰，这给卫星通信系统的安全防护带来了巨大的挑战。因此，研究复杂电磁环境下的星地网络抗干扰信道选择技术，可以有效避免外部恶意干扰、提升频谱利用效率，对于增强星地网络的信息服务能力有重要的意义。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法。在目前无线开放信道和频谱资源短缺的背景下，该方法可以有效避免外部恶意干扰、提升频谱利用效率，对于增强星地网络的信息服务能力有重要的意义。
2、本专利技术所采用的技术方案是：一种基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，包括：
3、步骤s01：建立系统场景以模拟用户与卫星的通信，包括用户选择信道与卫星进行通信时用户受到的干扰；
4、步骤s02：根据所述系统场景构建系统模型，根据卫星的发射天线增益、用户的接收天线
5、步骤s03：根据所述满意度结果对用户选择的信道进行优化，构建优化问题；
6、步骤s04：根据所述优化问题构建斯坦伯格博弈模型，采用分层抗干扰学习算法对所述斯坦伯格博弈模型求得均衡解，完成基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择。
7、优选的，步骤s01中所述用户受到的干扰包括：波束内不同用户间的同频互扰、波束间的同频互扰和恶意干扰。
8、优选的，所述用户的吞吐量为：
9、；
10、；
11、其中，为信道带宽，为用户接收到的信号功率，为下行链路中来自leo卫星同一波束的其他用户的同信道干扰，为下行链路中来自leo卫星其他波束的同信道干扰，为来自干扰机的恶意干扰，为链路的信道噪声，为天线波束的发射功率，为卫星发射天线最大增益，为用户接收天线最大增益，为通信传输的波长，为链路的距离。
12、优选的，所述卫星的发射天线增益为：
13、，
14、，
15、所述用户的接收天线增益为：
16、，；
17、其中，为卫星天线离轴角，为天线半功率波束宽度，为天线主波束与近场旁瓣掩模交叉点的增益低于峰值增益的电平，为远场旁瓣电平，为用户天线离轴角，为卫星发射天线最大增益，为用户接收天线最大增益，为通信传输的波长，为天线圆形等效直径。
18、优选的，；
19、；
20、；
21、；
22、其中，、为卫星波束的发射功率，为干扰机的发射功率，、为在用户方向上的卫星天线干扰增益，为在干扰机方向上的用户天线接收增益，、为干扰链路的距离，为用户接收天线最大增益，为通信传输的波长，、为用户 k、选取的信道，为判断干扰机和用户是否选取相同信道的函数。
23、优选的，对所述吞吐量进行满意度评价获得满意度结果的方法包括：计算平均估分值，用所述平均估分值刻画主观qoe感受，获得满意度结果；
24、所述平均估分值mos的计算公式为：
25、<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><mi>mos</mi><mi>=</mi><mfrac><mi>c</mi><mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><mi>exp</mi><mrow><mo>[</mo><mrow><mi>d</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>r</mi><mi>−</mi><mi>h</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mo>]</mo></mrow></mrow></mfrac></mstyle>；
26、所述用户的满意度表示为：
27、；
28、其中，为用户的吞吐量，、和为常数， 为用户的满意度，为用户的信道选择策略，为除用户外其他用户的信道选择策略集合，为干扰机的信道选择，为吞吐量为时的得分值。
29、优选的，所述斯坦伯格博弈模型表示为：
30、；
31、其中，为地面用户集，为干扰机，和分别为用户和干扰的策略集，和分别为用户和干扰的效应函数。
32、优选的，所述斯坦伯格博弈模型中包括寻找最佳的策略，表示为最大化领导者效应函数：
33、；
34、；
35、，；
36、其中，为用户选取的信道，为用户信道选择策略集，为干扰机的信道选择策略，为满足基本通信的满意度阈值，为吞吐量为时的满意度，为判断干扰机和用户是否选取相同信道的函数，为判断攻击信道是否使数据传输遭受破坏的函数。
37、优选的，所述斯坦伯格博弈模型中包括寻找最佳的策略，表示为最大化跟随者效应函数：
38、；
39、；
40、；
41、其中，为用户的信道选择策略，为除用户外其他用户的信道选择策略集合，为干扰机的信道选择，为用户的满意度，为用户的邻居，为与相邻的用户的信道选择序列，为与 k相邻的用户的信道选择序列，为除去用户的其他用户，为用户和 k之间的距离，为用户的保护半径。
42、优选的，所述均衡解为：
43、；
44、；
45、其中，为使用户效益最大的信道分配策略，为使干扰机效益最大的信道分配策略，为用户的效应函数，为干扰机的效应函数。
46、上述技术方案的有益效果：
47、本专利技术解决了卫星通信下行链路中多用户的信道选择抗本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，其特征在于，步骤S01中所述用户受到的干扰包括：波束内不同用户间的同频互扰、波束间的同频互扰和恶意干扰。
3.根据权利要求1所述的基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，其特征在于，所述用户的吞吐量为：
4.根据权利要求3所述的基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，其特征在于，所述卫星的发射天线增益为：
5.根据权利要求3所述的基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，其特征在于，对所述吞吐量进行满意度评价获得满意度结果的方法包括：计算平均估分值，用所述平均估分值刻画主观QoE感受，获得满意度结果；
7.根据权利要求1所述的基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，其特征在于，所述斯坦伯格博弈模型表示为：
8.根据权利要求7所述的基于斯坦伯格博弈的星地
9.根据权利要求7所述的基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，其特征在于，所述斯坦伯格博弈模型中包括寻找最佳的策略，表示为最大化跟随者效应函数：
10.根据权利要求1所述的基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，其特征在于，所述均衡解为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，其特征在于，步骤s01中所述用户受到的干扰包括：波束内不同用户间的同频互扰、波束间的同频互扰和恶意干扰。
3.根据权利要求1所述的基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，其特征在于，所述用户的吞吐量为：
4.根据权利要求3所述的基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，其特征在于，所述卫星的发射天线增益为：
5.根据权利要求3所述的基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的基于斯坦伯格博弈的星地网络抗干扰信道选择方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹文婷，贾录良，储飞黄，张云帆，周洪宇，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事航天部队航天工程大学，
类型：发明
国别省市：
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