基于博弈论的跳频通信装备电子防御效能评估

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910188526.X(22)申请日 2019.03.13(71)申请人 中国科学院大学地址 100049 北京市石景山区玉泉路19号(72)发明人 杨粟　张玉清　(74)专利代理机构 北京君尚知识产权代理事务所(普通合伙) 11200代理人 司立彬(51)Int.Cl.H04L 29/06(2006.01)H04L 12/24(2006.01)(54)发明名称一种基于博弈论的攻防行为量化评估方法及系统(57)摘要本发明公开了一种基于博弈论的攻防行为量化评估方法及系统。

本方法为：1)将网络攻击过程划分为多个环节，并设置每一环节的攻击目标及相应的防御目标；2)当攻击者入侵目标系统时，收集各环节时该目标系统内各个节点的信息以及目标系统处于不同状态时的系统状态信息；3)根据步骤2)收集的信息计算每个攻防行为的效用值。

本发明能够解决定量分析攻击行为和防御行为之间相互对抗、相互博弈的问题。

权利要求书2页 说明书8页 附图1页CN 110035066 A 2019.07.19C N 110035066A1.一种基于博弈论的攻防行为量化评估方法，其步骤包括：1)将网络攻击过程划分为多个环节，并设置每一环节的攻击目标及相应的防御目标；2)当攻击者入侵目标系统时，收集各环节时该目标系统内各个节点的信息以及目标系统处于不同状态时的系统状态信息；3)根据步骤2)收集的信息计算每个攻防行为的效用值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据步骤2)收集的信息生成一系统状态图，其方法为：首先获取每一节点的邻居节点集、攻防行为集，设置当前状态集N[]、当前节点集S[]；然后从该目标系统的入口节点开始遍历，对每一节点E i ，初始化其当前状态为S 0，令S[]<—S 0、N[]<—E i ；然后对于当前节点集S[]中的每一个节点N i 的处理方法为：对于该节点N i 的每一邻居节点N j ，根据步骤2)收集的信息生成节点N j 对应的攻防行为集并计算每个攻防行为的效用值；然后选取效用值最大行为对应的状态及对应节点N j ，令然后根据最终得到的S[]生成系统状态图。

短波跳频电台对抗电子战的应用研究随着现代电子战技术的不断发展，军事作战已经进入到了一个全新的时代。

电子战作为现代战争中的一项重要手段，涉及到信息战、无线电战、网络战等多个领域。

其中，短波跳频电台作为电子战领域的关键技术之一，已经被广泛应用于现代军事作战中。

短波跳频电台是一种通过频率跳变来对抗电子战威胁的通信设备。

其工作原理是通过不断变换通信频率，使得电子战设备难以准确干扰和破解通信信号。

它可以有效地降低电子战对通信系统的干扰，保障通信的安全性和稳定性，同时也提高了通信系统的抗干扰能力和生存能力。

短波跳频电台主要应用于军事通信、侦察、情报收集等领域。

在军事通信方面，短波跳频电台可以有效地提高军事指挥系统的抗干扰能力，避免通信信号被敌方电子战设备干扰和截获，从而保证了指挥系统的正常运行。

同时，在侦察和情报收集方面，短波跳频电台可以提供隐蔽和安全的通信渠道，确保情报的准确传输和保密性。

此外，短波跳频电台还可以用于电子情报战中的对抗行动。

电子情报战是通过获取、分析和利用敌方的电磁信号来实现信息优势的一种战术。

短波跳频电台可以通过改变通信频率和时间，干扰敌方的电子战设备，阻碍他们对我军的侦查和监视。

这种对抗行动不仅可以破坏敌方电子战的战术效能，还可以迷惑和误导敌方的指挥决策，从而在战场上取得重要的战略优势。

在现代战场环境中，电子战变得愈发复杂和智能化。

敌方电子战设备的干扰能力也在不断提高，对通信系统的威胁也不断增强。

因此，短波跳频电台的技术发展也变得尤为重要。

一方面，短波跳频电台需要具备更高的频率跳变速度和准确度，以适应电子战设备的干扰频谱的快速变化。

另一方面，短波跳频电台还需要具备更高的抗干扰能力和隐蔽性，以应对敌方电子战设备的监测和干扰。

为了提高短波跳频电台的应用效能，还需要进行进一步的研究和技术创新。

首先，需要研究和开发更加先进和智能的短波跳频电台设备，提高其频率跳变速度和准确度。

其次，还需要研究和开发更加先进和可靠的抗干扰算法和技术，提高短波跳频电台的抗干扰能力和隐蔽性。

跳频通信在电子对抗中的应用一、电子对抗简介电子对抗就是为削弱、破坏敌方电子设备的使用效能和保障己方电子设备正常发挥效能而采用的综合技术措施，其实质是斗争双方利用电磁波的作用来争夺对电磁频谱的有效使用权。

无线电通信、雷达等电子系统是载有信息的电磁波辐射源，其接收设备需要检测出有用的信号才能发挥效能。

当这些电子系统辐射电磁波时，敌方便可能侦测、识别其辐射信号，并判明辐射源性质，依据需要采取扰乱、欺骗等电子干扰技术措施来阻碍其对有用信号的检测，降低其效能。

电子对抗首先萌发于对通信的干扰。

20世纪初，随着火花通信的应用就有了对军事通信的窃听和干扰。

第一次世界大战期间，随着选频通信的出现，发展了相应的通信对抗。

在雷达对抗方面，广泛使用了箔条和角反射器等无源干扰，以及噪声有源压制性干扰。

50年代后期，由于功率行波管的出现，实现了欺骗性干扰。

在通信对抗方面，研究了对调频电话、移频电报和单边带通信进行干扰的最佳干扰样式，出现了专门用于通信对抗的设备。

同时，致力于研究有效的反干扰技术，以改进雷达、通信、导航和制导系统，因而形成了电子对抗概念。

60年代以来，通信、雷达和光电技术获得了飞跃的发展。

火控系统、制导系统等大量应用并成为主要攻击手段，因而对角度、速度和距离跟踪系统的欺骗干扰技术也得到了相应发展。

70年代以来，进入发展电子对抗系统的阶段。

现代战争的电磁环境日益复杂，威胁源的数量和样式增长很快，武器系统的攻击速度越来越快，允许的反应时间非常有限。

随着数字技术、计算机科学、超大规模集成电路、宽带微波技术等的进步，电子对抗正向着数字化、自适应和多功能系统方向发展。

电子对抗是电子信息技术日益与军事斗争相结合的必然产物，是在信息空间展开的斗争。

为取得作战的胜利，最初是直接杀伤战斗人员和摧毁工事，后演变为首先摧毁武器系统，发展到首先攻击作战用的信息系统。

攻击信息系统除了采用摧毁式的硬杀伤外，还可依据电磁信息交换的特点在信息空间进行各种干扰，这种软杀伤是电子对抗区别于其他攻击手段的特点二、通信系统的组成通信的目的是传输消息。

基于云模型的跳频无线通信设备抗干扰能力评估方法跳频无线通信设备在实际应用中，往往会面临到各种干扰因素，如电磁干扰、自身跳频冲突、多用户仿频干扰等，这些干扰因素会降低通信系统的抗干扰能力，影响通信质量和可靠性。

为了增加跳频无线通信设备的抗干扰能力，云模型被引入到跳频无线通信技术领域，成为评估抗干扰能力的新方法。

云模型是一种先进的模糊集理论，将随机性、模糊性等不确定性因素融合在一起，形成的模型模拟了现实事物的变化规律和不确定性现象。

基于云模型的跳频无线通信设备抗干扰能力评估方法主要包括三个方面：模糊综合评估模型、模糊优化算法和抗干扰实验平台。

首先，建立模糊综合评估模型。

根据跳频无线通信设备的抗干扰能力评价指标，如误码率、误码率变化、信号质量等，采用云理论的基本概念和方法，构建一种综合评价模型。

该模型利用云集合的加、减、乘、除等算子进行运算，将各个指标的权重与重要性进行权衡，综合评价系统的抗干扰能力。

其次，采用模糊优化算法对模型进行求解。

在实际应用中，由于受到环境和干扰等因素的影响，跳频无线通信系统的工作状态难以确定，因此需要采用模糊数学的优化算法，对综合评价模型进行求解。

该算法通过迭代计算，将模糊综合评估模型中的隶属度与权重进行动态调整，获得最优的结果。

最后，建立抗干扰实验平台，进行实验验证。

为了验证基于云模型的跳频无线通信设备抗干扰能力评估方法的有效性和实用性，需建立一套完整的实验平台。

该平台包括通信设备、干扰源、信号采集系统和数据处理软件等，通过对设备在不同环境下的抗干扰能力进行实验评估，评价该方法在实际应用中的可行性和可靠性。

综上所述，基于云模型的跳频无线通信设备抗干扰能力评估方法具有较高的评价精度和实用性，能够有效提高跳频无线通信设备的抗干扰能力，具有较强的推广价值和应用前景。

一种基于信号博弈的级联市政设施系统防护资源配置的方法-回复信号博弈（signal game）是博弈论中研究两个或多个参与者如何通过发送和接收信号来协调行动的理论模型。

在市政设施系统防护资源配置中，信号博弈可以应用于决策者之间的博弈过程，以达到最优的资源分配和系统保护目标。

本文将重点介绍一种基于信号博弈的级联市政设施系统防护资源配置的方法，并逐步回答该方法的实施过程和应用效果。

第一步：定义博弈参与者和目标在级联市政设施系统的防护资源配置中，主要涉及的博弈参与者包括市政管理部门、设施运营商和系统用户。

市政管理部门的目标是保障公共安全和系统的正常运行，设施运营商的目标是最大化利润和资源利用效率，而系统用户则希望获得高质量的服务。

因此，博弈的目标可以定义为在满足公共安全要求的前提下，实现资源的最优配置。

第二步：建立博弈模型基于信号博弈理论，我们可以建立一个博弈模型来描述博弈参与者之间的决策过程。

模型包括三个要素：博弈参与者的策略集合、每个参与者的收益函数和信息传递机制。

对于市政管理部门而言，其策略集合可以包括资源分配的方案和相应的投入量。

设施运营商的策略集合可以包括提供设施的维护和管理水平，以及相应的成本投入。

系统用户的策略集合可以包括对于服务质量的选择和支付意愿。

每个参与者的收益函数是根据其目标而定的，可以考虑到安全性指标、经济指标和用户满意度等方面的影响因素。

同时，也要考虑到不同博弈参与者之间的相互作用和依赖关系。

信息传递机制是博弈模型中一个关键的环节。

博弈参与者通过发送和接收信号来传递自己的决策意图和现实情况。

例如，市政管理部门可以通过发布安全警示、资源调配通知等方式来传递自己的意图和政策；设施运营商可以通过发布设施维护计划、投入成本信息等方式来传递自己的策略；系统用户可以通过反馈、评价等方式来表达自己的需求和期望。

第三步：解决博弈问题针对建立的博弈模型，可以应用博弈论中的方法来解决博弈问题。

通过分析博弈参与者的策略选择和博弈结果，可以找到最优的资源配置方案。

通信电子防御作战效能的云-BP神经网络评估方法杨米;陈建忠;牛英滔【摘要】To solve the problem of complex indexes and subjectivity in evaluation of the combat effectiveness,an evaluation model based on cloud model and BP neural network is proposed,this model uses the advantage of cloud model in dealing with uncertain information and the nonlinear capability of BP neural network.Aiming at the demand of evaluating communication electronic defense combat effectiveness,the indexes system is established.Then the sample data of the indexes are converted to cloud generators,which are transferred into BP neural work for iterative training.The validity,feasibility and potential application value of the proposed model is verified by the error analysis of between output value of the proposed model and the evaluation value obtained by common methods.%为解决作战效能评估中指标类型复杂和评估过程中人为主观性的问题,引入云模型对不确定信息进行处理,并结合BP神经网络的非线性学习能力,提出一种基于云-BP神经网络的作战效能评估模型.针对通信电子防御作战效能评估的需要,构建评估指标体系,将样本数据转换为云发生器,并将其输入神经网络中进行反复训练.通过模型输出评估值和常用评估方法所得的评估值之间的误差分析,验证了所提模型的有效性、可行性以及所具有的潜在应用价值.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2017(050)004【总页数】7页(P746-752)【关键词】云模型;BP神经网络;通信电子防御;效能评估【作者】杨米;陈建忠;牛英滔【作者单位】解放军理工大学通信工程学院,江苏南京210007;南京电讯技术研究所,江苏南京210007;南京电讯技术研究所,江苏南京210007;南京电讯技术研究所,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】TN973.3随着无线通信的迅速发展，所面临的自然或人为干扰也越来越严重。

跳频通信在电子对抗中的应用The Applications of the Frequency -Hop Communication System in Electronic Warfare电子01－2班陈贝摘要随着通讯、雷达和火箭技术的发展，以及它们在军事上的广泛应用，无线电干扰和无线电技术侦察在现代军事技术中越来越占据重要的地位并且已经成为保存自己、消灭敌人的重要措施之一。

本文简要介绍了电子对抗技术的由来，现状及其发展。

着重介绍了电子对抗中的通信对抗以及跳频通信系统在电子对抗中的应用。

跳频技术抗干扰能力强，抗截获能力高，在军事通信领域应用广泛。

随着高新科技的发展，越来越多先进的技术将应用到电子对抗中。

关键词：电子对抗，通信对抗，跳频系统，电子侦察，电磁场，干扰AbstractWith the development of communication, radar and rocket technology, and their sweeping applications in military courses, the radar jam and technical scout have been more and more important in modern military technology. They have been among the most important measures which are used to protect oneself and destroy the enemy.This paper simply introduced origin, status quo and development of the Electronic Countermeasures technology. The applications of communications countermeasures and Frequency-Hop Communications System in the Electronic Countermeasures have been emphasized. It has not only strong ability ofanti-jamming and anti-interception but also abroad applications in the field of martial communications for Frequency-Hop technology. With the development of high-new technology, more and more advanced technology will be applied to the Electronic Countermeasures.Key Words:Electronic warfare, Communication countermeasure, Frequency hopping communication system,Electronic reconnaissance, Electromagnetic field, Interference引言：昨日辉煌：电子对抗的历史由来与发展随着战争形态和科学技术的不断发展变化,电子战也成为了一定历史阶段的产物。

通信电子中的博弈论模型随着通信电子技术的飞速发展，人们的生活方式和工作方式也在逐渐改变。

而在这个不断变幻的世界中，博弈论模型的应用显得越来越重要。

博弈论是研究人类决策行为的一门学科，它可以帮助我们分析和解决许多重要的问题。

在通信电子领域，博弈论可以被用来解决许多实际问题。

比如，人们常常面临着选择使用哪种通信协议的问题。

在这种情况下，每个人都有不同的偏好和需求。

那么，如何使每个人都能够满足自己的需求，并且不会干扰到其他人呢？这就需要使用博弈论模型来进行分析和解决。

通过博弈论模型的运用，可以帮助我们找到一种平衡的解决方案，使得每个人都能够得到满足，而不会影响到其他人的需求和利益。

除了通信协议的选择，博弈论在通信电子领域的应用还有很多。

比如，在安全通信中，双方通常都会采用密码学技术来保护通信内容的安全。

而在这种情况下，也需要使用博弈论模型来进行分析和解决。

通常情况下，密码学技术的安全性可以被形式化为一个博弈，而这个博弈的目标就是寻找一种最安全的加密方案。

除了在安全通信上的应用之外，博弈论在无线电通信中也有很大的应用。

在无线电通信中，信号的传输通常会受到干扰因素的影响，比如电磁波干扰、多径干扰等。

这种情况下，也需要使用博弈论模型来进行分析和解决。

此外，博弈论还可以被用来解决一些与传输相关的问题，比如数据压缩、误码率控制等。

在这些问题中，博弈论模型可以帮助我们找到一种最优的解决方案，使得传输数据时能够达到最高的效率和精度。

总之，随着通信电子技术的发展，博弈论在通信电子领域中的应用越来越广泛。

通过博弈论的分析和解决，我们可以找到最优的解决方案，使得通信电子技术能够发挥出更大的作用。

基于云模型的跳频无线通信设备抗干扰能力评估方法肖晨飞;陈建忠;牛英滔【摘要】The study of confidence is a bottleneck for capacity evaluation because of the fuzzy character and subjective experience. In light of difficulties mentioned,this paper proposes a method for evaluating anti-jamming capacity of wireless frequency hopping( FH) communication equipment. In this method,subjectivi-ty and fuzzy information is analyzed deeply on the basis of cloud model,and the equation for calculating confidence is proposed. Finally,the results of evaluation and confidence calculated for illustrative examples verify the feasibility of this method. This method has two main advantages. Firstly,it enhances the objectivi-ty and rationality in indices quantization. Secondly, the dug fuzzy information and quantitative results of confidence equation reflect the accuracy and confidence of evaluation. It also provides the reference direc-tion for improving confidence.%评估的置信度是当前无线通信设备抗干扰能力评估工作的瓶颈，其难点在于评估中的模糊性和对主观经验的依赖性。

2020年7月Journal on Communications July 2020 第41卷第7期通信学报V ol.41No.7基于M-FlipIt博弈模型的拟态防御策略评估丁绍虎1，齐宁1，郭义伟2（1. 信息工程大学信息技术研究所，河南郑州 450002；2. 河南信大网御科技有限公司研发部，河南郑州 450002）摘 要：针对先进持久性威胁场景中模拟防御系统安全性能评估的不足，基于FlipIt博弈论模型，提出了一种改进的博弈模型。

对不同的异构性条件下的拟态防御动态策略进行评估，并设计案例进行仿真分析。

仿真结果表明，不定周期的轮换能够弥补异构性的不足，维持防御者较高的博弈收益。

关键词：网络空间拟态防御；高级持续性威胁；博弈模型；仿真分析中图分类号：TP393.1文献标识码：Adoi: 10.11959/j.issn.1000−436x.2020136Evaluation of mimic defense strategybased on M-FlipIt game modelDING Shaohu1, QI Ning1, GUO Yiwei21. Institute of Information Technology, Information Engineering University, Zhengzhou 450002, China2. Research and Development Department of Henan Xinda Wangyu Technology Co., Ltd., Zhengzhou 450002, ChinaAbstract: To make up for the lack of security performance evaluation of the mimic defense systems in the advanced per-sistent threat scenarios an improved game model based on the FlipIt game theory model was proposed. The dynamic strategy of mimic defense under different heterogeneity conditions was evaluated, and a case study for the simulation analysis was conducted. The simulation results show that the rotation of indefinite period can make up for the lack of he-terogeneity and maintain the higher game payoff of defenders.Key words: cyberspace mimic defense, advanced persistent threat, game model, simulation analysis1 引言当前网络空间安全存在着易攻难守的问题，根本原因在于未知漏洞的数量较多且隐蔽性较强。

跳频信号的归一化多普勒频差最大似然估计王旭;谢磊;张孔明;何子述【摘要】针对双站定位涉及的跳频信号多普勒频差估计问题,提出了归一化的频差最大似然估计算法,利用两个定位站接收到的跳频脉冲串信号,构建一个关于基准跳频频率多普勒频差的似然函数,通过网格搜索得到使似然函数最大的多普勒频差估计,既解决了跳频信号在不同跳频频率上多普勒频差不一致的问题,又充分利用在不同频率的脉冲串信号提高了多普勒频差估计精度.通过仿真对算法的性能进行了评估,结果表明,与基于子空间的算法比较,在脉冲数达到240个时,所提算法执行效率提升30％以上.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2018(058)012【总页数】6页(P1402-1407)【关键词】跳频脉冲信号;多普勒频差估计;最大似然估计;网格搜索【作者】王旭;谢磊;张孔明;何子述【作者单位】西南电子电信技术研究所,成都 610041;电子科技大学电子工程学院,成都 611731;西南电子电信技术研究所,成都 610041;电子科技大学电子工程学院,成都 611731【正文语种】中文【中图分类】TN9531 引言跳频是最常用的扩频方式之一，应用广泛，提高跳频通信信号的无源定位性能具有重要的意义[1]。

本文研究无源双站对运动目标定位涉及的跳频信号多普勒频差估计问题，而关于双站情况下利用到达时间差(Time Difference of Arrival，TDOA)和多普勒频差(Frequency Difference of Arrival，FDOA)对运动辐射源目标进行无源定位的机理在相关文献中已有论述[2-4]。

FDOA指某一运动目标相对于两个定位站的多普勒频率的差值。

利用FDOA和TDOA可以实现目标定位、跟踪等[5-8]。

对于运动目标的FDOA和TDOA的联合估计，常见的算法包括基于子空间的频域高分辨时差测量算法[9]、基于盲波束形成的方法[10-11]和Hough变换[12]等，而这些算法往往涉及到自相关矩阵的求逆或者谱分解，计算量比较大。