直扩通信系统中的窄带干扰抑制及仿真

第8卷 第1期2009年2月常 州 信 息 职 业 技 术 学 院 学 报JournalofChangzhouVocationalCollegeofInformationTechnologyVo.l8No.1Feb.2009

收稿日期:2008-11-13作者简介:虞建华(1958-),男,高级工程师,从事研究方向:通信技术、计算机应用注:2007年常州市第十三批科技计划项目(CE2007046)扩频通信中窄带干扰抑制技术的研究虞建华1 张国俊2 潘之俊1(1.常州无线电厂有限公司 江苏常州 213001 2.常州信息职业技术学院 江苏常州 213164)摘 要:将常用的窄带干扰抑制技术进行了较为系统的研究,给出了基于时域预测滤波的窄带干扰抑制模型,重点讨论了变换域窄带干扰各种常用方法的特点,并给出了性能仿真。关键词:窄带干扰;线性预测;变换域;门限法中图分类号:TN914.42 文献标志码:A 文章编号:1672-2434(2009)01-0006-04StudyonNarrow-bandInterferenceRejectioninSpreadSpectrumSystemsYUJian-hua1 ZHANGGuo-jun2 PANZh-ijun1(1.ChangzhouRadioPlantCo.,Ltd.,Changzhou213001 2.ChangzhouCollegeofInformationTechnology,Changzhou213164,China)Abstract:ThepapergivesasystematicstudyonNBIrejectiontechnology,showsthemodelofNBIrejectionintimedomain,mainlydiscussesthefeaturesofdifferentmethodsofNBIsuppressionintransformdomain,andshowstheperformancesimulation.Keywords:narrowbandinterference;linearprediction;transformdomain;methodofthreshold0.引言虽然在许多情况下,扩频系统本身所固有的扩频增益可以提供足够的抗干扰能力,但在有些强干扰情况下,例如,对直接序列扩频系统,在其扩展频谱的中心频率附近,利用高功率电平的单音连续波干扰或多音干扰,可以使系统性能严重恶化。从理论上讲,通过提高扩频系统的处理增益可以得到任意等级的抗干扰能力,但为此所付出的代价是传输带宽的增加。在实际应用中,也不可能无限制地提高处理增益,许多因素诸如发送/接收机的复杂性以及可用带宽等都限制了处理增益的提高。因此,必须考虑用信号处理技术来弥补扩频处理增益的不足,在不增加带宽的情况下提高系统处理增益,增强系统的干扰抑制能力。1.域窄带干扰抑制方法的研究基于时域的窄带干扰抑制技术的基本思想就是利用窄带信号和宽带信号在可预测上的差异而达到抑制窄带干扰的目的。因为窄带干扰是非高斯的,样值间有很强的相关性,可以从过去样值来估计当前样值,而扩频信号频谱平坦,其样值之间几乎不相关。当接收信号同时包含宽带有用信号和窄带干扰时,对接收信号进行预测,预测值将主要是窄带信号的预测值。所以在解扩之前从当前信号中减去预测值,将大大减小接收信号中的窄带干扰。主要有两类结构[1],如图1所示:

第３３卷第４期　２０１２年４月　宇　航学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ　Ｖ０１．３３　Ｎ０．４　Ａｐｒｉｌ　２０１２　

扩频通信系统中自适应陷波滤波器的性能　

仿真研究　

薛敦伟　，周旭平。　

（１．北京航空航天大学电子信息工程学院，北京１００１９１；２．上海航天电子有限公司，上海２０１８２１）　

摘要：针对直接序列扩频通信系统中的窄带强干扰信号，研究了基于即时干扰频率估计与陷波滤波器的自　适应开环干扰抑制方法。重点比较了２阶ＩＩＲ，３系数ＦＩＲ与５系数ＦＩＲ陷波滤波器对扩频信号波形畸变和系统误　码率的不同影响。探讨了使用此３种干扰抑制方法构建一个抗窄带干扰能力达６０ｄＢ以上的扩频通信系统的可行　性。研究结果表明在具有成形滤波器的直扩通信系统模型下，与ＲＳ（２５５，２２３）码结合使用，２阶ＩＩＲ陷波滤波器的　处理增益为１０２３的单纯直接序列扩频系统在信噪比一１０ｄＢ及系统误码率１０　的条件下具有６０ｄＢ以上的抗窄带　干扰能力；而使用３系数或５系数ＦＩＲ陷波滤波器的扩频通信系统不可能达到６０ｄＢ的抗窄带干扰能力。　关键词：ＩＩＲ陷波滤波器；ＦＩＲ陷波滤波器；扩频通信；窄带干扰；误码率　中图分类号：ＴＮ９７５　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—１３２８（２０１２）０４－０５００－０７　ＤＯＩ：１０．３８７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—１３２８．２０１２．０４．０１３　

Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ａｄａｐｔｉｖｅ　ＩＩＲ　Ｎｏｔｃｈ　Ｆｉｌｔｅｒ　ｉｎ　Ｓｐｒｅａｄ　

Ｓｐｅｃｔｒｕｍ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　

ＸＵＥ　Ｄｕｎ．ｗｅｉ　。ＺＨＯＵ　Ｘｕ．ｐｉｎｇ。　

（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ＆Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｏｆ　Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１９１，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ　Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０１８２１，Ｃｈｉｎａ）　

Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　２００６年２月　第１期　

直扩通信中窄带干扰的自适应抑制技术研究。　

刘　嘉”　

（电子科技大学成都６１００５４）　

摘要：针对直接序列扩频通信系统中存在窄带干扰影响信号接收的问题，给出了几种自适应　

抑制窄带干扰的方法，针对各种抑制方法给出了结论和分析，比较了各自的性能。　关键词：自适应滤波；批处理；频域批处理；重叠保留法　

中图分类号：ＴＮ９５　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２—４５５０（２００６）Ｏ１一Ｏ１１６一Ｏ３　

Ｓｅｌｆ・——Ａｄａｐｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　Ａｇａｉｎｓｔ　Ｎａｒｒｏｗ　

Ｂａｎｄ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｉｎ　ＤＳＳＳ　

Ｌｉｕ　Ｊｉ　

（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００５４）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｓｅｌｆ—ａｄａｐｔｉｎｇ＆ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｇａｉｎｓｔ　ｎａｒｒｏｗ　ｂａｎｄ　ｉｎｔｅｒ—　

ｆｅｒｅｎｃｅ　ｉｎ　ＤＳＳＳ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｍａｋｅｓ　ａ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｅｌｆ－－ａｄａｐｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ；ｂａｔｃｈ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；￣ｅｑｕｅｎｃｙ－－ｄｏｍａｉｎ　ｂａｔｃｈ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；　

ｏｖｅｒ－—ｌａｐｐｉｎｇ　ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ　

１　引言　

扩频技术具有较强的抗干扰能力和隐蔽性，直　

接序列扩频信号的通信系统在军事通信系统中获得　

越来越广泛的应用。在非合作接收通信系统中，直　

扩信号一旦混入了窄带干扰，凭借其自身的抗干扰　能力是不行的，为进一步提高扩频系统的抗干扰能　

力，可采用自适应抗干扰技术。本文主要针对直扩　信号中存在的单音干扰给出了自适应ＬＭＳ算法的　

通信技术　基于小波包变换的直扩通信窄带　干扰抑制技术研究　吴文英赵刚　（广州华商职业学院广东广州５１１３００）　摘　要：存在强窄带干扰时，扩频通信系统的性能可以通过使用各种不同的抗干扰滤波技术来进一步提高。本文研究了变换域处理法中的　小波包变换在直扩通信系统中对窄带干扰的抑制作用。仿真标明，该算法能有效的定位干扰，并通过合适的门限去除干扰。　关键词：直扩通信窄带干扰　小波包变换　中图分类号：ＴＰ３９ｌ　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—９４１６（２０１Ｉ）０７—０００８－０２　１、小波包变换基本原理　小波变换的时频元窗口能随着信号频率的不同而变化，其特征　是时频域的局部特性和时频域的分辨率的相互转换：对低频信号，　用低采样率（宽时间窗）小波，具有高的频率分辨率，低的时间分辨　率；对高频信号，用高采样率（窄时间窗）小波，具有高的时间分辨　率，低的频率分辨率。因此小波变换具有分析非平稳信号的能力，很　适合于窄带干扰的抑制。　小波包分解是从小波分析延伸出来的一种对信号更加细致的　分析与重构的方法。小波包是通过下列函数递归定义的：　（，）＝√　∑　（　）　（２卜　）　∈Ｚ　小波包变换干扰抑制过程如下：　（１）将二进制数据ｄ（　）与ＰＮ码进行相关扩频，并叠加高斯自　噪声和窄带干扰。　（２）将以ＰＮ码序列的ｃｈｉｐ速率采样的信号进行小波包变换，　得到均匀的二叉树结构。　（３）计算每一个节点小波包系数的方差６　，获取其中的最小方　差６　。　（４）将终结点每个节点小波包系数的方差与　比较，重置终　结点小波包系数信息。　（１）　（５）沿分解得到的树的反方向，利用小波包反变换（ＩＷＰＴ）进行　Ｐ２ｎ＋ｌ（　）ｎｏ（２　）　（２）　其中Ｐｏ（ｔ）为尺度函数　（ｆ），　（ｆ）为母小波函数　（ｆ），称　｛　（ｆ），　∈ｚ　）为由ｐｏ（ｔ）生成的小波包族，｛　（　），ｋ∈Ｚ｝和　｛ｇ（　）＝（一１）一ｈ（Ｌ－ｋ－Ｉ），ｋ∈ｚ｝分别是支撑长度为　的正交镜　像滤波器（ＱＭＦ）的低通滤波器组系数和高通滤波器组系数。　２、小波包变换干扰抑制　ＤＳＳＳ系统基于自适应小波包变换干扰抑制接收机模型框图如　图１所示：　并