直扩通信系统中的窄带干扰抑制及仿真:直接序列扩频系统如何抑制窄带干扰

　　摘 要:该文针对直扩通信系统在抗窄带干扰方面的局限性,提出在解扩前应用自适应窄带干扰抑制技术,并进行了仿真,仿真结果表明,直扩通信系统中采用自适应窄带干扰抑制技术,可有效的抑制强窄带干扰,保证通信系统数据传输的正确性。
　　关键词:窄带干扰抑制 抗干扰性能分析 仿真
　　中图分类号:TN974 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0032-01直接序列扩频通信因本身所固有的扩频增益可以提供较强的抗干扰能力,因而在军事通信中被广泛运用;然而随着现代干扰技术的发展,干扰手段是越来越多。在存在强窄带干扰的情况下,扩频通信系统性能会严重恶化,此时可用信号处理技术来弥补扩频处理增益的不足,通过信号处理的技术在不提高系统处理增益的情况下增强系统的干扰抑制能力。本文主要讨论在解扩前采用时域自适应窄带干扰抑制技术进行抗强窄带干扰。
　　1 时域窄带干扰抑制技术基本原理
　　时域窄带干扰抑制技术主要是利用自适应的算法来调整一个横向滤波器的系数,以达到抑制干扰的目的。窄带干扰是非高斯的,样值间有很强的相关性,可以从过去取样值来估计当前样值;而扩频信号和噪声频谱平坦,以切普率取样的样值之间几乎不相关。当接收信号同时包含宽带成分和窄带成分时,如果产生一个接收信号的预测值,那么预测值中将主要是窄带信号的预测值。利用窄带信号和宽带信号在可预测性上的差异,得到一个窄带干扰的精确复制,然后在接收信号中消除复制出的信号,从而达到抑制窄带干扰的目的。
　　时域窄带干扰抑制技术的优点是不需要很多干扰信号的先验知识,就可以有效地抑制窄带干扰,且基于时域的抑制技术能更彻底的抑制干扰,但自适应算法需要迭代运算,需要收敛时间,使得实时性比较差,同时其收敛速度慢,往往只能处理平稳的窄带干扰。
　　基于最速下降法的LMS算法的迭代公式如下:
　　(1)
　　(2)
　　其中μ为步长因子。
　　设x(k)包含正弦干扰信号和扩频信号b(k),以同频率的正弦信号作为理想参考信号,系统框图如图1所示。
　　2 时域自适应窄带干扰抑制技术在扩频通信系统中仿真及分析
　　对于采用时域窄带干扰抑制方法进行仿真,系统仿真参数设置如下,码元速率256kbps,比特速率512kbps,调制方式采用BPSK,扩频序列采用m序列,序列阶数为3阶,扩频因子31,信干比-35dB,窄带干扰信号采用正弦信号,FIR滤波器的阶数N(即滤波器抽头个数)为128,自适应步长u=0.0002,输入信号抽样点数(即数据长度)为1024,采用LMS时域自适应算法进行滤波,滤波前后信号频谱图如图3、图4所示。
　　图2为扩频信号频谱,图3为加有点频干扰的接收到的扩频信号频谱,从图中可以看出有明显的干扰,图4为经过滤波后的信号频谱,从图中可以看出在干扰信号频点附近频谱明显下陷,即干扰信号得到了抑制,当然接收信号能量也受到了一定程度的损失,小部分的频谱损失对接收的影响非常有限,不影响后面的解扩处理。
　　3 通信系统抗干扰性能分析
　　衡量一个通信系统的抗干扰能力的指标就是抗干扰容限,本系统中采用扩频技术和自适应干扰抑制技术:扩频倍数31,处理增益为10log31=14.9dB,解调所需Eb/n0为10dB,抗干扰容限＝14.9-10＝4.9dB,采用自适应窄带干扰抑制技术后,从仿真结果可看出,窄带干扰抑制能力提高了近20dB。因此,在系统遇到强窄带干扰的情况下,采用在解扩前将窄带干扰抑制掉,再进行解扩,是一种很好的抗强窄带干扰的方法。
　　4 结语
　　文章针对扩频通信中在抗强窄带干扰方面存在的局限性,提出在扩频通信系统中采用自适应干扰抑制技术,并进行了仿真,仿真结果表明,系统抗干扰效果显著增强,为提高通信系统的抗干扰性能的工程实现奠定了基础,具有一定的现实意义。
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