直接序列扩频通信系统中的窄带干扰抑制技术研究

摘要

直接序列扩频(DSSS)通信系统广泛应用于无线通信中，其抗干扰能力由有限的处理增益决定。窄带干扰是DSSS通信系统中最常见的干扰。当干扰强度很大、干扰统计特性复杂时，处理增益不能达到抗干扰要求，导致系统不能正常工作。如何在系统中引入窄带干扰抑制技术，提高系统的抗干扰能力，是DSSS通信系统的关键技术之一，具有重要的应用前景。
　　 针对上述情况，本文主要有以下工作：
　　 ①介绍了DSSS通信系统等效模型，对信号处理过程进行了分析，阐明了处理增益和抗干扰能力的关系。在此基础上描述了系统最常见的窄带干扰，并对系统中影响最严重的一种单频干扰进行了推导分析，进一步说明了引入抗干扰技术的必要性。
　　 ②结合系统模型，对变换域和时域窄带干扰抑制技术进行了研究，设计了常用的频域处理技术和时域预测技术。设计的时域LMS预测技术对信号的损伤很小、占用资源少且硬件实现简单。针对不同类型的窄带干扰，分别对所设计的各种技术进行了仿真研究和性能对比。
　　 ③分析了传统统一抽头间隔滤波器的缺点，并针对其滤波器阶数高、预测不准确、滤波不彻底等问题，设计了一种采用变抽头间隔的预测滤波器结构，阐述了相关原理。在不同类型的窄带干扰下，对改进的预测滤波器性能进行了仿真研究，并与统一抽头间隔滤波器性能进行了对比分析。结果表明，变抽头间隔预测器降低了滤波器的阶数，对有用信号的损耗很小，占用资源少且硬件实现简单，能够有效地抑制窄带干扰，适合于实际应用。
　　 ④对频域处理和改进的时域预测技术进行了性能仿真对比，比较了两种抗干扰技术的资源占用、算法复杂度以及给系统带来的固有损耗。在此基础上，综合考虑实际DSSS通信系统的工作环境、抗干扰要求和硬件可用资源等因素，采用7阶时域变抽头间隔自适应线性预测滤波的方式，进行了窄带干扰抑制技术的硬件实现。完成了系统联调与测试，实际抗干扰能力与理论分析结果吻合。
　　 本研究结果表明，改进的时域线性预测器极大地提高了DSSS通信系统的抗窄带干扰能力。该预测滤波器已在实际中得到了有效的应用。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2扩频通信技术的原理和特点

1.3问题的提出及意义

1.4窄带干扰抑制技术的发展概况

1.5本文的主要工作

2系统模型与干扰

2.1系统模型

2.2系统常见干扰

2.3窄带干扰

2.3.1处理增益与窄带干扰

2.3.2单频干扰

2.4本章小结

3窄带干扰抑制技术研究

3.1引言

3.2变换域窄带干扰抑制技术

3.2.1基本思想

3.2.2频域抑制技术

3.2.3小波变换滤波器

3.2.4仿真及分析研究

3.3时域窄带干扰抑制技术

3.3.1基本思想

3.3.2 LMS算法

3.3.3时域线性滤波器

3.3.4时域非线性滤波器

3.3.5仿真及分析研究

3.4本章小结

4时域干扰抑制技术改进设计

4.1引言

4.2变抽头间隔滤波器

4.3改进性能研究

4.4本章小结

5窄带干扰抑制技术的比较及FPGA实现

5.1时频性能比较

5.1.1仿真对比

5.1.2资源占用及复杂度

5.1.3固有损耗

5.2系统需求

5.3硬件实现及测试

5.4本章小结

6全文总结

致谢

参考文献

附录