扩频通信窄带干扰抑制滤波器的设计与仿真

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由于扩频通信具有抗干扰能力强、信息隐蔽、便于加密、任意选址和易于组网等独特的优点,自上个世纪50年代中期美国军方开始对之进行研究以来,这一技术一直广泛应用于军事通信、电子对抗以及定位、测量、移动通信等各个领域。扩频通信侦察、干扰和抗干扰、通信电子战等已成为研究热点,各国正在大力发展扩频通信系统抗干扰技术。由于扩频技术的机理在于采用相对宽的频带,使之会受到恒定窄带干扰、时变窄带干扰、脉冲干扰等各种干扰的攻击。因此,扩频通信干扰抑制技术的研究和应用具有重要的理论和实际意义。   目前,扩频通信窄带干扰的抑制技术主要有时域抑制和变换域抑制。本文的目标就是在前人研究的基础上,针对目前扩频通信窄带干扰抑制技术存在的具体问题,对其方法做进一步的改进,使其抑制性能得到提高。在这种指导思想下,本文主要内容和工作如下:   介绍了扩频通信的基本理论,包括扩频通信系统的定义、理论基础、原理、特点、扩频用的伪随机码,同时以直接序列扩频通信系统为例分析了扩频通信系统的抗干扰性能。   针对带内有固定频率多音干扰或非平稳窄带扫频干扰的扩频调制信号分别采用时域和变换域进行了抗干扰性能的研究和仿真。时域滤波器包括横向自适应滤波器和格型自适应滤波器,以及横向与格型组合自适应滤波器。对这三种形式的滤波器进行了详细的讨论和仿真,给出了这几种滤波器的结构图,并进行了一些改进。例如对非线性横向滤波器采用非线性后的误差来更新滤波器的系数,获得了更好的信干比改善性能。仿真过程中本文都统一地应用了LMS(最小均方误差)自适应算法,因为这种算法具有易于实现和快速收敛的特点。以对信干比的改善为主要参数,对这几种形式的滤波器进行了仿真和性能比较,并给出相关结果。   在变换域处理中,基于实时频域滤波的窄带干扰抑制技术对干扰的频率、个数及能量变化不敏感,因而可有效的抑制平稳的窄带干扰及时间连续的快变干扰;并且该技术可采用快速算法实时处理,大大节省了系统资源。基于此,本文研究了基于频域的干扰抑制技术。频域中的滤波算法主要TZ(threshold Zeroize)、TC(threshold Clipping,)、CMF(Condition Median Filter)等,在讨论这些算法的基础上本文改进了某些算法,例如把分段N-Sigma门限选择自适应算法改为连续自适应算法,仿真结果表明新的算法具有更好的干扰抑制性能。本文在FFT和IFFT过程中用了信号加窗和重叠处理等信号处理方法,并研究了基于滤波器组的窄带干扰抑制技术。   最后,总结该文所做的工作,对时域与变换域窄带干扰抑制的性能进行了比较。
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