一种实用的DS信号抗干扰技术

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细胞暗战-夜深人静的近义词

一种实用的DS信号抗干扰技术
2023年11月3日发(作者:价格控制)

2011年第3期

11,No.3

CⅡtONIC WARFARE

总第138期

Seres No.138

种实用的DS信号抗干扰技术

王永民

(空军工程大学电讯工程学院,西安710077)

研究了Ds信号的相位谱接收方法,给出了基于加窗DFF的迭代实现算法,讨论

了该算法在DS系统抑制窄带干扰中的应用。给出了该算法与常规DS信号接收方法及

未加窗情况下,在不同干扰下的对比数值仿真结果。

关键词DS扩谱窄带干扰抑制相位谱加窗Db3'迭代算法

A Practcal Interference Rejecton n DS Spread Spectrum System

Wang Yongmin

(The Telecommunicaton Engineerng Instute, Force Engineerng Universiy,Xi’an 710077,China)

Abstract:The DS signa reception based Oil phase spectrum processing is discussed and a iterative

algorhm of windowe DFT is prsented.The agorthm Call be used to mitigate narrowed interfer-

ence in DS system.Numerc simulation rsults of DS signal receiving in narro ̄ad interfernce en-

vironment support that performance using te agorhm better tan non・prprocessed approach and

un—wndowed agorhm.

Keywords:DS sprad spctrum;narrowband interernce suppression;phase spectrum;wndowed

DFI";iterative algorhm

DS做为一种抗干扰的技术已经广泛应用在

FFr结果的统计量,直到统计检验结果满足要求。

上述方法的实用的最大难点是计算量大,难以保 军事无线电系统中,但是在带宽受限情况下,DS

证实时性要求。文献[12]给出了一种利用迭代

DbT进行DS相位谱接收的方法,可以有效实现对 抑制效果也不理想。采用变换域技术是增强DS

系统的抗干扰能力有限,对于强窄带/单音干扰的

系统抑制窄带干扰的能力的有效方法,目前已经 窄带干扰的抑制,由于该算法不需要检测干扰和

有大量的研究成果相继发表【卜引。重叠变换、小 信号的电平,处理比较简便,易于实现。文献[7]

波变换等方法被应用在窄带干扰检测和抑制中,

此类方法在抑制干扰之前均要对于扰情况进行检

测、估计,然后基于某种准则对于扰加以抑制或删

除。文献[2]中给出了基于重叠变换、调制重叠变

中给出了频域硬限幅的窄带干扰抑制方法,并讨

论了不同限幅幅度情况下,重构信号的能量损失。

实际上,当硬限幅幅度取值很小时,频域的硬限幅

就接近于只保留相位谱的信号处理方式。文献

[7]中没有讨论实际中限幅幅度的提取方法,而是 换的窄带干扰删除方法,但要求变换输入向量边

直接取纯信号的幅度谱最大值。而实际接收信号

的幅度谱会受到干扰的影响,因此实际应用该方 成PN码的同步,但在强窄带干扰条件下,这是难

法时,必须对干扰情况进行检测以提取合适的限 以实现的。文献[4]中的方法则需要反复计算

界与数据比特对齐,这隐含了在干扰删除前要完

收稿日期:2010年9月13目

总第138期 王永民:一种实用的Ds信号抗干扰技术 31

幅幅度,相位谱接收方法则不需要对干扰进行检

测。

在文献[12]基础上,本文给出了基于加窗

DFT的算法,可以有效改善频谱泄漏引起的性能

损失。同n,JH窗处理后,计算信号频谱的动态范

围增大,可做为信号侦察的频谱计算方法,同时实

现信号接收及干扰抑制。利用频谱数据可以直接

进行变换域滤波、实现信号的正交变换,大大扩展

了该算法的应用范围。

余弦窗DFI'迭代算法

关于迭代的DFF算法,前人已经作了相应的

研究l_6],这里以相邻的两次运算结果为例,假设采

样序列为 (n),凡=0,1,2……,前/,点 (0),

(1),……, (Ⅳ一1)信号的DFT为:

N—I

):∑ (n)e—以努 (1)

n=0

当采入一个新的数据 (N)后,当前Ⅳ点数

据x(1), (2),……, (,v)的DVF为

):∑

[X,v(k)一 (0)+ (,v)】ej (2)

由于实信号的DVF变换具有共轭对称特性,

因此,上述迭代计算只需要计算 =0,l,……,

N/2点的变换即可。

K+1项系数的单边余弦窗函数为:

/( ):∑M(

1) (。 +。一

m=0

rz=0,1,…,N一】

其中:∑。 :1,如当M=0时, (n)=1,为矩

n=0

形窗;当M=1,n0=0l=0.5时为汉宁窗。

定义MOD(k,N)为k取模~运算,根据文献

[11],加窗DFr结果为:

础( ):∑(一1) [MOD(k—m)】+

"l=0

[MOD(k+m)]) (3)

如窗函数为汉宁窗时:

墨(k)=0.5XN(k)一0.25XN[MOD(k一1)】一

0,25XN[MOD(k+1)】

相位谱接收处理

设当前Ⅳ点数据的加窗DFT为

(k)= (k)+ (k)=

(k){):

)J【cosON(k)+sn (k)】 4)

取DFT的相位谱处理后的DFT设为:

』v

+i)(

由于 (k)= (N—k),容易得到

,v

(k)=X 寿(N—k),即相位谱接收处理后得到

的频域数据依然满足共轭对称特性,其反变换依

然为~实信号,这样,在进行反变换时,只需考虑

反变换的实部。根据文献[12],设反变换后的数

据为 (m),则当前输出时域数据为

):丁)+(_

∑(一1)os0, (6

在加性白噪声信道中,无干扰由于频域削波

处理中,将所有数字频谱同等看待,因此会使得信

号带外的干扰增强,尤其是采样率相对PN码切

普速率高很多的情况下。对这种影响,可以采用

置信号带外谱为0的方法来消除。此时在进行迭

代DFF时,不必计算信号带外谱分量,在反变换

运算时相应的数字频域点不参与运算,可以减少

迭代时的运算量,同时可以进一步降低带外干扰

的影响。

采用加窗DFT后的相位谱接收,在加性高斯

白噪声干扰下的性能下降约ldB[ ],一般情况下,

该损失可以接受。

数值仿真

数值仿真中取PN码为64位M序列,PN码

切普速率为I,采样率为8,载波频率为2,DFT变

换长度取一个PN码周期,为512点变换,DFI1窗

函数为布莱克曼窗,给出的仿真图的是匹配输出

的基带波形。

32 电子对抗 2011年第3期

图1给出了叠加3个连续波干扰的仿真结

果,仿真中白噪声功率比信号强3dB,同时加入了

三个连续波干扰,干扰频率分别为1.78、2、2.206,

功率分别比信号强33dB、31.8dB和30dB。为了

对比方便,图中从上至下依次给出了采用加窗相

位谱接收、未加窗相位谱接收和未经处理的匹配 为一种通用的信号处理算法,用于对无线电信号

化研究的一个重要方面。本文给出的相位谱接收

迭代算法可以有效提高算法实现时的处理速度,

满足对宽带信号接收时的处理要求。仿真结果显

示该方法可以显著提高Ds系统抗窄带干扰的能

力,同时文中给出的加窗DgI'迭代算法还可以做

输出结果,以下给出的仿真结果与之类似。 侦察、接收等方面。

图1叠加了3个连续波干扰后的接收信号

从图1可见,在强连续波干扰情况下,常规的

接收方法已经无法正常接收,而采用相位谱接收

处理后,对连续波干扰的抑制能力明显增强;未加

窗情况下,由于干扰的频谱泄漏,对于干扰的抑制

效果并不理想,而加窗后处理后的接收信号效果

仍然可以接受。

图2叠加了2个窄带干扰后的接收信号

图2给出了两个窄带干扰情况下的对比结

果,干扰频率分别为1.76、2.2,功率分别比信号强

26dB、23dB,窄带干扰为BPSK调制干扰,数据速

率与Ds信号相等,其它仿真条件与图1的相同。

从仿真过程中可以看到,由于干扰带宽变宽,

相位谱接收对干扰的抑制能力相对连续波干扰有

所降低,但依然远远好于未经处理的接收方式。

而加窗处理的效果也优于未加窗时的情况。

结论

采用变换域处理抑制窄带干扰是一种有效增

强DS系统抗干扰能力的方法,如何降低算法的

运算量、提高处理速度是变换域抗干扰技术实用

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作者简介

王永民(13一),男,吉林梅河口人,副教授,主要从事

通信对抗技术研究。

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一种实用的DS信号抗干扰技术

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