采用变换域自适应技术抑制ds扩频通信中的窄带干扰

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1、采用变换域自适应技术抑制DS扩频通信中的窄带干扰AdaptedTechnologyforDSSpreadSpectrumReceiverswhichEmployModulatedLappedTransformtoExciseInterference(江苏大学)潘波宋雪桦Pan,boSong,Xuehua摘要：为了去除DS扩频系统的窄带干扰，本文提出利用调制重叠变换（MLT）把接收信号映射到变换域，然后应用变换域自适应滤波技术进行抗干扰处理，计算机仿真结果表明该算法可取得对抗干扰很大的阻带衰减，并且系统性能不随干扰频率和干扰带宽的变化而变化，而且能实

2、时实现，本中讨论了实现时应注意的问题，可以预见MLT很有希望取代传统的块变换。关键词：调制重叠变换;扩频通信;变换域自适应技术中图分类号：TN914文献标识码:AAbstract:Inthispaper,itisshownthattheperformanceofadirectspectrum(DS/SS)receiverwhichincorporatesmodulatedlappedtransform(MLT)toexcisenarrowbandinterferenceisbetterthanblocktransformandcanbeimplem

3、entedinthehardwareinrealtime.MLTcanbeconsideredasaworthytransforminapplication.1引言随着通信技术的高速发展，许多新的技术不断应用到通信领域，促进了各种新型通信系统的开发和研制。尤其是军事通信，干扰和抗干扰的对抗日趋激烈，抗干扰已成为重点考虑的问题。扩频技术一直是军事通信的专用技术，自从1985年美国联邦通信委员会（FCC）开放了三个商用频带，扩频技术凭借其抗干扰能力强、信号功率谱密度低、有良好的抗衰落性能以及频带利用率高，并可实现码分多址等优点，已获得了广泛应用。其中扩

4、频CDMA技术已被确立为构筑第三代移动通信系统IMT-2000的基本框架。理论上讲通过提高扩频增益可以提供足够的抗干扰能力。但在一些强干扰情况时，由于诸多因素，如带宽、接收机的复杂程度的限制，使得不能无限制地提高扩频增益，这时可采用数字信号处理技术，如变换域处理和自适应滤波技术，可在不增加带宽地情况下，提高处理增益，更有效地抑制干扰。2变换域接收机的基本原理变换域的乘积相当于时域的卷积，选择合适的变换域函数，用它乘以输入信号的变换值，相当于在变换域对信号进行滤波，因此输入信号在变换域重现的过程可看成对一组输出滤波器的抽取，即子带滤波。基于变换域处理

5、技术抑制干扰的一般结构可用图1表示图中T和T-1分别代表N点的正交变换的正变换及其反变换，α为权值向量（或称为变换域滤波系数）。这种接收机需要经过变换和反变换两个过程，运算量加倍，在实时实现时不一定能满足需要，因此可采用以下的改进方法：即信号进行变换后，经变换域滤波，然后在变换域进行解扩。只是伪随机码不能再用时域的c(n)，而要采用频域的，ф为变换矩阵。2.1变换的选择为了能更有效地抑制干扰，就必须选择一种合适的变换，使之方便地分离有用信号和干扰成分，并且要求该变换能最大限度地压缩干扰能量，同时尽可能地扩散有用信号的能量。在这一点上，重叠变换（LT

6、）表现出了很好的性能，并且可用快速算法实现。例如可选择K=1的调制重叠变换（MLT），其变换矩阵的基函数ф可定义为：（1）其中。可选h(n)为半正弦（half-sine）窗函数，使变换满足精确重构条件，详细介绍可参阅（2）图2给出了M=64，用半正弦窗函数作为低通原型滤波器的前四个基函数和幅度响应。由图知，MLT基函数所对应的阻带衰减接近23.5dB，而传统的DFT阻带衰减只有13dB，因此可以看出MLT有非常好的滤波特性。图2(a)MLT的前四个基函数(b)MLT基函数的幅度响应另外，要实时实现，必须考虑该变换的计算量，从文献知MLT的计算量为(

7、3)(4)其中α(M)表示加法次数，μ(M)表示乘法次数，M为子带数，K为重叠因子。MLT的计算量与块变换相比稍微多一点，但若采用高效的DSP芯片以及合理编程，我们发现其开销与块变换差不多，这将在第三部分详细介绍。2.2加权矢量的选择α的不同选法代表了不同的变换域滤波效果。最简单的方法为阈值法：即事先设定一个阈值，大于阈值的变换域系数乘0（αi=0），其余的乘1（αi=1）。该算法适用于强干扰情况，对阈值要求不高，并且硬件实现非常方便。其他方法可采用k-bin算法或中值滤波等。我们采用改进的阈值法——自适应阈值法，方法如下：对一组变换域系数幅值求平

8、均值，设定高于平均值倍n以上的系数置0，其余不变。n根据实际情况合理的选择值，对大干扰如干信比为5～10时，可取n=2~3