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1、文章编号：1009-8119（2006）01-0045-03IIR格型自适应陷波器在直接扩频序列系统中抗窄带干扰吴昌磊(北京理工大学信息工程学院电子工程系，北京100081)摘要介绍了一种直接扩频系统中抗窄带干扰的自适应IIR陷波滤波算法。通过谱线增强器估计干扰的瞬时频率和功率，采用一种IIR自适应格型陷波滤波技术，调整陷波器的深度和宽度,提高了输出信号信噪比。关键词窄带干扰，自适应IIR陷波滤波器，自适应谱线增强器，抗干扰AntiNarrow-bandInterferenceinDSSSSystemsUsingAdaptiveIIRNotchFilterWuC
2、hanglei（DeptofElectronicEngineering，BeijingInsitituteofTechnology，Beijing100081）AbstractAnanti-jammingalgorithmfornarrow-bandinterferenceindirectsequencespreadspectrumsystems,whichisbasedontheadaptiveIIRnotchfilteringisintroduced.Anadaptivelineenhancer(ALE)isusedtoestimatetheinstanta
3、neousfrequencyandpowerofinterference，thedepthofthenotchisadjustedbyusingtheadaptivelatticeIIRnotchfilter,soastoimprovetheSNRofoutputsignal.KeywordsNarrow-bandinterference，AdaptiveIIRnotchfilter，Adaptivelineenhancer，Anti-jamming1引言直接序列扩频通信可以有效地抵抗来自信道中的窄带干扰。在一个直扩通信系统中,扩频是通过伪噪声序列(PN)对发送
4、的信息数据进行调制来实现的。在接收端,原伪噪声序列和所收信号的相关运算可将窄带干扰扩展到DS信号的整个频带,使干扰等效为幅度较低频谱较平坦的噪声；同时，将DS信号解扩,恢复原始信息数据。当干扰足够强时,扩频系统的处理增益不够大,无法有效地衰减干扰,可能增加误码率,甚至可能使得接收机无法正常工作。为了抗强干扰噪声,一般在接收处理前加上一个滤波器进行预处理。通常采用非时变-线性估计的方法。在非高斯噪声条件下,非线性估计能够提供更好的信噪比。由于窄带干扰是非高斯的,样值间有很强的相关性,可以由过去样值来估计当前样值；而DS信号频谱平坦,与Chips率取样的样值之间几乎
5、不相关,所以解扩前对信号滤波,从当前信号中减去干扰估值,再将差信号与PN码进行相关解扩,可大大提高直扩通信系统的性能。 DS序列是独立同分布的二进制序列,是非高斯的,由信号滤波理论可知,这时的最优滤波是非线性的。考虑到实际应用中干扰信号是未知的、时变的,因而更有效的滤波是自适应非线性滤波。另外,与传统的线性和非线性滤波器相比,特别是在检测和捕获非平稳信号时,格型IIR陷波滤波器有着更好的性能,采用陷波技术预先滤除强干扰。但是一旦陷波滤波器的零点在单位圆上,就会形成无限陷波深度,将有用信息也作为干扰滤除掉,造成信息丢失。为了自适应地改变陷波滤波器深度和陷波频率,
6、本文将输出信噪比作为滤波器输出标准,根据估计的干扰频率和干扰功率,推导了优化的陷波滤波器的深度。仿真结果表明此种改进型格型陷波算法与传统算法相比,有着更高的输出信噪比性能,在强干扰下,性能更加突出。2自适应IIR格型陷波滤波器结构自适应IIR格型陷波器由IIR格型陷波滤波器和自适应谱线增强器组成，其结构图如图1所示。图1自适应格型IIR滤波器结构图IIR格型陷波滤波器的传输函数可表示为(1)其中:k0对应着干扰频率,通过调整k1、就可以分别控制陷波的深度和宽度。其信号处理流图如图2所示。图3为陷波深度和宽度与k1和的关系图图2.IIR格型陷波器结构图图3.陷波深
7、度和宽度与k1和的关系（a为陷波深度和宽度与k1的关系，b为陷波深度和宽度与的关系）在处理时通过自适应谱线增强器（ALE）估计出干扰频率和干信比,自适应格型IIR陷波滤波器在滤除干扰的同时,也衰减了部分有用信息。采用RLS算法对窄带信号频率进行捕获并且放大了余弦信号,其算法归结如下：(2a)(2b)(2c)(2d)(2e)其中：，分别是平滑因子和遗忘因子。把作为n时刻的估计值,是陷波频率,即余弦干扰信号的频率。设窄带干扰j(t)加在高斯白噪声w(t)中,且相互独立,接收到的信号为v(n)=p(n)+j(n)+w(n)。其中p(n)表示有用信息,且,自适应滤波器输
8、出为：(3)输出信噪比为
