频移滤波器信号分离的DSP实现及其抗干扰性能研究

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1、摘要本课题是国家自然科学基金项目“循环平稳理论在复杂无线通信系统中的若干算法研究”(60472053)和江苏省高技术研究项目“个人信息终端在智能化信息家电中的应用技术研究”(BG2006002)的研究内容之一，其主要任务包括频移滤波器的性能分析、频移滤波器的数字信号处理器(DSP，DigitalSignalProcessor)实现、频移滤波器抗干扰应用的研究以及家域网系统的开发四个方面。理论部分重点研究了直接序列扩频系统中的频移滤波器窄带干扰抑制的性能分析和频移滤波器在多个无线个域网接入家域网场

2、景中的抗干扰应用；实践部分主要是参与在DSP平台上实现用于频谱重叠信号分离的频移滤波器以及参与实现基于蓝牙的家域网多重接入控制系统。论文首先对直接序列扩频系统中的频移滤波器窄带干扰抑制进行了性能分析。在循环平稳理论和频移滤波器原理的基础上，提出了频移滤波器在直接序列扩频系统中的窄带干扰抑制模型与算法，分析了频移滤波器最小均方误差在不同训练序列下的等效性及其随数据积累点数变化的收敛特性，推导了基于近似高斯分布假设下系统误码率的表达式，分析了频移滤波器和传统时域滤波器抗干扰性能的差异，并给出了这种差

3、异与系统扩频因子以及所采用的循环频率个数的关系。仿真结果验证了理论分析和推导，论证了该模型和算法的可行性与优越性。在频移滤波器的DSP实现方面，参与了DSP信号分离程序的编写与调试工作。论文在分别介绍了DSP系统和DSP开发平台之后，重点论述了DSP程序设计与系统调试情况，阐明了用于频谱重叠信号分离的频移滤波器的DSP实现过程，并通过一系列的频谱重叠信号分离前后的频谱效果对比图论证了DSP实现的频移滤波器优良的信号分离性能。在抗干扰应用方面，介绍了家域网和无线个域网的总体结构及其使用的主要无线通

4、信协议，提出了多个无线个域网接入家域网的总体结构和安全接入机制，分析了IEEE802．1lb、Bluetooth与Zigbee的频谱互干扰问题以及频移滤波器信号分离的原理，提出了频移滤波器在多个无线个域网接入家域网场景中的抗干扰模型。仿真结果验证了频移滤波器在2．4GHz频段良好的抗干扰性能。在家域网系统的设计与实现方面，参与研制了基于蓝牙的家域网多重接入控制系统，主要工作侧重于家域网网关程序和信息家电蓝牙模块程序的编写与调试工作。基于蓝牙的家域网多重接入控制包括家域网Intemet接入控制、家

5、域网PSTN(PublicSwitchedTelephoneNetwork)接入控制和家庭控制子网的实现。此外。还简单论述了基于IEEE802．1lb的家域网视频传输的设计与实现。关键词：循环平稳；频移滤波器；性能分析；DSP：信号分离；抗干扰；无线个域网；家域网AbstractTheresearchsubjectofthisthesisissupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChinaandtheHigllTechnologyRese

6、archandDevelopmentProgramofJiangsuProvince．whichalenamedResearchofCyclostationaryTheoryintheWirelessCommunicationSystems(60472053)andApplicationsofPersonalInformationTerminalinIntellectiveHomeElectricalAppliancesmG2006002)respectively．Itsmaintaskincl

7、udestheperformanceanalysisoftheFRESH(FREquency—SHift)filter,theimplementationoftheFRESHfilteronaDSP(DigitalSignalProcessor)boardforsignalseparation．theresearchontheanti—interferenceapplicationoftheFRESHfilterandthedesign&implementationofHAN(HomeAreaN

8、etwork)．Inthetheoryresearchpart，theperformanceanalysisoftheFRESHfilterinDSSS(DirectSequenceSpreadSpectrum)systemforNBI(NarrowBandInterference)suppressionandtheanti—interferenceapplicationoftheFRESHfilterinthescenarioofmultipleWPANs(WirelessPersonalAr