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1、扩频通信中窄带干扰变换域滤波专业：电子与通信工程姓名：学号：目录摘要-2-一、扩频通信中抗窄带干扰-3-二、自适应LMS算法简介-3-2.1LMS算法的权值计算-3-2.2LMS算法加权矢量的过渡过程-4-2.3LMS算法性能函数的过渡过程-5-三、变换域滤波-6-3.1、变换域滤波-6-3.1.1变换域滤波的优点-6-3.1.2变换域滤波的处理方法-6-3.2基于DFT的窄带干扰滤波技术-6-3.2.1窄带干扰滤波算法框图-7-3.2.2检测门限的确定-7-四、仿真结果-8-五、分析和总结-11-六、
2、附录-11-摘要在现有的许多通信技术中，扩频通信技术因为具有独特的抗干扰能力以及严格的保密性而在军事通信领域备受欢迎。当前，在扩频通信中对窄带干扰的抑制技术主要有时域抑制和变换域抑制。本报告研究前人的论文基础上，在对其中涉及的变换域窄带抑制技术自行进行了MATLAB编程仿真，并对仿真结果进行了分析。同时，在时域抑制技术中采用了自适应LMS滤波进行比较。一、扩频通信中抗窄带干扰由于扩频通信具有抗干扰能力强、信息隐蔽、任意选址等优点，人们正在大力发展扩频通信系统抗干扰技术。另外，扩频技术采用相对宽的频带，使
3、之会受到恒定窄带干扰、脉冲干扰等各种干扰的攻击。因此，对于扩频通信中抑制干扰具有实际意义。扩频通信技术是在发送端信号通过伪随机码调制被扩展到很宽的频带上发送,在接收端扩频信号解调,带宽被压缩,恢复成原来窄带信号川。干扰信号与扩频伪随机码不相关,被扩展到很宽的频带上后,进入到与有用信号同频带内的干扰信号的功率大大减少,从而增加了输出信号的信噪功率比,因此扩频通信具有很强的抗干扰能力。抗干扰能力随着频带的扩展倍数增加而增加。频谱扩展的越宽,抗干扰的能力也就越强。换句话说就是因为扩频系统通过解扩,把干扰的频带
4、展宽从而使之幅度降低。但是,当干扰的幅度很大时,单纯的扩频通信体制对干扰的抑制不够,就会造成大量误码,使通信系统的性能降低。二、自适应LMS算法简介LMS算法是由Widrow和Hoff在1960年提出的，该算法基于最小均方误差准则，在梯度法的基础上，通过改进均方误差梯度的估计值计算方法，取单个误差样本平方的梯度作为均方梯度误差的估计值。2.1LMS算法的权值计算估计用一条样本曲线进行计算，公式如下：(2.1.1)其中(2.1.2)所以(2.1.3)(2.1.4)(2.1.5)FIR滤波器中的第i个权系数
5、的计算公式为(2.1.6)根据2.1.4式，对梯度估计值求统计平均，得到（2.1.7）2.2LMS算法加权矢量的过渡过程加权矢量的统计平均为：(2.2.1)LMS算法加权矢量的收敛条件为(2.2.2)收敛条件还可表示为(2.2.3)的大小对收敛的影响如下图最终得到：(2.2.4)根据(2.2.4)式可得(2.2.5)最终，第i个权系数可以表示成(2.2.6)(2.2.7)2.3LMS算法性能函数的过渡过程信号误差为(2.3.1)其中，最佳误差信号为(2.3.2)按照前一式得出方差误差表示式(2.3.3)
6、假定Xj和Vj不相关，上式中最后一项为0，那么(2.3.4)经过推导得到(2.3.5)三、变换域滤波3.1、变换域滤波由于时域抗干扰算法收敛速度慢,对快变的干扰抑制效果差的缺点,许多文献提出了基于变换域的干扰抑制算法。变换域窄带技术具有很多优点,被认为是一种具有很大潜力的窄带干扰抑制技术。有些在时域方面很复杂的滤波过程可以通过傅里叶变换在频域方面通过简单的相乘来完成,而且有些时域无法实现的理想的滤波器传递函数,如矩形滤波器等,在频域上也可以很方便地实现。在扩频通信领域,变换域处理技术也可以很好的抑制干扰
7、并提高系统性能。变换域信号处理就是把信号变换或者说映射到一个另外的空间去进行处理。变换域干扰抑制原理就是要寻找一种合适的变换把干扰映射成为冲激函数,同时把有用信号映射成与干扰相互正交的、谱特性平坦的信号波形。为了能保证反变换的存在,这种变换必须是唯一而且是非歧义性的。通过这种变换,才能在不损失有效的信号成分的条件下把干扰所对应的变换域系数置零,然后再通过反变换恢复出有用信号。3.1.1变换域滤波的优点1、时域复杂的滤波过程可以通过变换域中简单的运算完成；2、变换域中设计滤波器比时域直接、简单、更易达到期
8、望性能。3、变换域技术能快速调整、处理速度远远超过时域预测方法，在干扰的统计特性经常变化时，有明显的优势。3.1.2变换域滤波的处理方法变换域滤波有两种处理方法1、将时域信号映射到另一个“域”直接处理，且处理后直接得到所需的时域信号,而不需要进行域的反变换，如变换域串行LMS算法;2、将时域信号映射到另一个进行滤波，滤波后的信号再通过反变换处理，获得时域信号，如频域块LMS算法、变换域抗窄带干扰技术。后一种处理方法应用的更为广泛，滤波效果更
