多音干扰对直扩接收机捕获性能影响分析.doc

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1、多音干扰对直扩接收机捕获性能影响分析作者：董冬王兴亮来源：《现代电子技术》2012年第05期摘要：结合每个信息码元内有整数个扩频码周期序列的BPSK调制直扩信号接收系统，以二维相关捕获原理为基础，分析了多音干扰对直扩接收机相关比值式捕获的性能影响，并结合PN码功率谱分析，给出较为理想的多音干扰载频位置选择方法，指出对于比值式捕获，在有用信号频率无法准确侦察的情况下，多音干扰能够有效提高干扰范围，干扰效果较好;在信号频率准确侦察的情况下，多音干扰效果较单音干扰效果差。仿真结果验证了理论分析的正确性。关键词：二维捕获；多音干扰；单音干扰；捕获

2、性能中图分类号：文献标识码：A文章编号:———SSreceiver(1.PLAUnitof95666,Chengdu610041,China;2.TelecommunicationEngineeringInstitute,AirForceEngineeringUniversity,Xi'an710077,China)Abstract：一tegralnumberewhenthecarrierfrequencycan'tbeestimatedthecarrierfrequencycanbeestimatedaccurately.Atlast,

3、thesimulationresultsvalidatethecorrectnessoftheory.Keywords：acquisitionperformance收稿日期：0引言基于DS体制的扩频系统在各种环境中得到了广泛应用，特别是在军事卫星通信、军用电台、以及无线传感网等战场环境中的应用。音调干扰由于其能量相对比较集中，具有良好的干扰效果，因此作为一种广泛采用的干扰方式［1］。而现有的文献［］对于多音干扰的分析认为多音干扰能量分散在不同的频点，对直扩系统干扰效果不好，其研究集中在多音干扰对跳频通信系统的影响，对直扩系统的干扰效果分析

4、较少；或者将多音干扰当做噪声信号进行分析，仅考虑多音干扰信号的能量，对其频率分布、能量分配研究较少。针对已有方法的不足，本文首先建立高效的伪码捕获模型，然后结合捕获模型分析多音干扰对于捕获过程的影响，并进行充分的仿真验证，最后得出结论。1伪码二维捕获系统模型及分析1.1系统模型考虑使用BPSK扩频调制的DSSS系统，期望用户的发送信号的复等效形式可表示为：当且仅当多音干扰所有的载频和相位都相等且满足时才取最大值，即等于单音干扰，由此可得对于比值式直扩捕获，单音干扰对其影响比多音干扰的效果要好。同时，在干扰信号总功率相等的前提下，多音干扰的

5、效果随着干扰数量的增加而降低。1.3m序列的功率谱函数因直扩信号的频谱为m序列的频谱与窄带信号频谱的卷积，直扩信号功率谱为若干个间隔为的窄带信号谱的叠加，其表达式如下：m序列的功率谱由基波和各次谐波组成，基波频率为，N为m序列的周期，为码元持续时间或比特长度。抽样函数包络服从分布，但最大值不位于。点，是左右对称分布于。点。因此，若需形成理想干扰，那么音频干扰的载频位置应避开频差为。点，在不考虑初始相位影响的情况下，对于比值式捕获，频差应选择在对称于0点附近的位置，其结果更为理想，如图1所示。2仿真结果及数据分析2.1接收机捕获过程及仿真结

6、果设计伪码捕获原理如图2(a)所示，捕获时信号处理流程如下：(1)中频信号采样后经数字下变频，分解为LQ两路，分别作为FFT的实部和虚部进行复数FFT运算；(2)在FFT单元中，对进来的数据做分段处理，分段的长度决定一次并行运算的长度，经FFT运算后交给后续单元；(3)在频差扫描单元利用正交下变频时域复指数相乘等效于频域偏移的原理，对数据的频域信号进行移位来实现捕获时的频率搜索(4)把数据段和地址段的FFT结果在频域相乘，然后进行IFFT运算，存储结果；(5)寻找相关峰，将最高峰取出与次高峰相比；(6)如果比值大于设定的门限，则进行精确的

7、频率、相位估计，如果小于门限，则捕获失败。举例验证接收机的性能：假设信息载频为，调制信息为±1,BPSK调制，信息速率为，1个信息码采用1个周期的255位PN码进行扩频。接收机经100次仿真，每次采集49999个信息码，每个扩频码片采集4个点，在无干扰的情况下，信息经高斯白噪声信道，经接收机捕获和跟踪后的误码率计算值和理论值的比较示意图，如图2(b)所示。从图可得，两条曲线非常吻合，说明接收机模型准确，可满足对以下分析的需要。2.2捕获性能仿真结果2.2.1三音干扰载频位置不同时的捕获性能比较图为干扰信号幅度为4/3时，载频为-信息速率为

8、1kHz),SNR=-12dB时的捕获情况;图3(b)为干扰信号载频为(510-100)kHz,(510+100)下直扩接收机的捕获情况。所有干扰的初始相位及幅度相等。从图中捕获峰值和旁瓣的分