变换域窄带干扰抑制.pptx

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1、 变换域窄带干扰抑制技术主要内容技术背景相关技术分类变换域窄带干扰抑制概述加窗处理频域窄带干扰抑制算法研究常用陷波算法分析技术背景由扩频理论可知，扩频通信系统的抗窄带干扰(NBI)的能力是与扩频增益成正比的，当扩频增益受限时，为了在接收端获得较好的误码性能，必须在解扩前对信号进行预处理。技术分类时域窄带干扰抑制码辅助技术变换域窄带干扰抑制变换域窄带干扰抑制概述变换域窄带干扰抑制主要是利用窄带干扰(NBI)信号的功率谱集中在很窄的频带中、表现为脉冲形式这一特点，通过合适的变换，将干扰映射到有限的变换域子带，同时把有用信号尽可能地扩散在整个变换域中，映射成与干扰正交的，具有平坦谱特性的波形。然后判

2、断干扰的位置和带宽，采用合适的陷波算法有效抑制干扰信号。变换域窄带干扰抑制概述变换域窄带干扰抑制的原理如图变换域的干扰抑制方法有很多种，主要区别在于信号变换方式、干扰检测及陷波算法。基于FFT的频域抗干扰算法如图加窗处理DFT变换隐含了对长度为N 的截断序列进行周期拓展，如果截断后序列在边界不连续，则会导致信号经过DFT 变换之后出现能量泄漏，从而使窄带干扰信号的能量对临近的频谱产生严重的“污染”，为了减轻DFT 变换引起的能量泄漏，常用的方法是在对信号进行DFT 之前进行加窗，窗函数的引入使得截断序列的边界变得平滑，因此可以减轻DFT 的能量泄漏问题加窗处理设 为接收信号的样本序列，记为其中

3、，为信号序列，为干扰序列，为噪声。对 进行时域加窗处理，窗函数为 ，则处理后的信号为加窗处理另一方面，窗函数的引入也会使得信号波形产生失真，通常用信号的信噪比损失来衡量加窗对信号的影响，定义如下：频域窄带干扰抑制算法研究实际系统中，干扰和信号都是时变的，因此，干扰抑制所用门限就不应该是固定不变的，干扰门限过高达不到抑制干扰的效果，过低又可能对有用信号带来严重损失。门限的选择应当以接收信号的统计特性为依据。将加窗处理后的接收信号 经DFT变换到频域，记为：频域窄带干扰抑制算法研究根据高斯白噪声的特性，其频谱仍为高斯随机过程；另外当N足够大时，扩频信号的频谱近似为高斯正态分布。因而扩频信号加高斯白

4、噪声的频谱，可以近似看成是高斯分布的。当施加干扰以后，未被影响的频谱成分仍然是高斯分布的，但存在干扰的频点上就不再是高斯分布，在这些频点上信号的分布要高于期望信号分量，也就是说频域内信号的方差增大了。干扰的强度越大，这种影响越大，信号在偏离均值的地方出现的可能性越大。这就说明，干扰门限的设置应当以信号均值为基础，但是与信号方差有很大的关系。频域窄带干扰抑制算法研究设 的方差为 ，可得 的估计值 ：其中，为 个 值的算术平均。下面给出基于上述分析的干扰抑制算法原理图：频域窄带干扰抑制算法研究频域滤波器设计可作以下考虑：其一是将频谱幅值高于门限的点置零而其它点的值保持不变，这种方法实现起来非常简单

5、，接收信号经FFT变换到频域，每个频点与频域干扰抑制滤波器对应系数(相乘。在乘以1的点，信号不改变；在乘以0的点，该频点的功率被完全滤除，从而实现了窄带干扰的抑制。其二是对频谱高于门限值的点进行插值补偿，而不是简单的置零，使信号在该频带中和其它频段一样是平稳的；同时可以利用信号的斜率、幅值等因素来综合确定频带宽度，然后经过IFFT进行信号重构，而获得更好的滤波效果。常用陷波算法分析陷波算法的基本原理是当确定变换域系数包含干扰成分时，把该系数置为零或某个定值，否则不改变变换域系数的值。变换域被干扰谱线的确定及陷波算法的选择直接决定了系统抗干扰的性能。下面是基于门限滤波的陷波算法原理框图，如图常用

6、陷波算法分析进入干扰抑制模块的信号经N点FFT变换后，在扩频带宽范围内被分成N个频率块，每个频率块包含了扩频信号的子带信号能量。将第 块的能量定义为 ，检测门限记为 ，接下来就介绍几种常用的陷波算法的原理。常用陷波算法分析一阶矩法这种算法的门限检测采用一阶矩的形式，门限值定义为：其中 为门限优化系数，为均值，可以采用统计的方法进行估算：一阶矩法最大的特点就是简单，需要的计算量小，然而单靠均值很难反应出干扰的强弱变化，该算法主要用于存在强窄带干扰的场合。常用陷波算法分析二阶矩法二阶矩法中的门限选择为：其中 为门限优化因子，它可以通过参数提取过程中对干扰能量和带宽的估计来调节，以得到更好的处理效果。为均值，为幅度方差的均方根。二阶矩法在接收数据均值的基础上，进一步考虑了反应信号起伏变化情况的方差，在存在部分带宽干扰时比较有效。