【摘要】：隨著通信技術(shù)的發(fā)展,電子對(duì)抗、電磁干擾使本就復(fù)雜的軍事戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境進(jìn)一步惡化,給機(jī)載航空通信帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。機(jī)載航空通信系統(tǒng)通常采用直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng),也稱直擴(kuò)系統(tǒng)。機(jī)載通信系統(tǒng)具有抑制弱窄帶干擾的能力,這種能力的大小通常與直擴(kuò)通信系統(tǒng)的處理增益成正比。但是,在實(shí)際應(yīng)用中,直擴(kuò)系統(tǒng)的處理增益受到一定限制,不可能做得很高。因此,在應(yīng)對(duì)強(qiáng)窄帶干擾信號(hào)時(shí),僅僅依靠系統(tǒng)自身的抗干擾能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。為使系統(tǒng)獲得較好的抗干擾能力,需要借助一定的干擾抑制技術(shù)。針對(duì)傳統(tǒng)的窄帶干擾抑制技術(shù),本文進(jìn)行了算法優(yōu)化,降低了算法復(fù)雜度,提高了抗干擾能力。主要研究?jī)?nèi)容如下:針對(duì)傳統(tǒng)能限因子識(shí)別算法需要先驗(yàn)知識(shí)的問(wèn)題,本文提出了改進(jìn)型的能限因子識(shí)別算法。首先對(duì)接收信號(hào)頻譜進(jìn)行分段,并求出每一分段的能量值;然后選取能量值最小的分段,并與分段數(shù)相乘,得到擴(kuò)頻信號(hào)的能量估計(jì)值;最后根據(jù)該估計(jì)值求取能限因子,并通過(guò)該能限因子與門限值的比較大小情況,判別窄帶干擾的存在性與否。實(shí)驗(yàn)表明,在沒(méi)有先驗(yàn)知識(shí)的情況下,改進(jìn)型算法能夠準(zhǔn)確地識(shí)別出窄帶干擾信號(hào)。針對(duì)傳統(tǒng)FCME算法在求取門限值時(shí)運(yùn)算量過(guò)大的問(wèn)題,本文提出了分段檢測(cè)的方法來(lái)求取門限值。首先對(duì)譜線進(jìn)行分段,比較得出每一分段譜線最大值,并求出這些最大值集合中的最小值;然后將該最小值與門限系數(shù)相乘得到初始門限值,并將該值與剩余譜線相比較,從而更新門限集合;最后通過(guò)重復(fù)迭代運(yùn)算,求取頻譜的門限值。實(shí)驗(yàn)表明,在保障所求門限值準(zhǔn)確性的情況下,分段檢測(cè)算法較FCME算法能顯著降低算法的復(fù)雜度。針對(duì)雙門限干擾抑制算法無(wú)法適應(yīng)大范圍動(dòng)態(tài)變化信噪比環(huán)境的問(wèn)題,本文提出了基于三門限的干擾抑制算法。首先根據(jù)頻譜均值及門限系數(shù),求出高中低三個(gè)門限值,并利用低門限值對(duì)信號(hào)進(jìn)行分簇;然后通過(guò)比較簇中頻點(diǎn)數(shù)與窄帶干擾的頻點(diǎn)數(shù),判定信噪比的強(qiáng)弱;最后針對(duì)不同強(qiáng)弱的信噪比分別采用不同門限值加以抑制處理。實(shí)驗(yàn)表明,采用三門限的干擾抑制算法能夠使系統(tǒng)適應(yīng)大范圍動(dòng)態(tài)變化信噪比環(huán)境。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V243;TN97
【圖文】：

擴(kuò)頻通信的基礎(chǔ)理論是香農(nóng)定理[10,49]。在高斯信道環(huán)境下，香農(nóng)公式表示為： C Blog1S/N2 （2.1）式 2.1 中，C 和B 分別表示信道容量和傳輸帶寬，S 和N 分別表示信號(hào)功率和噪聲功率，S /N表示信噪比。從香農(nóng)定理中可以看出，信號(hào)容量與帶寬近似成線性關(guān)系，信號(hào)容量與信號(hào)功率近似成對(duì)數(shù)關(guān)系。保持信道容量不變，增加帶寬可以換取信號(hào)功率的減小，也就是以帶寬換功率的原理。通過(guò)提高系統(tǒng)的帶寬可以明顯的改善系統(tǒng)的信噪比。2.1 直擴(kuò)通信系統(tǒng)的基本工作原理2.1.1 直擴(kuò)系統(tǒng)的工作原理直擴(kuò)通信系統(tǒng)由發(fā)送端和接收端組成，發(fā)送端對(duì)信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制將信號(hào)發(fā)送出去，接收端對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解擴(kuò)以恢復(fù)出原始有用信號(hào)。圖 2.1是直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)原理框圖。

2 直擴(kuò)通信系統(tǒng)的原理和干擾識(shí)別算法由圖 2.1 可知，在發(fā)送端，首先使用 PN 碼對(duì)信源進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，使信號(hào)帶寬得以展寬，然后通過(guò)射頻電路將信號(hào)送入無(wú)線信道中傳輸。在接收端，用本地載波對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，然后再使用相同的偽碼對(duì)信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)以恢復(fù)出原始信號(hào)[21]。如果信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中受到窄帶信號(hào)的干擾，那么在接收端對(duì)信號(hào)進(jìn)解擴(kuò)時(shí)，窄帶干擾信號(hào)的頻譜會(huì)被擴(kuò)寬，相應(yīng)的信號(hào)功率譜密度也會(huì)降低，而使窄帶干擾信號(hào)得到抑制。圖 2.2~2.5 是直擴(kuò)通信系統(tǒng)抗干擾原理示意圖，圖 2.2 表示原始信號(hào)的頻示意圖。圖 2.3 表示經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻之后的信號(hào)的頻譜圖。圖 2.4 表示的是擴(kuò)頻信號(hào)到窄帶干擾之后的頻譜圖。從圖中可以看到，窄帶干擾的信號(hào)頻譜較窄。圖 2表示的是經(jīng)過(guò)解擴(kuò)之后的頻譜。從圖中可以看出，干擾信號(hào)的頻譜得以展寬原始信號(hào)頻譜得以恢復(fù)。然后對(duì)解擴(kuò)后的信號(hào)進(jìn)行綠波處理，就可以實(shí)現(xiàn)干信號(hào)和有用信號(hào)的分離，以此達(dá)到抗干擾的目的[15]。

2 直擴(kuò)通信系統(tǒng)的原理和干擾識(shí)別算法由圖 2.1 可知，在發(fā)送端，首先使用 PN 碼對(duì)信源進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，使信號(hào)帶寬得以展寬，然后通過(guò)射頻電路將信號(hào)送入無(wú)線信道中傳輸。在接收端，用本地載波對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，然后再使用相同的偽碼對(duì)信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)以恢復(fù)出原始信號(hào)[21]。如果信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中受到窄帶信號(hào)的干擾，那么在接收端對(duì)信號(hào)進(jìn)解擴(kuò)時(shí)，窄帶干擾信號(hào)的頻譜會(huì)被擴(kuò)寬，相應(yīng)的信號(hào)功率譜密度也會(huì)降低，而使窄帶干擾信號(hào)得到抑制。圖 2.2~2.5 是直擴(kuò)通信系統(tǒng)抗干擾原理示意圖，圖 2.2 表示原始信號(hào)的頻示意圖。圖 2.3 表示經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻之后的信號(hào)的頻譜圖。圖 2.4 表示的是擴(kuò)頻信號(hào)到窄帶干擾之后的頻譜圖。從圖中可以看到，窄帶干擾的信號(hào)頻譜較窄。圖 2表示的是經(jīng)過(guò)解擴(kuò)之后的頻譜。從圖中可以看出，干擾信號(hào)的頻譜得以展寬原始信號(hào)頻譜得以恢復(fù)。然后對(duì)解擴(kuò)后的信號(hào)進(jìn)行綠波處理，就可以實(shí)現(xiàn)干信號(hào)和有用信號(hào)的分離，以此達(dá)到抗干擾的目的[15]。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2779934