[發明專利]直擴通信系統中快速線性調頻干擾檢測和抑制方法

有效

• 申請號: 201010297778.5
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN101958729A
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 申麗然;尹清波;郭黎利;孫志國;國強;劉玉梅
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于無線數據傳輸、通信抗干擾技術領域，涉及的是直接序列擴頻通信(簡稱直擴通信)中對線性調頻干擾的檢測和抑制方法。

背景技術

在通信領域中，干擾抑制一直都是研究人員關注的熱點。現階段在窄帶干擾抑制上已取得大量較為成熟的理論與成果。自適應濾波、變換域技術、碼輔助技術等多種研究工具的引入更為窄帶干擾的抑制提供更多可靠而有效的手段。但隨著研究的不斷深入以及實際應用需求的提高，寬帶干擾抑制又成為該方向上新的研究焦點。在這一情況下，現有的處理技術在寬帶干擾抑制上普遍存在的缺陷使得人們開始尋找新的處理工具來實現抑制寬帶干擾的目的。

擴頻通信技術具有大容量、抗干擾、低截獲率以及可實現碼分多址(CDMA)等優點，被廣泛應用，并成為下一代移動通信的技術基礎。擴頻通信系統中，直接序列擴頻(Directsequence?spread?spectrum，DSSS)技術的應用最為普遍。DSSS系統有著很強的抗干擾能力，但是，當外部干擾的強度超過了系統的干擾容限時，系統的性能將會急劇下降，這時，必須引入相應的抗干擾措施，通常是在解擴前對信號進行預處理。目前，這一領域的研究成果大都集中在窄帶干擾的抑制上，而近年來，寬帶的非平穩干擾對擴頻系統的影響越來越引起人們的重視，其常見的形式為線性調頻(LFM：line?frequency?modulate)干擾。相對于單頻正弦波，線性調頻干擾對DSSS系統的影響更為明顯。

針對線性調頻干擾，已經提出了很多抑制干擾的方法。現有技術，存在明顯缺點。Fourier變換對寬帶尤其快速時變的線性調頻干擾無能為力。時頻分布技術由于存在交叉項，因此無法識別多個干擾。

分數階變換是近年來引起人們關注的一種新的時頻分析工具，是分數階化思想在各種傳統變換中推廣得到的新的變換形式。分數階Fourier變換(FRFT：Fractional?Fouriertransform)則是一種特殊的分數階變換，分數階化思想也是從它對傳統Fourier變換的推廣中得到的。在分數階Fourier域抑制特殊的寬帶干擾-線性調頻干擾已有相應的算法提出。其基本思路是以旋轉角α為變量，對觀測信號連續進行分數階Fourier變換，形成信號能量在分數階或旋轉角度α與調頻斜率μ構成的二維參數(α，μ)平面上的二維分布，在此平面上按閾值進行峰值點的二維搜索來實現信號的檢測和參數估計。這些算法最明顯的缺點就是搜索范圍大，計算負擔過大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠克服現有基于分數階Fourier變換的線性調頻干擾抑制方法搜索空間大、計算負擔重等問題的直擴通信系統中快速線性調頻干擾檢測和抑制方法。

本發明的目的是這樣實現的：

(1)分幀，將從接收機獲得的數據f(x)截斷成較短的、有一定重疊的數據幀f₁，f₂，...，f_K-1，f_K；

(2)對每一幀f_i(x)，假設線性調頻干擾存在，利用短時Fourier變換(STFT：Shorttime?Fourier?Transform)構造二維時頻圖，在時頻平面上選取3個時間點對應的能量譜峰值點即可檢測一條直線，檢測這3點在時頻能量圖上是否在一條直線上，就可以得出峰值線參數即可粗略估計出線性調頻斜率和分數階Fourier變換的旋轉角度α；

(3)驗證假設與參數尋優，根據參數α進行分數階Fourier變換，若存在顯著峰值則檢測成功，并且對參數進行迭代尋優，利用一個迭代過程進行準確搜索得到線性調頻干擾斜率與分數階Fourier變換的旋轉角度α′的準確值；

(4)去噪，在分數階Fourier變換域進行消波處理，去除干擾；

(5)判斷是否處理了所有數據幀；

(6)信號去重疊與重組，若已經處理了所有的數據f_i(x)，則對處理結果數據進行去重疊和重組處理，得到去干擾的信號。

本發明還可以包括：

1、所述分幀進一步包括：

1)確定含有線性調頻干擾的待處理信號f(x)的長度，用L表示；

2)確定分析幀即數據幀長fr；

3)確定前后兩幀重疊參數2*p(％)，則重疊量2*Δp＝fr*2*p％，且4*p％＜1，p％＝10％；

4)前后兩幀之間的滑動步長為d＝fr-2*Δp；

5)在信號f(x)前后各補長度為Δp的數據0，生成新的數據f(x)，長度為2*Δp+L；