[發明專利]直接序列擴頻系統脈沖干擾抑制裝置及方法

有效

• 申請號: 201410280356.5
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104022794A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 趙宏志;劉鳳威;王務鵬;唐友喜
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B1/7097
• 分類號: H04B1/7097
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及直接序列擴頻通信系統，特別是涉及一種直接序列擴頻系統脈沖干擾抑制裝置及方法。

背景技術

直接序列擴頻系統是現階段應用最為廣泛的數字通信系統之一，具有抗多徑能力強、發射功率低、低截獲率、保密性良好等多種優勢，在軍事通信、衛星通信和移動通信中得到廣泛應用。脈沖干擾是目前直接序列擴頻系統中存在的主要干擾之一，過去20多年中，大量的研究工作主要集中于采用干擾預測抵消和變換域濾波等干擾抑制方法。

目前，常見的直接序列擴頻通信系統干擾抑制技術可分為以下三類：

(1)時域預測技術：將接收信號中的直接擴頻信號看作時間上不相關的隨機信號，是不可預測的。而其中的干擾由于時間上具有較強相關性，因而是可預測的，由此設計自適應濾波器，由系統過去時刻的輸入預測系統當前的輸入，而將系統當前實際輸入值當做自適應濾波器的期望輸出，得到的預測誤差即為直接擴頻信號。

(2)變換域抑制技術：從頻域上來看，直接擴頻信號的功率分布在較寬的一段頻譜上，而干擾信號的功率分布則相對集中，由此可通過DFT(離散傅里葉變換)將接收信號變換到頻域，對其中幅度過大的譜線做刪除或裁減處理，再通過IDFT(反離散傅里葉變換)將其反變換到時域，由此達到干擾抑制的目的。

(3)碼輔助干擾抑制技術：將干擾視作多個直接擴頻用戶信號的疊加，由此可利用多用戶檢測的方法對其進行抑制。碼輔助技術利用如MMSE這樣的多用戶檢測技術進行脈沖干擾抑制。碼輔助技術分為固定碼輔助技術和自適應碼輔助技術，前者適用于干擾信號統計特性已知的情況，后者適用于干擾信號未知的情況。

分析上述三種傳統干擾抑制技術，分別有如下缺點：

(1)時域預測技術：時域預測技術是基于干擾可預測的假設進行設計的，在干擾為隨機脈沖信號時，這種假設常常是不滿足的，所以時域預測技術對隨機脈沖干擾抑制的性能較差。而且直接擴頻信號并不是隨機的，所以為了達到較好的抑制性能，預測技術必須引入非線性的修正函數，這將加大系統開銷。

(2)變換域技術：變換域技術存在的問題是頻譜泄露及有用信號丟失。通過加窗的方法可以一定程度來抑制頻譜泄露，但加窗的同時又造成了有用信號的失真。由于變換域方法是通過刪除和裁減過大譜線的方法來抑制干擾，因此有用信號不可避免的在抑制過程中受到損失，在脈沖干擾為單音干擾或線性調頻信號時，這種損失可以忽略，但是當干擾為帶寬相對較大的隨機脈沖干擾時，譜線處理造成的有用信號損失會對系統性能造成很大影響。

(3)碼輔助技術：固定碼輔助技術需要干擾信號的先驗信息，在實際系統中不便實現。而自適應碼輔助技術的性能并不理想，且在對維數為擴頻因子的自相關矩陣做處理時運算量過大。另外碼輔助技術都需要在接收信號已同步的情況下進行，在脈沖強度大的情況下系統常常無法順利同步。并且，在工程實現中，由于采用定點處理，在有大強度脈沖干擾到來的時候可能會造成系統溢出，系統穩定性較差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種新型的直接序列擴頻系統脈沖干擾抑制裝置及方法，有效抑制脈沖干擾，具有復雜度低、魯棒性強等優點。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：直接序列擴頻系統脈沖干擾抑制裝置，它包括順次連接的預處理模塊、組幀模塊、自相關矩陣估計模塊、功率歸一化模塊和采樣恢復模塊；預處理模塊用于對接收信號進行幅度處理，將幅度變化大的接收信號轉換為包絡相對恒定的信號；組幀模塊用于對接收信號進行緩存處理，組成一個接收信號向量；自相關矩陣估計模塊用于通過迭代估計得到輸入信號向量的自相關矩陣，送入到乘法器與接收向量進行相乘處理，得到干擾抑制后的信號；功率歸一化模塊用于對干擾抑制后的信號進行功率歸一化處理；采樣恢復模塊用于將經過干擾抑制處理后的接收信號向量恢復為正常的接收信號。

所述的預處理模塊包括均方根計算子模塊和幅度控制子模塊；均方根計算子模塊用于計算接收信號向量的均方根值；幅度控制子模塊用于將接收信號向量除以均方根值并修正幅度。

所述的自相關矩陣估計模塊包括向量更新子模塊、矩陣更新子模塊、遺忘因子子模塊和延時子模塊；向量更新子模塊用于在迭代過程中，存儲新的接收信號向量；矩陣更新子模塊用于在迭代過程中，對估計得到的自相關矩陣P進行更新處理；遺忘因子子模塊用于存儲迭代算法所需的遺忘因子參數；延時子模塊用于對矩陣更新子模塊輸出的自相關矩陣P進行延時處理。

直接序列擴頻系統脈沖干擾抑制方法，它包括以下步驟：