【正文】 圖 511 Buffer1 模塊參數(shù)設(shè)置界面 直序擴頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 24 圖 511 中的參數(shù) Output buffer size 為“ 8192”表示一次 FFT 變換的采樣點個數(shù)是 8192。 圖 513 中 Constantl 模塊為常數(shù)模塊，表示一個確定的常數(shù)值。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 20xx） 27 圖 517 中 In1 模塊為 FFT 變換值輸入端。該模塊的內(nèi)部仿真框圖如圖519 所示。 仿真結(jié)果分析 打開 Matlab 軟件，運行 文件開始仿真， 仿真結(jié)束后， 雙擊 bpsk模塊中的“ output”示波器，即可觀察干擾前的原是信號波形，如圖 521 所示。 由圖 524 可見，經(jīng) firstroad? fourthroad 4 條支路抗干擾后的信號conbine，其喊信號兩端的衰減在對齊合并之后消失了。 采用 FFT 重疊變換干擾抑制算法，先將信號變換到頻域，經(jīng)過降噪處理再變換 到時域進行解擴。劉老師那淵博精深的知識，務(wù)實嚴(yán)謹(jǐn)、精益求精的治學(xué)態(tài)度和一絲不茍的工作作風(fēng)，深深的感染了我，也讓我改變了粗心大意，做事馬馬乎乎的壞毛病。 最后謝謝母校四年來對我的培養(yǎng)！ 。半年來，劉老師對我的學(xué)業(yè)傾注了大量的心血，使我在獲取知識的同時，綜合能力得到較大的提高。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 20xx） 33 結(jié) 束 語 本 設(shè)計 用 MATLAB 中 Simulink 進行開發(fā)，對 直序擴頻通信中窄帶干擾抑制進行 仿真研究，通過 Simulink 對 bpsk 信號進行高斯白噪聲和單音干擾加噪再采用FFT 重疊干擾抑制算法進行干擾抑制，并進行仿真。該波形圖橫坐標(biāo)單位為“ s”，縱坐標(biāo)單位為“ V”。 至此 firstroad 支路模塊已全部介紹完畢。 To Sample 模塊的參數(shù)設(shè)置可直接用默認(rèn)值， Buffer 模塊的參數(shù)設(shè)置情況與圖 511— 樣。 圖 513 中的 imeference_delieve 模塊為該支路的大譜線處理模塊，其作用是對超過門限值的信號進行過門限處理。 圖 58中 Threshold 模塊的作用是確定該支路的處理門限。圖 58中 ffttrans 模塊的作用是對信號進行加窗 FFT 變換，其內(nèi)部仿真框圖如圖 510 所示。 圖 55 FFT 重疊變換干擾抑制算法的 Simulink 仿真圖 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 20xx） 21 anti_interference 模塊為 FFT 陷波模塊，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 56所示 圖 56 FFT 重疊變換干擾抑制模塊 圖 56中的 firstroad? fonrthroad 對應(yīng)圖 49中的 4條支路。 bpsk 信號的產(chǎn)生單元如圖 51 所示。下面以 1/2 重疊加窗為例，其基本原理框圖如圖 48所示。門限的確定可以用下式表示 )(1 1 1 ,m i n ? ?? ???MiNm miFFTFFT uabsMNT hr eT hr e ? （ 421） 式中， minThre 是最小的門限值，通常是沒有干擾時信號的幅度值 。 圖 47 中， )(Wn 是 窗函數(shù)， )(uabs 和 )(uangle 兩個函數(shù)分別求離散傅里葉變換后的幅度和角度 (相位 )值， )(T uhre 函數(shù)確定譜線的門限值 , )(uP 函數(shù)是對譜線進行處理。 LMS 算法的原理框圖 Fast Block LMS 算法將時域數(shù)據(jù)分成長度為 n 的數(shù)據(jù)塊，且每塊的濾波權(quán)系數(shù)保持不變。 , )]()([I F F T)]1( kWkXmkMy ??? （ 416） 在上式中，只保留 )()( kWkX 后的 M個元素，這是因為前 M個元素是循環(huán)卷積的結(jié)果。設(shè) n 時刻輸入信號矢量為 )([)( nxnX ? )1( ?nx ? TMnx )]1( ?? (410) 相應(yīng)的，設(shè) n時刻自適應(yīng)濾波器的 權(quán)系數(shù)矢量為 )([)( 0 nnw ?? )1 n（? ? Tn)](1M?? (411) 令 k表示塊下標(biāo)，且 k與 n的關(guān)系為 ,1,0, ??? iikLn ?， ,2,1, ?kL ? 式中， L 表示塊長。利用直擴信號的非高斯結(jié)構(gòu)，可以獲得非線性濾波器，這種濾波器在非高斯成分占主要地位的情況，可以獲得比線性濾波器更好的窄帶干擾抑制效果。 求自適應(yīng)濾波是使均方誤差最小 )]((E 2 ne =min。 圖 41 自適應(yīng)橫向濾波器原理框圖 用梯度 n? 表示為 )()()1( nnwnw ???? ?，當(dāng) ? 是多維的情況時， n? 可用矩陣表示為 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 20xx） 11 n? = TNdnedEd nedEd nedE ?????? ??? )]([,)]([,)]([ 22212 ? n? =TnNdnedEd nedEd nedE)(22212 )([,)([,)([????? ????????? ? = TnNdnded nded ndene)(21)(,)(,)()(2????? ??????? ? (44) 又 )()()( nxwndne T?? ，得 )()(,)(,)(21nXd nded nded nde TN???????? ??? ?，故 n? = )()(2 nXne? ，帶入 )()()1( nnwnw ???? ?得自適應(yīng)濾波器的權(quán)矢量遞推公式為)()(2)()1( nXnenwnw ???? (45) 一般，當(dāng)一個寬帶信號既受到周期干擾的污染，又沒有外部參考輸人可以利用時，可以直接從原始輸人引出，接人一具有固定延遲的延遲線，從而得到類似的參考輸人。 時域線性自適應(yīng)算法 時域線性自適應(yīng)算法采用的是最小均方（ LMS)算法，它是一種線性自適應(yīng)濾波算法。實際上跳頻通信系統(tǒng)在某一個時刻還是工作在一個固定頻點，因此它屬于一種“時間段上的擴頻”調(diào)制方式。但與發(fā)送頻率相差一個固定中頻。跳頻可看作是載波按照一定規(guī)律變化的多頻頻移鍵控（ MFSK）。這種系統(tǒng)具有信號發(fā)射功率小、抗干擾強、抗多徑、多址能力強和抗跟蹤干擾及抑制遠近效應(yīng)等一系列優(yōu)點。 ：偽碼同步是指接收端 的 本地偽碼 和 接收信息的偽碼 要 在碼型、碼率和相位上基本 保持 一致，否則就不能恢復(fù)出有用 的 信息，得到的只是一片噪聲。 跟 據(jù)的擴頻的方式，擴頻通信系統(tǒng)可以分為：直接序列擴頻（ DS），跳頻（ FH），跳時（ TH）幾種方法的組合。 在 充分利用多種不同的模式之間的擴頻碼序列的優(yōu)良的自相關(guān)性和互相關(guān)特性 的條件下 ，由于在擴展頻譜通信中 存在擴頻碼序列的擴頻調(diào)制 ，在接收器中使用相關(guān)檢測技術(shù)進行解擴，分配給不同的用戶 碼型的情況下 ， 可以區(qū)分不同用戶的信號，提取出有用信號。擴頻通信的抗干擾如圖 31 所示。這是擴頻通信的基本思想和理論基礎(chǔ)。 眾所周知， 信息 的 有效傳輸 都 需要一定的頻率寬度，如語音為 ，電視圖像 有 幾兆赫寬。頻帶的擴展是 通過一個單獨的代碼序列是 完成 的， 用 編碼和調(diào)制 來實現(xiàn) ，與所傳輸?shù)?數(shù)據(jù)無關(guān) 。 擴頻 通信 廣泛適用于 話音，數(shù)據(jù)，圖像，高速文件傳輸，視頻等用途。 正 是因為 擴頻 通信技術(shù)具有上述優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于軍事通信，電子對抗，導(dǎo)航，測量等領(lǐng)域，直到 20 世紀(jì) 80 年代初， 才 用于民用通信領(lǐng)域。 能力，可以實現(xiàn) 碼分多址 。 直擴 系統(tǒng)中， 用偽隨機序列將傳輸信息擴展，在接收時又用它將信號壓縮，并使干擾信號功率擴散，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力；偽隨機序列性能的好壞直接關(guān)系到整個系統(tǒng)性能的好壞，是一個至關(guān)重要的問題。 Direct Sequence Spread Spectrum。 直序擴頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 專業(yè) 學(xué)生姓名 班級 學(xué)號 指導(dǎo)教師 完成日期 直序擴頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 直序擴頻通信中窄帶干擾抑制算法的研究 摘 要： 擴頻通信是指用于傳輸信號的信道帶寬遠遠大于信號自身帶寬的一種通信方式，它在抗噪聲、抗干擾、抗多徑衰落、碼分多址、信號隱蔽性和保密性等方面具有較傳統(tǒng)無線通信方式無可比擬的優(yōu)勢，從而與光纖通信、衛(wèi)星通信一同被譽為信息時代三大主流通信傳輸方式。 narrowband interference。 偽隨機序列在擴頻通信 中起著非常重要的作用。擴展頻譜信號的譜密度非常低， 可使信號在噪聲中丟失 。使用 直擴 系統(tǒng)中的偽隨機碼的相關(guān)特性，可以完成 高精度的 直序擴頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 2 測距和定位。 無論是在 城市地 區(qū)，如證券，金融，商業(yè)零售網(wǎng)點，信息傳輸 ， 信用卡網(wǎng)絡(luò)，或公安網(wǎng)，工業(yè)區(qū)， 或者 偏遠的農(nóng)村地區(qū)，油田，山區(qū)，建立 擴頻 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)是一個投資小，安裝方便，見效快 ， 可靠性高，實用的方法。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 20xx） 3 3 擴頻通信系統(tǒng)介紹 擴頻的概念 擴頻通信（ Spread Spectrum Communication），可簡單地表示如下： “ 擴頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方法，信號的通頻帶寬度遠遠大于所需的最低限度的信息帶寬 。 擴頻通信的基本 特點 ，所占用的傳輸信號的頻帶寬度（ W）要遠遠大于原始信息實際所需的最?。ㄓ行В挘??F），該比率被稱為處理增益 Gp。 總之，我們用 100 倍的，甚至是 1000 倍或更多的寬帶信號傳輸，以確保通 直序擴頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 4 信 的抗干擾能力 ，即 在 強干擾的條件下 ，能夠安全可靠的通信 。對各種干擾信號 由于在 接收端 的非相關(guān)性 ，窄帶信號解擴后只有非常微弱 的成分 ，信號噪聲比 高 ， 因此 抗干擾能力強。如果許多用戶共享寬帶，就可以大大提高 頻帶 利用率。 ，組網(wǎng)方式靈活，便于統(tǒng)一規(guī)劃，分期實施，有利于擴大。經(jīng)過帶通濾波器，噪聲和干擾對有用信號造成的影響被抑制，從而實現(xiàn)了抗干擾。而在收端，用相同擴頻碼序列進行解擴，把展寬的擴頻信號還原成原始的信息。 （ Frequency Hopping）工作方式，簡稱跳頻（ FH）方式 所謂跳頻，即載波頻率在偽碼 的 控制下不斷隨機跳變 。接收機的本地載波也是一個頻率跳變信號，其變化規(guī)律和發(fā)送端一致。如果敵方不知道跳頻序列，要 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 20xx） 9 跟蹤跳頻信號會變得十分困難。 圖 38 DS／ FH調(diào)制后頻譜圖 直序擴頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 10 圖 38與圖 34（ b）、圖 36（ b）比較，可以看出混合擴頻通信系統(tǒng)比單一的擴頻通信系統(tǒng)擁有 更寬的頻帶。 LM S 算法的關(guān)鍵是尋找一個 ? 的遞推式，由 0??? ，起始值開始，沿著趨于 *? （ *? 是 )]([E 2 ne =rnin 時權(quán)矢量的值）的方向逐步遞推，直至 *??? 為止。 自適應(yīng)噪聲抵消器的輸出 )()()()( 00 nnnsne ?? ???? (46) 直序擴頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 12 ))()()((2))()(()()( 0020xx2 nnnsnnnsne ???? ?? ????? (47) ))]n()()(([2)]()([)([)]([E 0020xx2 ???? ?? ????? nnsEnnEnsEne (48) 因為 )()()( 10 nnns ?? 、 為零均值的平穩(wěn)隨機過程，所以 )(ns