【正文】 圖 在發(fā)送端，原始信息首先用擴(kuò)頻序列進(jìn)行直接序列擴(kuò)頻，然后用頻率合成器輸出的載波進(jìn)行跳頻調(diào)制，頻率合成器輸出頻率受跳頻序列控制。這兩個(gè)過(guò)程共同組成一個(gè)反饋環(huán)，如圖 41 所示。 該算法的基本原理框圖如圖 42所示 圖 42 自適應(yīng)干擾抵消的原理框圖 圖 42 中原始輸人為： )()( 0 nns ?? 。如果能利用更多有用信號(hào)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)線性預(yù)測(cè)方法進(jìn)行改進(jìn)，就可以獲得更好的抑制效果。它的權(quán)矢量迭代公式為 )](s g n[)(2)()1( nxnenwnw ???? (49) 頻域 自 適應(yīng)算法 頻域自適應(yīng)算法實(shí)際上是塊 LMS(Block LMS)自適應(yīng)濾波算法在頻率域上的實(shí)現(xiàn)，其基本原理及框圖與時(shí)域的一樣，不過(guò)兩者的濾波器實(shí)現(xiàn)方式不同而已。這樣，塊自適應(yīng)濾波器中的線性卷積和線性相關(guān)都可以利用 FFT 來(lái)快速實(shí)現(xiàn)，從而構(gòu)成了塊 LMS 算法的快速算法。 ))]}1( ?? MkMx (415) 將重疊存儲(chǔ)法應(yīng)用于求線卷積，得到 1?M 維矢量 )(kyT 后的 M 個(gè)元素。 TMkMd )]1( ?? （ 417） 定義響應(yīng)的 1?M 維的誤差信號(hào)矢量為 ),1(),([)( ?? kMekMeke FFT 重疊變換干擾抑制算法 重疊變換干擾抑制算 法的系統(tǒng)綜述 FFT 重疊變換干擾抑制算法的原理是窄帶干擾相對(duì)于擴(kuò)頻信號(hào)能量集中在 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（ 20xx） 15 很窄的頻帶內(nèi)，在頻域上就表現(xiàn)為很窄的尖峰 ,所以可先將混合信號(hào)變換到頻域，檢測(cè)出干擾的頻譜位置，將這些譜線去掉或進(jìn)行衰減，最后反變換還原成時(shí)域信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)。因此 ,在進(jìn)行干擾抑制時(shí) ,就造成干擾消除的不徹底，或者是增大了消除的帶寬范圍，從而加重了對(duì)有用信號(hào)的損傷。 在 DSSS 通信系統(tǒng)頻域抗干擾算法中，通常對(duì)輸人數(shù)據(jù)分段進(jìn)行 N 點(diǎn) FFT 變換，分段數(shù)據(jù)周期延拓后的非連續(xù)性會(huì)導(dǎo)致頻請(qǐng)泄漏現(xiàn)象，通常可以采用對(duì)分段數(shù)據(jù)進(jìn)行加窗的方法減小頻譜泄漏。將兩路時(shí)延差 1/2 幀的數(shù)據(jù)段出禮疊加就可以起到互為補(bǔ)充的作用，即每一路都只取其中間有用的 1/2幀。 直序擴(kuò)頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 20 圖 54 單音窄帶干擾模塊參數(shù)設(shè)置界面 干擾抑制模塊的仿真 以 FFT 重疊變換干擾抑制算法為例進(jìn)行仿真 ,仿真采用 Simulink 進(jìn)行。 圖 57中參數(shù) List of signs 中有 4個(gè)“ +”號(hào)代表該模塊有 4個(gè)待求和的輸人端。該模塊的參數(shù)設(shè)置情況如圖 512所示。 由圖 514可見(jiàn)， Constant value 為“ 400”則表示此常數(shù)模塊將產(chǎn)生一個(gè)幅值為 400 的恒值。 In2 模塊為門(mén)限值輸人端，使 In1輸人的 FFT 變換值能與門(mén)限值進(jìn)行比較，比較是通過(guò)減法器 Subtract 模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 MagnitudeAngle to Complex 模塊為幅值一相位合并器，其作用是使輸人的幅值和相位信息合并成復(fù)數(shù)輸出，其參數(shù)設(shè)置使用默認(rèn)值。 直序擴(kuò)頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 30 圖 522 干擾抑制模塊輸入信號(hào)波形 雙擊 模塊中名為“ output”的示波器，可以觀察到輸出信號(hào)波形，如圖 523所示。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（ 20xx） 31 圖 523 干擾抑制模塊輸出信號(hào)波形 圖 524 各支路抗窄帶干擾后的波形及 4 路疊加后信號(hào)波形 直序擴(kuò)頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 32 圖 525 干擾抑制后信號(hào)頻譜圖 頻域陷波算法進(jìn)行了加窗處理和 1/4 重疊變換，該措施使干擾的頻譜泄露大為降低，也使信號(hào)的損傷大為減少，這些因素促成了該算法良好的抗窄帶干擾性能。 此方法只適用于中心頻率不變干擾及慢變干擾，不能適用于各類(lèi)窄帶干擾，所以適用范圍有待提高。 我還要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的同學(xué)們。如果沒(méi)有大家的幫助，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也不會(huì)進(jìn)行的那么順利。做論文設(shè)計(jì)時(shí)， 由于自己經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助， 是很難完成這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的 。它在設(shè)計(jì)干擾抑制算法時(shí)更自由，且能提供更大的動(dòng)態(tài)范圍，抑制干擾的數(shù)目?jī)H與 FFT 變換長(zhǎng)度有關(guān)，通過(guò)選擇合適的窗函數(shù)和抑制算法，陷波深度可以非常大。但是由于嗓聲的存在（干擾抑制算法無(wú)法抑制噪聲影響），干擾抑制后的信號(hào)波形還有一定的起伏。它的參數(shù)設(shè)置也可直接采用默認(rèn)值 Integer Delay 模塊為延時(shí)器 ,其作用是使該支路信息與其他 3路信息在時(shí)域上對(duì)齊，以便4 條支路最終的正確合并，其參數(shù)設(shè)置情況如圖 520所示。 此處 Switch 模塊的作用是：當(dāng)控制端（中部的輸入端口）的值大于或等于0 時(shí)，多路開(kāi)關(guān)接通上部的輸人端，即將超過(guò)門(mén)限的譜線值置零（因 Gain 模塊的增益值設(shè)置為 0)； 否則多路開(kāi) 關(guān)接通下部的輸入端，即將未超過(guò)門(mén)限的譜線值保留。 圖 512 Windows Function 模塊參數(shù)設(shè)置界面 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（ 20xx） 25 圖 513 Threshold 模塊內(nèi)部仿真圖 圖 514 Constant1 模塊參數(shù)設(shè)置 界面 直序擴(kuò)頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 26 圖 515 Matrix Sum 模塊參數(shù)設(shè)置界面 圖 513 中 Gain 模塊為增益器，作用是將輸人信號(hào)進(jìn)行比例縮放，其參數(shù)設(shè)置情況如圖 516 所示。圖 510中 FFT1 模塊為 FFT 變換器，用于對(duì)輸人 的采樣信號(hào)進(jìn)行快速離散傅里葉變換。 下面將分別對(duì)各條支路的內(nèi)部仿真框圖及仿真參數(shù)設(shè)置進(jìn)行詳細(xì)介紹。其中 From File 模塊的作用是將 文件導(dǎo) 入 本系統(tǒng) ,使之作為本系統(tǒng)的輸人信號(hào)。 直序擴(kuò)頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 18 圖 49 1/4 重疊加窗和干擾抑制原理框圖 雖然基于 FFT 的干擾技術(shù)抑制技術(shù)可以對(duì)付多個(gè)干擾，并且可以通過(guò)自適應(yīng)措施進(jìn)行實(shí)時(shí)干擾估計(jì)，但干擾數(shù)目不能太多、干擾分布的寬度不能太寬（采用FFT 算法進(jìn)行寬帶干擾消除將會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重的損傷，引起嚴(yán)重的信噪比損失），并且具有在濾波期間干擾的瞬時(shí)頻率保持不變的約束。加窗的目的在于準(zhǔn)確地估計(jì)信號(hào)頻譜，然而卻會(huì)使輸入信號(hào)發(fā)生畸變，使進(jìn)行 FFT 變換的數(shù)據(jù)段兩端嚴(yán)重衰減 ，從而帶來(lái)額外的信噪比損耗。在仿真中采用的窗函數(shù)是切比雪夫窗，該窗的第一旁瓣比主瓣低 80dB。 FFT 重疊變換干擾抑制算法不需要自適應(yīng)算法，且其處理速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)時(shí)域?yàn)V波的算法。相應(yīng)的，設(shè)對(duì)輸入數(shù)據(jù)兩個(gè)相繼子塊進(jìn)行傅里葉變換得到 NN? 的對(duì)角矩陣為 )([F F T{)( MkMxdi agkX ?? ， 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（ 20xx） 13 圖 43 塊自適應(yīng)濾波器的原理框圖 經(jīng)過(guò)串并變換 ,把輸人信號(hào)序列 )(nx 分為一個(gè)一個(gè)長(zhǎng)度為 L的數(shù)據(jù)塊。而當(dāng)面臨的噪聲是非髙斯噪聲時(shí)，為了獲得更好的性能，需要求助于某些非線性技術(shù)。設(shè)定)()()( 10 nnns ?? 、 為零均值的平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，且 )(ns 與 )()()( 10 nnns ?? 、 互不相關(guān)。 令下一刻權(quán)矢量與現(xiàn)在的權(quán)矢量的關(guān)系為 )}({)]([)()1( 2 ndw nedEnwnw ??? ???? (43) 式中， ? 0 是一個(gè)控制穩(wěn)定性和收斂速度的參數(shù)。得到一個(gè)中頻的直擴(kuò)信號(hào)，再進(jìn)行解擴(kuò)，最后送至解調(diào)器將原始信息恢復(fù)出來(lái)。圖 36（ b）中系統(tǒng)在跳頻調(diào)制之后，工作在四個(gè)頻點(diǎn)。 在接收端，接收到的信號(hào)（含噪聲和干擾）經(jīng)過(guò)高頻放大濾波后送至混頻器。從圖（ a）可看出基帶信號(hào)的頻寬為 1Hz，圖（ b）的信號(hào)帶寬約為 40Hz 左右，擴(kuò)頻調(diào)制后，信號(hào)頻譜被大大擴(kuò)展 了 。 擴(kuò)頻通信的工作方式 按照擴(kuò)展頻譜的方式不同，現(xiàn)有的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)可分為 以下幾種 ： （ Direct Sequence Spread Spectrum）工作 方式，簡(jiǎn)稱直擴(kuò)（ DS）方式 直接序列擴(kuò)頻就是直接用高碼率的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)端擴(kuò)展信號(hào)的頻譜。 在 接收端解擴(kuò)時(shí)，將接收的信號(hào)與發(fā)端相同的偽碼 相乘 ，有用信號(hào)的頻譜寬度 就 被恢復(fù)，而信道引入的噪聲 和 干擾在解擴(kuò)時(shí)與偽碼相乘，相當(dāng)于被擴(kuò)頻， 就 使得落入有用信號(hào)頻帶 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（ 20xx） 7 中 的干擾功率大大降低。 是 數(shù)字電路，設(shè)備高度集成，易于安裝 和 維護(hù)，而且還非常小，可靠，易于安裝，易于擴(kuò)展，平均 無(wú) 故障 時(shí)間很長(zhǎng) 。 擴(kuò)頻通信提高了抗干擾性能 力，但是 占用頻率帶寬。 的擴(kuò)展頻譜通信的主要特點(diǎn) ， 低 誤碼率 擴(kuò)頻通信在傳輸 時(shí) 占用的空間帶寬是比較寬的， 在 接收端 采用相關(guān) 檢測(cè)的方法來(lái)解擴(kuò) ，將有用寬帶信號(hào)恢復(fù)成窄帶信號(hào) ， 把不需要的信號(hào)擴(kuò)展成寬帶信號(hào)，然后通過(guò)窄帶濾波提取 有用信號(hào) 。 換取較低的信噪比要求的擴(kuò)頻，擴(kuò)頻通信中的一個(gè)重要特性，在擴(kuò)頻通信中的應(yīng)用程序從而奠定了基礎(chǔ)。為什么 要 使用寬 頻 帶信號(hào)發(fā)送信息？答案很簡(jiǎn)單，主要是 為了通信 安全和可靠。 Simulink 對(duì)擴(kuò)頻 通信 的仿真研究 有一個(gè)非常現(xiàn)實(shí)的實(shí)際意義，因?yàn)橥ㄟ^(guò) C / VHDL 代碼生成工具，可以快速 將 驗(yàn)證 之后的 算法在 DSP 芯片硬件實(shí)現(xiàn)，可以大大簡(jiǎn)短通信產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。 擴(kuò)頻 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在通信行業(yè)已被 確認(rèn)。 精度測(cè)量。 。 此通信方法和常規(guī)的窄道通信方法是有區(qū)別的： 首先， 信息在 頻譜擴(kuò)展 后形 成 寬帶傳輸，其次， 相關(guān)處理后恢復(fù)成 窄帶信息數(shù)據(jù)。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（ 20xx） Research of Narrowband Interference Suppression Algorithm in Direct Sequence Spread Spectrum Communication Abstract: The spread spectrum munication means that the channel bandwidth for transmitting signal is much greater than the bandwidth of the signal itself. It has unparalleled advantages for antinoise, interference, resistance to multipath fading, code division multiple access, signal concealment and secrecy and so on pare with a traditional wireless munication, thus it is known as one of the three mainstream munications in the information age with the fiber optic munications and the satellite munications. Because the spread spectrum munication is unique, since the date of its birth, it was paid attention to by military. Over the past decade, with the rapid development of information technology and the increasing popularity, spread spectrum munication technology h