【導(dǎo)讀】一同被譽為信息時代三大主流通信傳輸方式。由于擴頻通信獨具特色，自誕生之。日起，就受到軍方的極大重視。近十年來，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展與日益普及，CDMA或3G手機等產(chǎn)品迅速進入大眾生活。FFT重疊變換干擾抑制算法，并用Matlab軟件中的Simulink模塊對其進行仿真，噪比為10dB,單音窄帶干擾中心頻率為510KHz,信干比為-2dB。基于FFT的干擾抑制技術(shù)能夠有效的抑制干擾，達(dá)到預(yù)期的效果。

　　

【正文】 變換，其內(nèi)部仿真框圖如圖 510 所示。 圖 510 fft trans 模塊內(nèi)部仿真框圖 圖 510中 Bufferl 模塊是緩沖器 ,用 于確定一次 FFT 變換的采樣點個數(shù)，其參數(shù)設(shè)置情況如圖 511 所示。 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 510 中 Window Function 模塊是加窗模塊，以抑制由 FFT 變換所引起的頻譜泄露問題。該模塊的參數(shù)設(shè)置情況如圖 512所示。 由圖 512 可見，加窗函數(shù)采用的是切比雪夫窗，阻帶衰減度為 80dB。圖 510中 FFT1 模塊為 FFT 變換器，用于對輸人 的采樣信號進行快速離散傅里葉變換。其參數(shù)設(shè)置采用默認(rèn)值。 圖 58中 Threshold 模塊的作用是確定該支路的處理門限。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 511 所示。 圖 513中 Constantl 模塊為常數(shù)模塊，表示一個確定的常數(shù)值。 Constantl模塊即為門限生成公式中的 minThre ，其參數(shù)設(shè)置情況如圖 514 所示。 由圖 514 可見， Constant value 為“ 400”則表示此常數(shù)模塊將產(chǎn)生一個幅值為 400 的恒值。 圖 513中的 Matrix Sum 模塊為矩陣元素求和器，用于將一個矩陣中的所有元素相加求和，對應(yīng)于門限生成公式中的求和式部分，其參數(shù)設(shè)置情況如圖 515所示， 圖 515中參數(shù) Sum over 為“ Columns”表示對矩陣的列求和，即對一次 FFT變換后各離散采樣點的求和。 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)計說明書（ 2020） 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，作用是將輸人信號進行比例縮放，其參數(shù)設(shè)置情況如圖 516所示。 圖 516 Gain 模塊參數(shù)設(shè)置界面 參數(shù) Gain 為 表示輸出為輸人信號的 倍。 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。其內(nèi)部仿真框圖如圖 517 所示。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 2020） 27 圖 517中 In1 模塊為 FFT 變換值輸入端。 而 Frame Conversion 模塊和Unbuffer 模塊的作用是使一維數(shù)組信號變換為離散采樣信號，以便于后續(xù)的仿真處理，這兩個模塊的參數(shù)設(shè)置用默認(rèn)值即可。 In2 模塊為門限值輸人端，使 In1輸人的 FFT 變換值能與門限值進行比較，比較是通過減法器 Subtract 模塊來實現(xiàn)的。 Switch 模塊為多路開關(guān)，其參數(shù)設(shè)置情況如圖 518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，多路開關(guān)接通上部的輸人端，即將超過門限的譜線值置零（因 Gain 模塊的增益值設(shè)置為 0)； 否則多路開 關(guān)接通下部的輸入端，即將未超過門限的譜線值保留。 圖 517 Inteference_delieve 模塊內(nèi)部仿真框圖 圖 518 Swith 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 28 圖 517中 Bufferl 和 To Sample 模塊的作用是使離散采樣信號變換為一維數(shù)組信號，以便后續(xù)的 FFT 反變換順利進行。 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 58中的 inverse_C0nverti0n模塊為 IFFT 變換模塊 ,其作用是使大譜線處理過后的數(shù)據(jù)進行 FFT 反變換為原始的時域信號。該模塊的內(nèi)部仿真框圖如圖519 所示。 圖 519 Inverse_convertion 模塊內(nèi)部仿真框圖 圖 519中 In1 為原始信號 FFT 變換后的相位信息輸人端， In2為原始信號 FFT變換后且經(jīng)過干擾抑制處理后的幅值信息輸人端。 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。 IFFT 模塊為離散快速傅里 葉反變換模塊，其作用是將頻域信號反變換為時域信號。它的參數(shù)設(shè)置也可直接采用默認(rèn)值 Integer Delay 模塊為延時器 ,其作用是使該支路信息與其他 3路信息在時域上對齊，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。 圖 520 Integer Delay 模塊參數(shù)設(shè)置界面 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 2020） 29 由圖 520 可見該模塊使輸人信號延時了 6144 個采樣時鐘，即延時了 3/4幀。 至此 firstroad 支路模塊已全部介紹完畢。其他 3條支路模塊與 firstroad支路模塊基本相同，不同的只是各 支路的幀延時不等而已，各支路幀延時的設(shè)置可參照圖 520 來處理，此處就不重復(fù)介紹了。 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。 圖 521 干擾前的原始信號波形 雙擊 圖 55中名為“ input”的示波器，即可觀察到干擾抑制模塊的輸人信號波形，如圖 522 所示 。 直序擴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波形 雙擊 模塊中名為“ output”的示波器，可以觀察到輸出信號波形，如圖 523所示。 由圖 522 和圖 523 可見，窄帶干擾基本被抑制了，圖 523中已經(jīng)可以比較清晰地看到信號的相位翻轉(zhuǎn)情況。但是由于嗓聲的存在（干擾抑制算法無法抑制噪聲影響），干擾抑制后的信號波形還有一定的起伏。 圖 524是 1/4 重疊復(fù)用頻域陷波模塊各支路抗窄帶干擾后的波形及 4路對齊疊加之后的信號波形。該波形圖橫坐標(biāo)單位為“ s”，縱坐標(biāo)單位為“ V”。前 4個波形從上到下依次對應(yīng) firstroad? fourthroad 4 條支路各自的輸出信號，最后 一個波形為 firstroad? fourthroad 4 條支路輸出對齊合并之后的信號conbine。 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。 雙擊名為“ Spectrum Scope”的頻譜儀即可得到含窄帶干擾信號經(jīng)過重疊變換頻域陷波之后的信號頻譜圖，如圖 525 所示 。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 2020） 31 圖 523 干擾抑制模塊輸出信號波形 圖 524 各支路抗窄帶干擾后的波形及 4路疊加后信號波形 直序擴頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 32 圖 525 干擾抑制后信號頻譜圖 頻域陷波算法進行了加窗處理和 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。在變換域干擾抑制技術(shù)中，基于 FFT的干擾抑制技術(shù)優(yōu)點是能夠處理多個干擾，并且可以快速跟蹤干擾的變化。它在設(shè)計干擾抑制算法時更自由，且能提供更大的動態(tài)范圍，抑制干擾的數(shù)目僅與 FFT 變換長度有關(guān)，通過選擇合適的窗函數(shù)和抑制算法，陷波深度可以非常大。由于 FFT 對接收數(shù)據(jù) 的每一個記錄進行變換，因此實時 FFT 算法有能力對變化的干擾環(huán)境快速自適應(yīng)。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 2020） 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。 仿真中， 數(shù)碼率為 1Kbps； 擴頻碼率為 255Kb/s； 載波為 510KHz； 單音干擾中心頻率為 510KHz,信干比 2dB。 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。 本 設(shè)計 給出了詳細(xì)的仿真模型，仿真參數(shù)設(shè)置，以及關(guān)鍵的仿真結(jié)果，從仿真結(jié)果可以看出， 干擾抑制后的圖像 達(dá)到了理論預(yù)期結(jié)果。 此方法只適用于中心頻率不變干擾及慢變干擾，不能適用于各類窄帶干擾，所以適用范圍有待提高。 直序擴頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 34 參考文獻(xiàn) [1] 紀(jì)國強 ,潘楓春，黃東，楊愛霞 .擴頻通信技術(shù)淺談 [J].論文選粹 ， 2020（ 4） :2325. [2]郭琪 ， 李國明 .擴頻測控中窄帶干擾抑制算法分析 [J].電訊 技術(shù)， 2020（ 1） :1518. [3]李向華，謝 勝利 .直擴系統(tǒng)中抗干擾技術(shù) [J].集成電路與元器件卷 ， 2020（ 9） :813. [4] 孟藏珍，徐向東，湯子躍，陶松波 . DS擴頻系統(tǒng)多窄帶干擾方法研究 [J]. 雷達(dá)與對抗 .2020（ 3） :1620. [5] 張春海，薛麗君 . 基于自適應(yīng)多門限算法的變換域窄帶干擾抑制 [J]. 電子與信息學(xué)報 . 2020（ 3） :3235. [6]王世棟，鄔書躍，路軍，張爾揚 .DS/FH中窄帶干擾的變換域出禮方法研究 [J]. 國防科技大學(xué)學(xué)報 ， 2020（ 4):912. [7] 張玉恒，吳啟輝，王金龍 . DSSS系統(tǒng)中基 于變換域限幅 LMS算法的窄帶干擾研究 [J]. 導(dǎo)彈與制導(dǎo)學(xué)報 ， 2020 (3):3133. [8] 朱麗平，胡光銳，朱義勝 . 一種新的重疊正交變換域窄帶干擾技術(shù) [J]. 上海交通大學(xué)學(xué)報 ， 2020年 (12):2627. [9]李承恕，趙榮黎 . 擴展頻譜通信 [M]. 北京：人民郵電出版社， . [10]查長軍，顧涓涓 . 擴頻通信系統(tǒng)中基于預(yù)處理的編碼捕獲方法 [J]. 通信技術(shù)， 2020（ 5):2526. 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 2020） 35 致 謝 本次畢業(yè)設(shè)計是在劉老 師的精心指導(dǎo)和幫助下完成的。做論文設(shè)計時， 由于自己經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助， 是很難完成這個畢業(yè)設(shè)計的 。 首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師劉老師。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。學(xué)位論文從選題到實驗到最后定稿，劉老師都精心的指導(dǎo)和幫助。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。我相信這對我以后的工作和學(xué)習(xí)都有很大的幫助 。 我還要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)們。一人遇到困難時，大家都一起討論一起修改，難題一會兒就解決了。如果沒有大家的幫助，我的畢業(yè)設(shè)計也不會進行的那么順利。這也讓我感受到了集體的溫暖！ 我也要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下牢固的專業(yè)知識基礎(chǔ)，才讓我們有能力完成這次畢業(yè)設(shè)計 。 最后謝謝母校四年來對我的培養(yǎng)！