【正文】 提供了強(qiáng)有力的工具。 依據(jù)重疊存儲法，將濾波器 M 個抽頭權(quán)值用相等數(shù)量的 0 來填補(bǔ) ,并采 用N=2M 點 FFT 來進(jìn)行計算，有 1?N 維頻率域權(quán)矢量 FFT)(W ?k ?????? 0)(kw 式中， 0 是 1?M 維零矢量； FFT [.] 表示快速傅里葉變換。 kMxkMx (),1( ? ，其中 )1(),([)( ?? kMykMyky T ,對于第 k 塊，定義 1?M 維的期望相應(yīng)矢量 為 )1(),([)( ?? kMdkMdkd , , )()()]1( kykdMkMe T ???? （ 418） 將誤差信號變換到頻率域，有 ??????? )(0F F T)( kekE （ 419） 令 )]()([I F F T)( kEkXk T?? 的前 M個元素，則最后得到的濾波器矢量頻率域的更新式為 ????????? 0 )(FFT)()1( kkWkW ?? （ 420） 與基于 LMS 算法相比，塊 LMS 算法的快速算法復(fù)雜 度小，收斂速度較快。 Fast Block LMS 算法在頻域內(nèi)可以用數(shù)字信號處理中的重疊保留法來實現(xiàn)，其計算量比時域算法大大減少。塊數(shù)據(jù)運(yùn)算可以取任意重疊比例，但以50%的重疊比例計算效率最高，算法實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 44所示。 其原理框圖如圖 45所示 ，頻譜示意圖如圖 46所示。 FFT 重疊變換干擾抑制技術(shù)實現(xiàn)的數(shù)學(xué)模型如圖 47 所示。 圖 44 Fast Block LMS 濾波器原理圖 圖 45 頻域限波技術(shù)的原理框圖 直序擴(kuò)頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 16 圖 46 頻域限波的頻譜示意圖 圖 47 頻域限波技術(shù)實現(xiàn)的數(shù)學(xué)模型 在各種頻域陷波算法中，都必須在作 FFT 運(yùn)算前對時域信號序列進(jìn)行加窗處理 ,加窗是一個很重要的環(huán)節(jié)。從頻域來看 .整個信號頻域都被干擾污染了。 為了減小干擾的頻譜泄漏，必須采用旁瓣比較低的窗函數(shù)。 為了保持門限確定的自適應(yīng)性，通常根據(jù)當(dāng)前一次或幾次 FFT 變換值來確定門限值。M 是 FFT變換的次數(shù) ； FFTN 是 FFT 變換的長度 ； ?是衰減的系數(shù)。 對超過門限值的譜線通常認(rèn)為是含有干擾信號的譜線，對這些譜線置 0，將其徹底去掉。從時域看，加窗實質(zhì)上是對輸人數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)，窗函數(shù)從中心向兩端逐步衰減，保證了數(shù)據(jù)段兩端的平滑，從而達(dá)到減小頻譜泄漏的目的。 可以采用一定的措施來減小加窗損耗，通常的解決辦法是對數(shù)據(jù)進(jìn)行重疊加窗。 圖 48 1/2 重疊加窗和干擾抑制原理框圖 由圖 48可見 ， )(nx 是包含窄帶干擾的幘數(shù)據(jù)流， )(ny 是經(jīng)過重疊加窗和干擾抑制處理之后的恢復(fù)數(shù)據(jù)。將一幀分為 4份，任何一幀其主要受彩響的是前 1/4 幀與后 1/4 幀 ，中間的 1/2 幀受影響最小，換句話說一幀的可靠部分是它中間的 1/2 幀 。 仿真中采用的是 1/4 重疊加窗，基本原理與 1/2 重疊加窗相同，只不過將疊加的路徑由 2路提升到 4路， 1/4 重疊加窗的基本原理框圖 如圖 49所示。 5 窄帶干擾抑制算法的仿真 干擾信號的產(chǎn)生 干擾抑制算法仿真參數(shù)主要包括： 數(shù)碼率為 lkb/s； 擴(kuò)頻碼率為 255kb/s； 載波為 510kHz； 高斯白噪聲信噪比為 lOdB； 單音窄帶干擾中心頻率為 510kHz,信干比為 2dB。 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 20xx） 19 圖 51 bpsk 信號的產(chǎn)生單元 信號產(chǎn)生后，經(jīng)過信道加入高斯白噪聲和單音干擾，模塊如圖 52所示。 圖 53 AWGN Channel 模塊參數(shù)設(shè)置 單音窄帶干擾參數(shù)設(shè)置如圖 54 所示。 干擾抑制模塊的總體框圖如圖 55 所示。 To File 模塊的作用是將本系統(tǒng)的輸出導(dǎo)人到 文件中 。每條支路的內(nèi)部組成基本與圖 45 相同。 Addl 為加法器，功能是將時域?qū)R的 4 條支路信號合并相加輸出，其參數(shù)設(shè)置情況如圖 44所示。 Sampletime 為“ — 1”表示該模塊的采樣時間將與其輸人信號的采樣時間保持一致。 直序擴(kuò)頻通信中窄帶干擾抑制算法研究 22 圖 57 Add1 模塊參數(shù)設(shè)置界面 首先介紹圖 56 中的 firstroad 支路，其內(nèi)部框圖如圖 58 所示 圖 58 firstroad 支路內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 圖 58中的 Complex to MagnitudeAngle 模塊是一個轉(zhuǎn)換器，其功能是將一個復(fù)數(shù)的幅值及相位分別輸出處理，其參數(shù)設(shè)置情況如圖 59所示 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書（ 20xx） 23 圖 59 Complex to MagnitudeAngle 模塊參數(shù)設(shè)置界面 參數(shù) Sample time 為“ 1”表示該模塊的采樣時間與其輸人信號的采樣時間保持一致。 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 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。 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。其參數(shù)設(shè)置采用默認(rèn)值。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 511 所示。 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。 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 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。其內(nèi)部仿真框圖如圖 517 所示。 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。 Switch 模塊為多路開關(guān)，其參數(shù)設(shè)置情況如圖 518所示。 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(kuò)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(jìn)行。 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(jìn)行 FFT 反變換為原始的時域信號。 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。 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。 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（ 20xx） 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。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。 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 。 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。 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。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。 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 。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。由于 FFT 對接收數(shù)據(jù) 的每一個記錄進(jìn)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)。 仿真中， 數(shù)碼率為 1Kbps； 擴(kuò)頻碼率為 255Kb/s； 載波為 510KHz； 單音干擾中心頻率為 510KHz,信干比 2dB。 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。 直序擴(kuò)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(qiáng) ,潘楓春，黃東，楊愛霞 .擴(kuò)頻通信技術(shù)淺談 [J].論文選粹 ， 20xx（ 4） :2325. 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