基于循环平稳的DSSS系统窄带干扰抑制技术*

张伟

（解放军镇江船艇学院，江苏 镇江 212003）

基于循环平稳的DSSS系统窄带干扰抑制技术*

张伟

（解放军镇江船艇学院，江苏 镇江 212003）

在对窄带干扰的频谱特性分析的基础上，采用一种新的利用信号循环平稳特性的方法进行干扰抑制。利用LCL-FRESH滤波器对信号进行更精确的估计，从而有效地抑制了窄带干扰。仿真结果表明，同传统时域预测滤波器相比，这种干扰抑制方法，能够更好地估计和消除窄带干扰，具有更加优越的干扰抑制性能。

直接序列扩频，窄带干扰，循环平稳，干扰抑制

0 引言

直接序列扩频（DSSS）技术具有许多优越性，已经被广泛应用在军事通信中。尽管DSSS本身具有一定的抗干扰能力，然而在现实通信中却难以应付种类繁多的干扰，必须采用其他途经对干扰进行抑制，以进一步提高系统的抗干扰性能。时域估计/相减是比较传统的抑制窄带干扰的方法，其中时域线性预测/相减技术利用信号和干扰的时域相关性的差别进行干扰预测，再从接收信号中将估计的干扰减去，从而进行干扰抑制。然而该方法在消除干扰的同时，对有用信号也有损伤，干扰越强，带宽越宽，损伤也越严重。

本文采用了一种利用信号循环平稳特性的窄带干扰抑制方法，这种方法能够更加精确地对信号进行估计，对干扰进行更有效地消除，从而提升系统性能。从对新方法的仿真和分析结果可以发现，该方法具有较强的干扰抑制能力。

1 调制信号的循环平稳特性

每一种调制信号，都可能有自己的周期频谱。这里考虑普通的QAM信号，一个实数QAM信号可以被表示为:

ω0是载波角频率，另外

其中，ck，sk为信息序列，p（t）和q（t）为脉冲波形，Tb为波特率，t0为码元延迟。对于这种普通QAM信号，其频谱相关函数表示为：

若c（t）、s（t）成正比，ck取±1，p（t），q（t）为全占空脉冲时，式（1）即表示BPSK信号，可以简写为

式中，φ0为载波相位。假设ck是方差为的白噪声序列，则式（5）所表示的BPSK信号的频谱相关函数为

图1 BPSK信号的谱相关函数

以上的推导表明，BPSK信号既有载波相关，也有波特率相关。同理，其他的诸如AM、QPSK信号同样具有谱相关性［1］，这里不一一赘述。

2 系统模型及算法

本文采用的DSSS系统接收模型如图2所示，采用的干扰抑制模块模型如图3所示，通常称之为LCL-FRESH（Line-Conjure-Line Frequent Shift）滤波器。通过LCL-FRESH滤波器，系统能够对信号进行更精确的估计，对干扰能够有效消除。

设受噪声及干扰污染的信号如式（7），DSSS信号如式（8）所示。

图2 采用FRESH滤波器的DSSS系统模型

图3 LCL-FRESH滤波器的一般模型

其中，信号在分析过程中采用等效基带形式，为了简化分析，假设载波相位为零。对应的LCL-FRESH滤波器输出的离散形式可以表示为

s（n）即为对有用信号的估计；P、Q分别表示非共轭支路和共轭支路数目；Lp和Mq分别表示有限响应（FIR）滤波器hαp（k）和hβq（k）的长度。式（9）可以简单的表示为

式中，（·）H表示共轭转置。将式（10）的变量表达清楚一些：

和

两个变量皆为K维向量

进一步表示，第p个支路的输入信号及冲激响应分别为

p=1，2，…，P。滤波器其他非共轭支路以及共轭支路的输入信号和冲激响应的表示形式与两式相近。

对于自适应调整部分，本文将采用LMS算法，对应的准则为MMSE准则。算法的更新方程为

3 系统性能仿真

采用如图2所示的系统模型和图3所示的滤波器模型，频移参数选择为：线性部分［0，Rc，-Rc，Ri，-Ri］，共轭部分［0，2Fi，-2Fi］。对系统的干扰抑制性能进行了仿真，如图4和图5所示，图中Ri、Rb分别代表窄带干扰和信号的归一化带宽。

由图4可知，在不同的干扰带宽，随着信噪比的增加，两系统的BER性能均趋于减小，而采用FRESH滤波器的系统性能更为优越；同样在图5中，随着干信比的增加，采用FRESH滤波器的系统性能恶化不大，而采用时域滤波器的系统性能则迅速恶化。这说明了在DSSS系统中，采用新方法进行干扰抑制是非常有效的。

图4 ISR=20 dB时系统抑制窄带干扰性能比较

图5 Eb/N0=10 dB时系统抑制窄带干扰性能比较

4 结束语

本文分析了窄带干扰信号的循环平稳特性，并在此基础上利用一种新的适合DSSS系统的基于信号循环平稳特性的窄带干扰抑制方法。通过仿真验证，这种新方法比采用时域滤波的方法具有更好的干扰抑制作用。

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A Narrowband Interference Suppressing Technology Based on Cyclic Stationary

ZHANG Wei
（Watercraft College of PLA，Zhenjiang 212003，China）

On the basis of analysis on the spectrum characteristic of narrowband interference，a novel narrowband interference suppressing method is proposed which takes use of the cyclic stationary characteristic of signal.LCL-FRESH filter is utilized to achieve more accurate estimate of signal，so that narrowband interference is suppressed effectively.The simulation results manifest that this method could estimate and suppress narrowband interference more effectively compared to traditional methods.

DSSS，narrowband interference，cyclic stationary，interference suppressing

TN951

A

1002-0640（2015）06-0018-03

2014-04-05

2014-05-07

国家自然科学基金资助项目（60472051）

张 伟（1981- ），男，江苏南京人，硕士。研究方向：无线电通信、军事通信抗干扰。