TDCS基函数生成算法对峰均比的影响

中国空空导弹研究院 郭 佳

0 引言

变换域通信系统（Transform Domain Communication System，TDCS）是一种新型的无线通信技术。与传统通信系统相比，它提供了一种在不同域（频域、小波域、分数傅里叶域或其它变换域）通过对通信信号的设计，主动避开干扰频谱段从而达到抗干扰的目的。TDCS的信号采用不同伪随机相位的信号波形来传输用户数据，从而使得系统信号本身具有类似噪声的特性和低截获（LPI）特性[1]。但是TDCS的基函数类似于正交频分复用（OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing），因此TDCS也同样存在峰均功率比的问题[2]。

1 TDCS基函数生成算法

TDCS基函数生成算法由基函数幅值算法和伪随机相位算法两部分构成，决定了基函数在变换域中的能量分布，直接影响TDCS的抗干扰能力。它由信道估计、门限剔除、伪随机相位生成、谱形成几部分组成。

TDCS基函数的时域形式如下：

从上式可知，TDCS基函数于OFDM类似，在时域上由多个子载波叠加而成。当多个子载波一致性较高时，在某一时刻，可能叠加出较高的信号幅度，此时的瞬时功率远大于平均功率，因此TDCS也同样存在峰均功率比的问题。

2 TDCS峰均功率比与子载波个数的关系

峰均功率比可以衡量TDCS信号包络的恒定性，峰均比越小，则TDCS包络的恒定性越好。下式表示了TDCS基函数信号的平均包络功率，可以看出TDCS的峰均比及基函数的峰均比。

式中：Sn为TDCS基函数时域形式s(t)的离散表示。当TDCS所有子载波以峰值相加时，TDCS的信号瞬时功率将出现最大峰值[3]、[4]。

TDCS信号的峰均比见下式：

基函数的峰均功率比在不同子载波个数N的情况仿真图见图2，子载波个数N与PARP关系仿真见图2。

图1 子载波功率与平均功率比

图2 子载波个数N与PARP关系

TDCS子载波个数，即基函数长度较短时，PARP较低，随着子载波个数的增多，PARP随之增加而且PARP较高的子载波占比也随之增加。在N≤512时，PARP基本随N的增加呈现线性增加趋势；当N＞512时，PARP随N的增加急剧增加，增加趋势呈指数性。

子载波个数N与基函数自相关性仿真见图3。

由图3可以看出随着子载波个数的增多，基函数的自相关峰值变的更加尖锐，基函数的自相关性越好，相关解调的正确率越高。

当子载波个数N≥512时，基函数自相关性差别不大。

图3 基函数自相关性与子载波个数仿真

3 结论

TDCS子载波个数，即基函数长度较短时，PARP较低，随着子载波个数的增多，PARP随之增加而且PARP较高的子载波占比也随之增加。在N≤512时，PARP基本随N的增加呈现线性增加趋势；当N＞512时，PARP随N的增加急剧增加，增加趋势呈指数性。

随着子载波个数的增多，基函数的自相关峰值变的更加尖锐，基函数的自相关性越好，相关解调的正确率越高。但当N≥512时，基函数自相关性差别不大。