一种实用的DS信号抗干扰技术

２１年第 ３ ０１ 期
０ １， ｏ． ２ １ Ｎ ３
电
毗
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对
抗
总第 １８期 ３
Ｓ ｒｅ ． ３ ｅ ｓＮｏ １ ８ ｉ
Ｃ Ⅱｔ ＯＮＩ Ｃ Ｗ ＡＲ ＡＲＥ Ｆ
一
种实用的 Ｄ Ｓ信 号 抗 干 扰 技 术
王 永 民
（ 军工程 大学 电讯 工程 学院 ， 空 西安 ７０７） １０７
摘
要
研究 了Ｄ ｓ信 号的相 位谱接 收方 法 ， 出 了基 于加 窗 Ｄ Ｆ 给 Ｆ 的迭代 实现算 法 ， 论 讨
了该 算法在 Ｄ Ｓ系统抑 制窄 带干扰 中的 应 用。给 出 了该算 法 与 常规 Ｄ Ｓ信 号接 收 方 法及 未加 窗情 况下 ， 不 同干扰 下的对 比数值仿 真结果 。 在 关 键词 Ｄ Ｓ扩谱 窄带 干扰 抑制 相 位谱 加 窗 Ｄ３ 迭代 算法 ｂ＇
中给 出了频 域硬 限幅 的窄 带 干扰 抑 制方 法 ， 并讨
论 了不 同 限幅幅度情 况下 ， 构信号 的能量 损失 。 重 实 际上 ， 当硬 限幅 幅度 取值很 小时 ， 频域的硬 限幅 就接近 于 只保 留相 位 谱 的信 号 处 理 方 式 。文 献 ［］ ７ 中没有讨 论实 际 中限幅幅度 的提取方 法 ， 而是 直接取 纯信号 的幅度谱 最大值 。而 实际接 收信 号 的幅度谱会 受 到 干扰 的影 响 ， 因此 实 际应 用该 方 法时， 必须对 干 扰情 况 进行 检 测 以提取 合适 的限
换 的窄 带干 扰 删 除方 法 ， 但要 求 变换 输 入 向量边
界与 数 据 比特 对 齐 ， 隐含 了在 干 扰删 除前 要 完 这
成Ｐ Ｎ码 的 同步 ， 在 强窄 带 干扰 条 件下 ， 是难 但 这 以实现 的 。文 献 ［ ］ 的 方 法 则 需 要 反 复 计 算 ４中
收稿 日期 ：００年 ９月 １ ２１ ３目
—
ＤＦＩ； ｉ ｒｔ ｅ ａｇ ｒｔｍ ＂ ｔ ａｉ ｌ ｏ ｈ ｅ ｖ ｉ
Ｄ Ｓ做为 一 种 抗 干 扰 的技 术 已经广 泛 应 用 在
Ｆ ｒ 果 的统 计量 ， 到统计 检 验结 果满 足要 求 。 Ｆ结 直 上述 方法 的实 用 的最 大 难点 是 计算 量 大 ， 以保 难 证 实时 性 要 求 。文 献 ［２ 给 出 了一 种 利 用 迭 代 １］
（） ：∑ （）— 努 ｎｅ以 ｊ
ｎ＝ ０
（） １
，
当采 入一 个 新 的数 据 （ 后 ， Ｎ） 当前 Ⅳ 点 数
据ｘ １ ， ２ ， （ ） （ ） …… ， ，） Ｄ Ｆ （ｖ 的 Ｖ 为
Ⅳ
（） 丁 Ｎ） （ ：Ｏ （ ＋＿ ｅ ０ Ｓ ０
一
＋
（ ６
－
了该 算法 的应 用范 围 。
ｌ （ ） ｅＮ ） ｋ ｛ Ｏ ｋ： Ｊ（
ｌ （ ＪｃｓＮ ｋ ＋ ｉ （ ） ） 【ｏＯ（ ） ｓ ｋ 】 ｎ
取 Ｄ Ｔ的相位谱 处 理后 的 Ｄ Ｔ 为 ： Ｆ Ｆ设
』 ｖ
（） ４
１ 余 弦 窗 Ｄ ＇ 代 算 法 ＦＩ迭
关 于迭代 的 Ｄ Ｆ 法 ， 人 已经 作 了 相 应 的 Ｆ 算 前 研究 ｌ ， ＿ 这里 以相 邻 的两次 运算 结果 为例 ， 设 采 ６ ］ 假
总第 １８期 ３
王永 民 ： 种 实用 的 Ｄ 一 ｓ信 号抗 干扰技 术
３ １
幅 幅度 ， 位 谱 接 收方 法 则 不需 要 对 干 扰 进行 检 相
测。
２ 相 位 谱 接 收 处 理
设 当前 Ⅳ点 数据 的加 窗 Ｄ Ｔ为 Ｆ
（） ｋ ＝ （） ｋ ＋ （ ） ｋ ＝
在文 献 ［ ２ 基 础 上 ， 文 给 出 了基 于 加 窗 １］ 本 Ｄ Ｔ的算 法 ， 以有 效 改 善 频 谱 泄 漏 引起 的性 能 Ｆ 可 损失 。 同ｎ ￣ 窗 处 理后 ， 算 信 号频 谱 的动 态 范 ｔＨ ，Ｊ 计 围增 大 ， 可做 为信号 侦 察 的频 谱计 算 方法 ， 同时实 现信 号接 收及 干扰 抑制 。利 用频 谱数 据 可 以直接 进行 变换域 滤 波 、 现信 号 的正 交变换 ， 大 扩展 实 大
Ｄ－ ｂ Ｔ进行 Ｄ 相 位谱接 收的方法 ， 以有效 实 现对 Ｓ 可
军事无 线 电系 统 中 ， 是 在 带 宽 受 限情 况 下 ， Ｓ 但 Ｄ
系统 的抗干 扰能力 有 限 ， 对于 强窄带 ／ 单音 干扰 的
抑制效 果 也 不理 想 。采 用 变 换 域技 术 是 增 强 Ｄ Ｓ
系统 抑制 窄 带 干扰 的能 力 的有 效 方法 ， 目前 已经 有大 量 的研 究 成 果相 继 发 表 【 卜引。重叠 变 换 、 小 波 变换 等 方 法被 应 用在 窄 带 干扰 检测 和 抑制 中 ，
＾
（） Ｎ ｊ ） ： ：∑ （）一 （
＋
∑ （ ）ｏ ， ） 一１ ｃ ０（ ｓｖ
（） ２
在 加性 白噪 声 信 道 中 ， 干 扰 由于 频 域 削 波 无
［ ， ｋ （ ）＋ （ｖ 】 ｊ Ｘｖ ）一 ０ ，） ｅ （
处 理 中 ， 所有数 字频 谱 同等 看待 ， 将 因此 会使 得信 号带外 的 干 扰 增 强 ， 其 是 采 样 率 相 对 Ｐ 尤 Ｎ码 切
（ Ｔ ＝ ）＊Ｎ （ 器 ｃ（ ｉ０）） ） ＝ 。 ｓ（ ５ ｓ ＋ ｉｋ ｎ
由于 （ ｋ）＝ （ — ｋ） 容 易 得 到 Ｎ ，
（） （ ｋ ＝Ｘ 寿 Ｎ—ｋ ， ） 即相位谱 接 收 处理 后 得 到
， ｖ
的频 域数 据 依 然满 足共 轭 对 称 特 性 ， 反 变换 依 其 然为 ～实 信 号 ， 样 ， 进 行反 变换 时 ， 这 在 只需 考 虑
础 （） ：∑ （ １ 一 ） ｛ ［ Ｏ （ —ｍ 】 Ｍ Ｄ ｋ ）＋
＂＝０ ｌ
［ Ｄ（ ＭＯ ｋ＋ｍ） ） ］
（） ３
切普 速率 为 Ｉ 采 样 率 为 ８ 载 波频 率 为 ２ Ｄ Ｔ变 ， ， ，Ｆ
换长度 取 一个 Ｐ Ｎ码 周 期 ， ５ ２点 变 换 ， Ｆ１ 为 １ Ｄ Ｉ窗 函数为 布莱 克 曼 窗 ， 出 的仿 真 图 的是 匹 配输 出 给 的基 带波 形 。
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｉｎ ｅ ｅ ｔ ｎ ｂ ｓ ｄ Ｏｌｐ ａ ｅ ｓ ｅ ｔｕ ｐｏ ｅ ｓｎ ｓｄ ｓｕ ｓ ｄａ ｄ ａ ｔｒｔ ｅ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ＤＳ ｓｇ ａ ｒｃ ｐ ｉ ａｅ ｉ ｈ ｓ ｐ ｃｒｍ ｒｃ ｓ ｉｇ ｉ ｉｃ ｓｅ ｎ ｉ ａｉ ｌ ｏ ｎ ｅ ｖ ａｇ ｒｔｍ ｆｗｉｄ ｗｅ Ｔ ｓｐ ｓ ｎｅ ｌｏ ｈ ｏ ｎ ｏ ｄ ＤＦ ｉ ｒ ｅ ｔｄ．Ｔｈ ｇ ｒ ｈ Ｃ ｌ ｂ ｓ ｄ ｔ ｔｇ ｔ ａｒｗｅ ｄ ｉ ｔｒｅ － ｉ ｅ ｅａ ｏ ｔ ｍ ａｌ ｅ ｕ ｅ ｏ ｍｉｉａｅｎ ｒｏ ｌ ｉ ｎｅ ｆｒ ｅ ｃ ｎ ＤＳ ｓ ｓｅ ｎ ｅ ｉ ｙ ｔｍ．Ｎｕ ｒ ｉ ｌ ｔ ｎ ｒｓ ｌ ｆＤＳ ｓｇ ａ ｅ ｅｖｎ ｎ ｎ ｒｏ ａ ｄ ｉ ｔｒｅ ｎ ｅｅ － ｍｅ ｃ ｓｍｕａｉ ｕ ｔ ｏ ｉｎ ｌｒｃ ｉｉ ｇｉ ａｒ￣ ｎ ｎｅ ｆｒ ｃ ｎ ｉ ｏ ｅ ｓ ｅ ｖｒｎ ｎ ｕ ｐ ｒ ｈａ ｅｆｒ ｎ ｅ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ａｇ ｒｔｍ ｅｔｒｔ ａ ｏ ・ ｒ ｐ ｏ ｅ ｓ ｄ ａ ｐ ｏ ｃ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔｓ ｐ ｏ ｔｔ ｔｐ ｒｏｍａ ｃ ｓｎ ｏ ｈ ｂ ｔｅ ｎ ｎ ｎ ｐ ｒ ｃ ｓｅ ｐ ｒａ ｈ ａ ｄ ｈ ｌ ｉ ｈ ｅ ｕ — ｎ ｏ ｄ ａｇ ｒｔｍ ． ｎ ｗ ｄ ｗｅ ｏ ｈ ｉ ｌ ｉ Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：ＤＳ ｓ ｒ ａ ｐ ｃｒ ｍ；ｎ ｒｏ ａ ｄ ｉｔｒｅ ｎ ｅ ｓ ｐ ｒｓ ｉｎ；ｐ ａｅ ｓ ｅ ｔｕ ；ｗ ｎ ｏ ｄ ｐ ｄｓ ｔ ｅ ｅ ｕ ａ ｒｗｂ ｎ ｎ ｅ ｒ ｃ ｕ ｐ ｅ ｓｏ ｆｅ ｈ ｓ ｐ ｃｒｍ ｉ ｄ ｗｅ
的影 响 。
ｒ ＝ ０， ， ， 一 】 ｚ １ … Ｎ
Ｍ
其中： 。 ∑ ：１如当Ｍ＝ 时， ｎ ＝ ， ， ０ （） １为矩
， ＝０ ｎ
采用 加窗 Ｄ Ｔ后 的相 位谱 接 收 ， 加 性 高 斯 Ｆ 在 白噪声 干 扰下 的性 能下 降约 ｌＢ ］一般 情况 下 ， ｄ［ ， 该损 失可 以接 受 。
普 速率 高很 多 的情 况 下 。对 这 种影 响 ， 以 采用 可 置信号 带外 谱 为 ０的方 法来 消 除 。此时 在进 行 迭
由于实信 号 的 Ｄ Ｆ 换 具 有 共 轭 对 称 特性 ， Ｖ变
因此 ， 述 迭 代 计 算 只 需 要 计 算 ＝０ ｌ …… ， 上 ，，
Ｎ／ ２点 的变换 即可 。 Ｋ＋１ 系 数 的单 边余 弦 窗 函数为 ： 项
形窗 ； Ｍ ＝１ ｎ ＝０ ＝０ ５时 为汉 宁窗 。 当 ，０ ｌ ． 定义 ＭＯ ｋ Ｎ） ｋ取 模 ～运 算 ， Ｄ（ ， 为 根据 文献 ［ １ ， 窗 Ｄ Ｔ 结果 为 ： １ ］加 Ｆ ｒ
Ｍ Biblioteka ３ 数 值 仿 真 数值仿 真 中取 Ｐ Ｎ码 为 ６ ４位 Ｍ 序 列 ， Ｎ码 Ｐ
此类 方法 在抑制 干扰之 前均 要对 于扰情况进 行 检 测、 计 ， 估 然后基 于某 种准则 对于扰 加 以抑 制 或删 除 。文献 ［ ］ ２ 中给 出 了基 于重叠 变换 、 调制 重叠 变
窄带 干扰 的抑 制 ， 于该算 法 不需 要 检 测干 扰 和 由 信 号的 电平 ， 理 比较 简 便 ， 于实 现 。文献 ［ ］ 处 易 ７
代 Ｄ Ｆ ， 必计 算 信 号 带 外 谱 分 量 ， 反 变 换 Ｆ 时 不 在
运算 时相应 的数 字 频 域 点 不参 与 运 算 ， 以减 少 可
）
ｖ ／ ）：∑ （ １ （ Ｍ ）
一
（ 。
＋ 。 一
ｍ＝０
迭代 时的运 算 量 ， 时可 以进一 步 降低 带 外 干 扰 同
样序 列 为 （ ， ｎ） 凡＝０ １ ２ ， ， …… ， ／ 点 （ ） 前 、 ， ０， （ ） …… ， Ⅳ一１信 号 的 Ｄ Ｔ为 ： １， （ ） Ｆ
Ｎ —Ｉ
反变 换 的实 部 。根 据 文 献 ［２ ， 反 变 换 后 的数 １］设
据 为 （ ， 当前 输 出时域 数据 为 ｍ）则
Ａ Ｐ ａ ｔ ａ ｎｅｆｒｎ ｅＲｅｅｔ ｎｉ ｐ ｅ ｄ Ｓ ｅｔｕ Ｓ ｓ ｍ ｒ ｃｉ ｌ ｔｒｅｅ ｃ ｊｃｉ ＤＳＳ ｒａ ｐ ｃｒ ｍ ｙ ｔ ｃ Ｉ ｏ ｎ ｅ
Ｗ ａ ｇ Ｙｏ ｇ ｎ ｎ ｎ ｍｉ
（ｈ ｅ ｃｍ ｕｉ ｔ ｎＥ ｇ ｅｒ ｇＩｓｔｔ， ｒ ｏ ｅ ｎｉｅｒ ｇＵ ｉ ｒｔ， ｉａ １０ ７ Ｃ ｉ ） Ｔ ｅＴ ｌ ｏ ｍ ｎｃ ｉ ｎ ｉ ｅｉ ｔｕ ｒ ｇ ｅ ｎ ｎ ｅ ｉ Ｘ ’ｎ７ ０７ ， ｈ ａ ｅ ａｏ ｎ ｎ ｎｉｅ ＦｃＥ ｎ ｉ ｖ ｓｙ ｎ
如 窗 函数 为汉 宁窗 时 ：
墨 ｋ ＝ ．Ｘ （ ） ０２ Ｘ ［ Ｏ ｋ ） 一 （ ） ０５ Ｎ ｋ 一 ．５ Ｎ Ｍ Ｄ（ 一１】
０ ２ ＸＮ ＭＯ ｋ＋１ 】 ， ５ ［ Ｄ（ ）
３ ２
电子对抗
２ １ 年第 ３ ０１ 期
图 １给 出 了 叠 加 ３个 连 续 波 干 扰 的仿 真 结 果 ， 真 中 白噪声 功率 比信 号强 ３ Ｂ， 仿 ｄ 同时 加入 了 三个 连续 波干扰 ， 扰频率 分别 为 １７ 、 、 ．０ ， 干 ．８ ２ ２ ２６ 功 率分别 比 信 号 强 ３ ｄ 、 １ ８ Ｂ和 ３ ｄ 。为 了 ３ Ｂ ３ ．ｄ ０Ｂ 对 比方 便 ， 图中从 上 至 下依 次给 出 了采 用 加窗 相 位谱 接 收 、 未加 窗 相 位谱 接 收 和未 经处 理 的 匹配 输 出结果 ， 以下 给 出的仿 真结 果与 之类似 。