關(guān)鍵詞：FFT DSSS DSP 窄帶干擾 參數(shù)估計

現(xiàn)代通信系統(tǒng)設(shè)計中的一個重要課題是從寬帶信號（如QPSK調(diào)制信號）中消除窄帶干擾信號（NBI）的能力問題。直接序列擴展（DSSS）通信系統(tǒng)具有內(nèi)在的抑制窄帶干擾信號的能力。其接收信號和偽噪聲（PN）序列進行互相關(guān)運算，將干擾擴展到DS信號所占有的整個頻帶，這樣就降低了干擾電平，使干擾等效為一個電平較低而頻譜較平坦的噪聲。

直擴通信系統(tǒng)的抗干擾能力與擴頻增益成正比，由于受帶寬和系統(tǒng)頻率資源的限制，擴頻增益不可能做得很高，僅靠擴頻增益往往不足以對干擾進行抑制。特別是在強窄帶干擾的場合，系統(tǒng)的性能將會嚴重下降，甚至造成通信中斷。因此需要在解擴前加入窄帶干擾抑制技術(shù)來提高DSSS系統(tǒng)的性能。

圖1

    本文提出一種用于DSSS/QPSK通信系統(tǒng)中，采用時頻域相結(jié)合的方法抑制窄帶干擾信號的方案。其核心是對多個窄帶干擾信號參數(shù)進行準確估計。所采用的方法為：對接收信號的域頻FFT數(shù)據(jù)進行分析；在此基礎(chǔ)上只增加很少的計算量計算出窄帶干擾信號的中心頻率及寬度，為陷波器的進一步精確設(shè)計提供必要參數(shù)；最后，在TI公司的TMS320C5410 DSP上對本方法進行仿真實驗。仿真結(jié)果表明它簡單有效、實時性好、對窄帶干擾信號的參數(shù)估計很準確。這就為硬件實現(xiàn)多窄帶干擾信號抑制提供了參考。

1 信號模型及抗干擾方案

在DSSS/QPSK通信系統(tǒng)中，接收信號r(t)由三部分組成，即：

r(t)=s(t)+i(t)+n(t)     (1)

式中，s(t)是用PN碼擴頻經(jīng)QPSK調(diào)制的發(fā)送信息數(shù)據(jù)序列,n(t)是加性高斯白噪聲，i(t)是窄帶干擾。s(t)的數(shù)學(xué)表達式為：

s(t)=mI(t)CI(t)cosωc(t)+mQ(t)CQ(t)sinωc(t)     (2)

式中，mI(t)和mQ(t)是同相正交比特流，CI(t)和CQ（t）是相互獨立的正交擴頻碼，其碼元寬度相同，時間上同步，取值為±1。在此，選用多個正弦波之和作為窄帶干擾模型，可表示為：

式中，M表示正弦波個數(shù)，fm表示第m個正弦波的頻率。Am表示幅度，φm為初始相位。

對x(t)以chip速率采樣，得到接收信號的離散形式：

r(k)=s(k)+i(k)+n(k)

利用信號和噪聲在時間上不相關(guān)，而窄帶干擾信號具有相關(guān)性的特性，可以對窄帶干擾信號的頻率f、幅度A、初始相位φ參數(shù)進行估計，進而復(fù)制干擾信號。這樣，只要在r(k)中減去i(k)的估計就抑制掉了窄帶干擾信號。即：

r(k)-l'n(k)=s(k)+n(k)+εn(k)

式中，εn(k)表示估計誤差。如果估計誤差εn(k)接近為零，就表示對DSSS信號中的窄帶干擾進行了有效的抑制。

所此思想設(shè)計出的接收機框圖如圖1所示。

在圖1中，通過FFT頻譜分析估計出干擾的頻率和寬度參數(shù)后，由信號發(fā)生器單元產(chǎn)生出一個與干擾相同頻率的信號，用此信號與r(k)相乘，即可將窄帶干擾信號整個搬移到零頻，此時采用一個濾波器即可將干擾信號分離出來，再將濾波器輸出信號搬移到干擾信號的最初頻率位置，就得到了干擾信號的復(fù)制信號。這里的濾波器的寬度是由窄帶干擾信號的寬度確定的。這樣，原信號與干擾信號的復(fù)制信號相減就可以有效地抑制掉窄帶干擾信號，而不會影響其它頻率點的信號成分。

圖2

    在圖1所示的方案中，可以設(shè)計出多路通道，每一路分別產(chǎn)生一個干擾信號的復(fù)制信號，然后將所有通道產(chǎn)生的干擾復(fù)制信號相加，就得到所接收到的信號中的全部干擾信號的復(fù)制信號，最后同