專利名稱：：一種用于直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的掃頻干擾抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種干擾抑制方法，屬于通信抗干擾
技術(shù)領(lǐng)域：
，用于直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中對掃頻干擾的抑制。
背景技術(shù)：
：直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)(簡稱直擴(kuò)系統(tǒng))具有抗干擾能力強(qiáng)、信息信號隱蔽、便于加密、任意選址以及易于組網(wǎng)等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，因此直擴(kuò)技術(shù)目前在通信設(shè)備中被廣泛應(yīng)用。擴(kuò)頻系統(tǒng)由于其自身的編碼增益和處理增益，具有一定的抗干擾能力，但是發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的復(fù)雜性以及可供利用的帶寬限定了處理增益的上限，因而在遭受超出干擾容限的強(qiáng)干擾時(shí)，擴(kuò)頻系統(tǒng)性能會嚴(yán)重惡化。線性調(diào)頻信號(又稱為LFM，Chirp信號)干擾是一種常見的非平穩(wěn)干擾，其能量分散在整個(gè)時(shí)域或者頻域，對直擴(kuò)系統(tǒng)有很大的危害性。為此，國內(nèi)外出現(xiàn)了大量利用數(shù)字信號處理的方法對其進(jìn)行干擾抑制(掃頻干擾抑制)對消技術(shù)的研究，并取得了一定的成果。但是，已有技術(shù)和方法對掃頻干擾抑制主要存在以下問題(1)傳統(tǒng)變換技術(shù)對掃頻干擾抑制效果不佳，因?yàn)楦盗⑷~變換技術(shù)雖然可一定程度抑制窄帶平穩(wěn)干擾，但對掃頻干擾這種快速時(shí)變的寬帶干擾抑制效果甚微；而小波變換和短時(shí)傅里葉變換適合于抑制具有突發(fā)特征的脈沖式干擾；雖然AminMG、OuyangXM、BarbarossaS等提出的時(shí)頻分析方法能夠一定程度識別和剔除掃頻信號寬帶時(shí)變干擾，但當(dāng)多個(gè)掃頻干擾同時(shí)存在時(shí)，Wigner-Ville分布由于存在的交叉項(xiàng)困擾，無法正確區(qū)別多個(gè)干擾；另外，通過跟蹤瞬時(shí)頻率來抑制多個(gè)干擾的方法只適合于每一時(shí)刻只有一個(gè)干擾存在的情況，BarbarossaS等提出了基于WVD-Hough變換識別多個(gè)干擾的方法，但WVD的交叉項(xiàng)經(jīng)Hough變換后會形成偽尖峰從而造成對干擾的誤識別。(2)齊林等提出的一種基于分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的DSSS系統(tǒng)中掃頻干擾的自適應(yīng)抑制算法，對掃頻干擾具有一定的抑制效果，但是變換后信噪比損失較大。因?yàn)樵谶M(jìn)行分?jǐn)?shù)階傅立葉變換時(shí)由于對掃頻信號進(jìn)行了有限截取，干擾信號產(chǎn)生了頻譜泄露，對掃頻信號抑制后造成了更大的信噪比損失，尤其存在多個(gè)掃頻干擾時(shí)，由于需要連續(xù)進(jìn)行分?jǐn)?shù)階傅立葉變換和逆分?jǐn)?shù)階傅立葉變換，信噪比損失積累明顯，直擴(kuò)系統(tǒng)誤碼率性能惡化明顯。本發(fā)明通過選擇合適的窗函數(shù)，在對疊加掃頻干擾的直擴(kuò)通信信號進(jìn)行分?jǐn)?shù)階傅立葉變換前先進(jìn)行加窗運(yùn)算，降低有限截取信號時(shí)邊緣不連續(xù)造成的影響，有效抑制掃頻干擾信號旁瓣，使掃頻干擾在分?jǐn)?shù)階傅立葉域能量集中在主瓣，從而有效分離干擾和有用信號；再通過分段重疊處理，進(jìn)一步降低抑制處理后的信噪比損失，使系統(tǒng)具有更好的誤碼率性能。為了更好地理解本發(fā)明，下面對分?jǐn)?shù)階傅立葉變換進(jìn)行簡要介紹近年來，分?jǐn)?shù)階傅立葉變換(FractionalFourierTransform,FRFT)作為一種新的時(shí)頻分析工具，在信號處理領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，引起了信號處理界的廣泛關(guān)注。分?jǐn)?shù)階傅立葉變換最初在光學(xué)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，1993年Almeida把分?jǐn)?shù)階傅立葉變換解釋為信號在時(shí)頻平面的旋轉(zhuǎn)，是經(jīng)典傅立葉變換的推廣；1996年土耳其人Ozaktas提出了一種與FFT計(jì)算速度相當(dāng)?shù)碾x散采樣型算法后，分?jǐn)?shù)階傅立葉變換才開始在信號處理領(lǐng)域得到應(yīng)用。分?jǐn)?shù)階傅立葉變換可以看成是一種統(tǒng)一的時(shí)頻變換，同時(shí)反映了信號在時(shí)、頻域的信息，與常用二次型時(shí)頻分布不同的是它用單一變量來表示時(shí)頻信息，且沒有交叉項(xiàng)困擾，與傳統(tǒng)傅立葉變換(其實(shí)是分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的一個(gè)特例)相比，它適于處理非平穩(wěn)信號，尤其是Chirp類信號，且多了一個(gè)自由參量(變換階數(shù)《)，因此分?jǐn)?shù)階傅立葉變換在某些條件下往往能夠得到傳統(tǒng)時(shí)頻分布或傅立葉變換所得不到的效果，而且由于它具有比較成熟的快速離散算法，因此在得到更好效果的同時(shí)并不需要付出太多的計(jì)算代價(jià)。采用基于分?jǐn)?shù)階傅立葉變換工具進(jìn)行掃頻干擾抑制是最典型而有效的方法，因?yàn)榉謹(jǐn)?shù)階傅立葉變換的基函數(shù)是分?jǐn)?shù)階頻域上一組正交的Chirp基，分?jǐn)?shù)階傅立葉變換在某個(gè)分?jǐn)?shù)階傅立葉域中對給定的掃頻信號具有能量聚集特性的優(yōu)點(diǎn)，所以分?jǐn)?shù)階傅立葉變換特別適合用于處理掃頻信號。分?jǐn)?shù)階傅立葉變換是傅立葉變換的一種廣義形式。作為一種新的時(shí)頻分析工具，分?jǐn)?shù)階傅立葉變換可以解釋為信號在時(shí)頻平面內(nèi)坐標(biāo)軸繞原點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)。信號雄)的分?jǐn)?shù)階傅立葉變換定義為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中；;=2.^為分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的階次，a為旋轉(zhuǎn)角度，/y.]為分?jǐn)?shù)階傅立葉變換算子符號，^a,")為分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的變換核<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的逆變換為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(3)
發(fā)明內(nèi)容在直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)中，為了解決掃頻干擾抑制存在信噪比損失太大導(dǎo)致系統(tǒng)誤碼率性能下降的問題，本發(fā)明提出了一種加窗、分段重疊處理的分?jǐn)?shù)階傅立葉變換干擾抑制方法。在對掃頻干擾信號能量進(jìn)行盡可能多抑制的同時(shí)使盡可能少的信號能量流失，以達(dá)到較高的誤碼率性能，保障直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的可靠通信。本發(fā)明的基本原理是首先利用直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)通信信號在分?jǐn)?shù)階傅立葉域的噪聲特性和掃頻干擾信號在相應(yīng)分?jǐn)?shù)階階次的能量聚焦特性之間的差異，完成對通信信號和掃頻干擾的分離；其次，利用窗函數(shù)對掃頻干擾的旁瓣抑制特性，減小干擾信號經(jīng)FRFT變換后的旁瓣泄漏，使掃頻干擾在分?jǐn)?shù)階傅立葉域能量集中在主瓣，從而有效分離掃頻干擾和有用通信信號；最后，采用分段重疊處理的辦法，解決了由于加窗造成的邊緣信號能量降低的問題，在對掃頻干擾信號能量進(jìn)行盡可能多抑制的同時(shí)保障盡可能少的信號能量損失。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種用于直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的掃頻干擾抑制方法，包含以下九個(gè)步驟(1)將長度為JV的含有掃頻干擾的待處理信號/(x)進(jìn)行p階分?jǐn)?shù)階傅立葉變換，其中;ps(O，I)，步進(jìn)為，通過二維峰值搜索進(jìn)行掃頻干擾信號參數(shù)估計(jì)，得出掃頻信號的調(diào)頻率參數(shù);/。；若存在w個(gè)掃頻干擾，記它們的調(diào)頻率為(2)將長度為iV的含有掃頻干擾的待處理信號/(x)分為;t段，每段長度為M，各段數(shù)據(jù)記為(/。(;c),y;0),…,A(;c》；A:M-iV;M是否大于4(3)在信號/(x)前補(bǔ)長度為M/4的數(shù)據(jù)0，去除信號/0c)最后M/4個(gè)數(shù)據(jù),形成新的數(shù)據(jù)a(;c)，。Oc)信號長度仍為iV，將其分為A段，每段長度為M，各段數(shù)據(jù)記為{a。(x)，a,(x),..，&(x)};(4)去除信號/0c)前面M/4個(gè)數(shù)據(jù)，在信號/(x)后補(bǔ)長度為M/4的數(shù)據(jù)0，形成新的數(shù)據(jù)ZK;c),信號6(x)長度仍為iV，將其分為yt段，每段長度為M，各段數(shù)據(jù)記為{Z0(;c),A0),…A(x)};(5)對2>t個(gè)數(shù)據(jù)段(a。(x),《(x)，…,A(x);6。(x)A(")，…A(x》分別乘以窗函數(shù)m<x)，做p。階分?jǐn)?shù)階傅立葉變換(其中a--2.,cot")/;r)，得到p。階分?jǐn)?shù)階傅立葉域數(shù)據(jù){4O),4O),…,4O);S。O),AO),',&O)};(6)對2A:個(gè)數(shù)據(jù)段(40)，4("),…，40);A)(")，A(w),…，A(")1，分別求模值，計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)段的自適應(yīng)門限r(nóng)-p+cr(其中r為門限值，e為均值，^為方差，尺為調(diào)節(jié)因子)，將數(shù)據(jù)段中超過門限T的數(shù)據(jù)置為門限值T，抑制掃頻干擾信號；(7)將步驟(6)的結(jié)果，即過門限處理后的M個(gè)數(shù)據(jù)段進(jìn)行^。階逆分?jǐn)?shù)階傅立葉變換(其中p,-2.wccot(A/。)/;r)，得到時(shí)域數(shù)據(jù)(),《(《)，…X《(《)，)，…,6:(")};(8)對2A:個(gè)數(shù)據(jù)段(a;(w),a;(w)，…X(w);6;0),6;(6j),進(jìn)行去重疊處理，首先將2;t個(gè)數(shù)據(jù)段排列為，每個(gè)數(shù)據(jù)段長度為M，2&個(gè)數(shù)據(jù)段總長度為2^T-2iV;再去除每個(gè)數(shù)據(jù)段的前M/4和后M/4個(gè)數(shù)據(jù)，得到新的2A個(gè)數(shù)據(jù)段(fl〖(")，《(w),《(w)，機(jī)w),…,《(ft))，《(w》，記為/'(;c)，每個(gè)數(shù)據(jù)段長度變?yōu)镸/2，2;t個(gè)數(shù)據(jù)段總長度為AM-iV，/'(x)與處理前/0c;)信號的長度一致；(9)若存在多個(gè)掃頻干擾，重復(fù)步驟(2)—(8)。每一次的步驟(5)中的變換階數(shù)為=-2.rccot(/^/"，其中AeA,…,/U。本發(fā)明的理論依據(jù)和導(dǎo)出過程如下(1)掃頻信號在相應(yīng)分?jǐn)?shù)階傅立葉域的聚焦特性；分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的基函數(shù)是分?jǐn)?shù)階頻域上一組正交的Chhp基，一個(gè)掃頻信號在適當(dāng)?shù)姆謹(jǐn)?shù)階傅立葉域中將表現(xiàn)為一個(gè)沖激函數(shù)，當(dāng)取階次為^e(0,l)時(shí)，掃頻信號調(diào)頻率/i和聚焦階次p存在以下對應(yīng)關(guān)系p=-COt(p.;r/2)。下面對掃頻信號在相應(yīng)的分?jǐn)?shù)階傅立葉域的聚焦特性做理論推導(dǎo)，設(shè)掃頻信號為g(0=Iexp(/2:t/j++，fe卜r/2,r/2](4)將上式代入分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的理論公式(3)，則其^階分?jǐn)?shù)階傅立葉變換如下式所示，其中Ga(")"々(W—.丄:,('2咖-2—2叫e+2+咖d,當(dāng);z--cota、^-wcsc"時(shí)，g^的分?jǐn)?shù)階傅立葉幅度譜(分?jǐn)?shù)階傅立葉變換模平方)得到峰值，峰值為G"(")LHG"")I:(6)〃=-cota，/m-wcsccr|sill"|根據(jù)掃頻信號調(diào)頻率p，可以通過作p階("-2."r"o咖)/;r)的分?jǐn)?shù)階傅立葉變換，提取掃頻信號的主要能量。掃頻信號的分?jǐn)?shù)階傅立葉域聚焦特性如附圖1所示。而直序擴(kuò)頻信號的統(tǒng)計(jì)特性為……，其在任意的分?jǐn)?shù)階傅立葉域均……，因此可以利用分?jǐn)?shù)階傅立葉變換對Chirp信號的聚焦性來將掃頻干擾和擴(kuò)頻信號進(jìn)行分離。(2)掃頻信號在相應(yīng)分?jǐn)?shù)階傅立葉域加窗特性；對掃頻信號進(jìn)行采樣，取有限個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分?jǐn)?shù)階傅立葉變換，信號截?cái)嗟倪^程等價(jià)于將信號乘以矩形窗函數(shù)，信號加窗是不可避免的，信號被一窗函數(shù)相乘意味著總的變換是所期望的變換與窗函數(shù)變換的巻積，如果信號的真正功率集中在一個(gè)頻帶內(nèi)，此巻積運(yùn)算將把這個(gè)窄帶功率擴(kuò)展到臨近的范圍，造成分?jǐn)?shù)階域的頻譜泄露。泄露效應(yīng)是離散分?jǐn)?shù)階傅立葉變換所固有的，可以采用窗函數(shù)加權(quán)技術(shù)，通過選擇合適的窗函數(shù)使被加權(quán)信號在邊緣比矩形窗函數(shù)圓滑而減小了陡峭邊緣所引起的旁瓣分量，達(dá)到抑制頻譜泄露的目的。以矩形窗為例，其第一旁瓣只比主瓣低13.46dB，即旁瓣抑制度只有13.46dB，對于比有用信號大幾十分貝的干擾來說，它的旁瓣也比信號大很多，在進(jìn)行干擾抑制時(shí)，就造成干擾消除的不徹底，或者是增大了消除的帶寬范圍，因而加重了對有用信號的損傷。為了減小干擾的頻譜泄露，必須采用旁瓣比較低的窗函數(shù)。但在旁瓣降低的同時(shí)，主瓣迅速變寬，因此需要選擇合適的窗函數(shù)。圖2給出各種窗函數(shù)在分?jǐn)?shù)階傅立葉域的幅度譜特性，可以看出矩形窗旁瓣特性不如其他類型窗函數(shù)。表1是各種窗函數(shù)的參數(shù)比較，根據(jù)直擴(kuò)系統(tǒng)和掃頻干擾的特點(diǎn)，本發(fā)明選用漢明窗作為信號加權(quán)窗函數(shù)。表1各種窗函數(shù)比較<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>(3)分段重疊處理原理對接收信號進(jìn)行加窗減小了邊緣數(shù)據(jù)的不連續(xù)影響，但是加窗截?cái)嗪髸谝欢ǔ潭壬吓で盘?。附圖2(c)為掃頻干擾加窗結(jié)果，由圖可看出信號的邊緣出現(xiàn)了明顯的扭曲，造成了信噪比損失。為了減小這種扭曲，可以采用重疊處理技術(shù)。采用兩路信號處理通道，第一路首先在原始信號前添加M/4個(gè)零，第二路的輸入為原始信號M/4點(diǎn)的延遲信號，兩路進(jìn)行變換處理之后，把前后各M/4的樣點(diǎn)拋棄，保留中間M/2樣點(diǎn)，然后將兩路信號合成。這樣做的目的在于去掉由于加窗而扭曲較大的信號分量，保留損失很小的信號，當(dāng)兩路合成一路時(shí)，對整個(gè)信號的扭曲就較小了。附圖3(d)給出了通過重疊處理后信號波形，相比附圖2(c)，處理后信號的波形更解決原始信號。附圖4給出了實(shí)現(xiàn)框圖，附圖5給出了重疊處理的流程圖。在分?jǐn)?shù)階傅立葉域的干擾抑制中，采用閾值檢測方法，因?yàn)閿U(kuò)頻信號加上高斯噪聲的頻譜較為平坦，而掃頻干擾具有聚集特性，所以根據(jù)具體情況設(shè)定一個(gè)合理的閾值，對超過閾值的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行置零或鉗位，該方法簡單易行，適用于要求快速消除干擾影響的的場合。顯然，閾值選取的合適與否是該算法的關(guān)鍵。對此，可以利用K-Sigma算法，設(shè)置門限為7T^E+ct，其中E和cr分別是接收信號在分?jǐn)?shù)階傅立葉域的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，《為隨c7變化自適應(yīng)選擇的量化因子，根據(jù)性能需求選好相應(yīng)的《就可以算出干擾消除門限，完成對干擾的消除。本發(fā)明提出的基于直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的掃頻信號干擾抑制方法，其有益效果在于-O)本發(fā)明利用了直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)通信信號在分?jǐn)?shù)階傅立葉域的噪聲特性和掃頻干擾信號在相應(yīng)階次的能量聚焦特性之間的差異，完成對通信信號和掃頻干擾的分離，一個(gè)掃頻信號在適當(dāng)?shù)姆謹(jǐn)?shù)階傅立葉域中將表現(xiàn)為一個(gè)沖激函數(shù)，如附圖1所示，所以選用分?jǐn)?shù)階傅立葉變換這一工具對掃頻干擾進(jìn)行處理比采用其他的時(shí)頻分析工具有明顯的優(yōu)勢。(2)本發(fā)明提出的基于直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的掃頻信號干擾抑制方法，利用了窗函數(shù)對掃頻干擾的旁瓣抑制特性，降低抑制干擾后造成的信噪比損失，再通過分段重疊處理，在對掃頻干擾信號能量進(jìn)行盡可能多抑制的同時(shí)保障盡可能少的信號能量損失，以達(dá)到較高的誤碼率性能，保障了直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的可靠通信。如附圖6所示，仿真參數(shù)為PN碼長為64，信噪比為-10dB，干信比由0-30dB變化，單一掃頻干擾，由圖中可得采用分?jǐn)?shù)階傅立葉變換進(jìn)行干擾抑制性能優(yōu)于采用傅立葉變換，而采用加窗分段重疊處理分?jǐn)?shù)階傅立葉變換具有更優(yōu)性能。(3)本發(fā)明提出的基于直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的掃頻干擾抑制方法，對多個(gè)掃頻干擾優(yōu)勢更加明顯。因?yàn)榇嬖诙鄠€(gè)掃頻干擾時(shí)，需要在不同的階次進(jìn)行分?jǐn)?shù)階傅立葉變換和逆分?jǐn)?shù)階傅立葉變換，由于是串行處理，信噪比損失具有累積效益，對系統(tǒng)的誤碼率性能影響很大。本發(fā)明方法由于采用了加窗和分段重疊處理，每次截取能量集中的中間部分，降低了信噪比損失。如附圖7所示，仿真參數(shù)與圖6—致，但存在兩個(gè)掃頻干擾。有圖可知，當(dāng)存在多個(gè)干擾時(shí)，采用采用加窗分段重疊處理分?jǐn)?shù)階傅立葉變換進(jìn)行干擾抑制的誤碼率性能明顯優(yōu)于原有方法。(4)本發(fā)明提出的方法可以并行操作，有利于流水實(shí)現(xiàn)，適合硬件平臺的快速實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榉侄沃丿B分成的兩路信號，其處理方法一致，所以適合硬件流水作業(yè)。另外，分?jǐn)?shù)階傅立葉變換有快速離散算法支撐，計(jì)算量與FFT相當(dāng)，實(shí)現(xiàn)簡單易行。圖l-掃頻信號的分?jǐn)?shù)階傅立葉域聚焦特性；圖2-掃頻信號時(shí)域加窗示意圖(a)掃頻信號時(shí)域波形，(b)窗函數(shù)波形，(c)加窗后掃頻信號波形；圖3-掃頻信號分塊重疊處理示意圖(a)掃頻信號時(shí)域波形，(b)第一路信號加窗波形，(c)第二路信號加窗波形，(d)去重疊處理后波形；圖4-基于分?jǐn)?shù)階傅立葉變換千擾抑制技術(shù)中的加窗重疊處理；圖5-重疊處理流程；圖6-單個(gè)掃頻干擾抑制性能比較；圖7-兩個(gè)掃頻干擾抑制性能比較。具體實(shí)施例方式根據(jù)前面"
發(fā)明內(nèi)容"部分中的論述，下面結(jié)合附圖及實(shí)際例對本發(fā)明方法做詳細(xì)說明。本發(fā)明提出的基于直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的掃頻干擾抑制方法，其原理框圖可參見附圖4和附圖5，具體實(shí)現(xiàn)方式歸納如下假設(shè)輸入信號/(x)為混合有2個(gè)不同調(diào)頻率^。，;^掃頻干擾的直擴(kuò)通信信號，長度W為8192點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)步驟如下(1)取步進(jìn)=0.01，/;e(0,0，對輸入信號/(力進(jìn)行;7階共100次分?jǐn)?shù)階傅立葉變換，通過二維峰值搜索進(jìn)行掃頻干擾信號參數(shù)估計(jì)，可以得出2個(gè)掃頻干擾信號的調(diào)頻率參數(shù)為^。,^，(2)將長度為8192的信號/(;c)分為8段，每段長度M為1024，各段數(shù)據(jù)記為{/。(力,,")，'",/8")};(3)在/(;c)信號前補(bǔ)長度為M/4-256的數(shù)據(jù)0，去除/(;c)信號最后256的數(shù)據(jù)，形成新的數(shù)據(jù)。(x)，。(x)信號長度仍為8192，分為8段，每段長度為1024，各段數(shù)據(jù)記為("。0)，^(;c),…,a8(;c));(4)去除/(;c)信號前面256的數(shù)據(jù)，在/(x)信號后補(bǔ)長度為256的數(shù)據(jù)0，形成新的數(shù)據(jù)60c;)，W;c)信號長度仍為8192，分為8段，每段長度為1024，各段數(shù)據(jù)記為^。WAW,…,W^;(5)對16個(gè)數(shù)據(jù)段{a。(x)，("，…,％6。6,(x)，…，&8分別乘以Hamming窗函數(shù)w00，做p。階分?jǐn)?shù)階傅立葉變換(其中A^-2.釘cot(A0/;r)，得到p。階分?jǐn)?shù)階傅立葉域數(shù)據(jù){4)4(")，...,5。A("),…,58()};(6)對16個(gè)數(shù)據(jù)段{44()，…,4(w);B。(w),A，分別求模值，計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)段的自適應(yīng)門限7^^+cr(其中r為門限值，<9為均值，"為方差，^為調(diào)節(jié)因子)，將數(shù)據(jù)段中超過門限的數(shù)據(jù)置為門限值，抑制掃頻干擾信號；(7)將過門限處理后的16個(gè)數(shù)據(jù)段進(jìn)行^。階逆分?jǐn)?shù)階傅立葉變換(其中;。=-2.arccot(々。)")，得到時(shí)域數(shù)據(jù)("),...,《O),《(")，…,"(")};(8)對16個(gè)數(shù)據(jù)段W(w),"(w),…,";(w);&;("),&;(w),…,&:(w》進(jìn)行去重疊處理，首先將16個(gè)數(shù)據(jù)段排列為w^),《(w)，fl;(w)》;(w),…x(w)，《(—，每個(gè)數(shù)據(jù)段長度為1024，16個(gè)數(shù)據(jù)段總長度為16382;再去除每個(gè)數(shù)據(jù)段的前256和后256個(gè)數(shù)據(jù)，得到新的16個(gè)數(shù)據(jù)段(《(w),《(《《(w)A〃("),…,《0y)A〃(a^，記為/'(;c)，每個(gè)數(shù)據(jù)段長度變?yōu)?12，16個(gè)數(shù)據(jù)段總長度為8192，/'(x)與處理前/(x)信號的長度一致；(9)以上是對調(diào)頻率為A。的掃頻干擾進(jìn)行抑制，重復(fù)步驟(2)—(8)，其中步驟(5)和(7)中的;;。改為;7,，A=-2."Arcot(A)/;r。通過以上9個(gè)步驟，完成對輸入信號/00分離2個(gè)不同調(diào)頻率^。，^}掃頻干擾和直擴(kuò)通信信號，同時(shí)在不同的分?jǐn)?shù)階傅立葉域抑制了掃頻干擾，加窗和分段重疊處理降低了信噪比損失，保證直擴(kuò)系統(tǒng)的正常通信。以上所述的具體描述，對發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種用于直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的掃頻干擾抑制方法，其特征在于，包含以下九個(gè)步驟(1)將長度為N的含有掃頻干擾的待處理信號f(x)進(jìn)行p階分?jǐn)?shù)階傅立葉變換，其中p∈(0，1)，步進(jìn)為Δp，通過二維峰值搜索進(jìn)行掃頻干擾信號參數(shù)估計(jì)，得出掃頻信號的調(diào)頻率參數(shù)μ0；若存在m個(gè)掃頻干擾，記它們的調(diào)頻率為{μ0，μ1，…，μm}；(2)將長度為N的含有掃頻干擾的待處理信號f(x)分為k段，每段長度為M，各段數(shù)據(jù)記為{f0(x)，f1(x)，…，fk(x)}；kM＝N；M是否大于4(3)在信號f(x)前補(bǔ)長度為M/4的數(shù)據(jù)0，去除信號f(x)最后M/4個(gè)數(shù)據(jù)，形成新的數(shù)據(jù)a(x)，a(x)信號長度仍為N，將其分為k段，每段長度為M，各段數(shù)據(jù)記為{a0(x)，a1(x)，…，ak(x)}；(4)去除信號f(x)前面M/4個(gè)數(shù)據(jù)，在信號f(x)后補(bǔ)長度為M/4的數(shù)據(jù)0，形成新的數(shù)據(jù)b(x)，信號b(x)長度仍為N，將其分為k段，每段長度為M，各段數(shù)據(jù)記為{b0(x)，b1(x)，…，bk(x)}；(5)對2k個(gè)數(shù)據(jù)段{a0(x)，a1(x)，…，ak(x)；b0(x)，b1(x)，…，bk(x)}分別乘以窗函數(shù)w(x)，做p0階分?jǐn)?shù)階傅立葉變換(其中p0＝-2·arccot(μ0)/π)，得到p0階分?jǐn)?shù)階傅立葉域數(shù)據(jù){A0(ω)，A1(ω)，…，Ak(ω)；B0(ω)，B1(ω)，…，Bk(ω)}；(6)對2k個(gè)數(shù)據(jù)段{A0(ω)，A1(ω)，…，Ak(ω)；B0(ω)，B1(ω)，…，Bk(ω)}，分別求模值，計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)段的自適應(yīng)門限T＝θ+K·σ(其中T為門限值，θ為均值，σ為方差，K為調(diào)節(jié)因子)，將數(shù)據(jù)段中超過門限T的數(shù)據(jù)置為門限值T，抑制掃頻干擾信號；(7)將步驟(6)的結(jié)果，即過門限處理后的2k個(gè)數(shù)據(jù)段進(jìn)行p0階逆分?jǐn)?shù)階傅立葉變換(其中p0＝-2·arccot(μ0)/π)，得到時(shí)域數(shù)據(jù)(8)對2k個(gè)數(shù)據(jù)段進(jìn)行去重疊處理，首先將2k個(gè)數(shù)據(jù)段排列為每個(gè)數(shù)據(jù)段長度為M，2k個(gè)數(shù)據(jù)段總長度為2kM＝2N；再去除每個(gè)數(shù)據(jù)段的前M/4和后M/4個(gè)數(shù)據(jù)，得到新的2k個(gè)數(shù)據(jù)段記為f′(x)，每個(gè)數(shù)據(jù)段長度變?yōu)镸/2，2k個(gè)數(shù)據(jù)段總長度為kM＝N，f′(x)與處理前f(x)信號的長度一致；(9)若存在多個(gè)掃頻干擾，重復(fù)步驟(2)—(8)；每一次的步驟(5)中的變換階數(shù)為pi＝-2·arccot(μi)/π，其中μi∈{μ0，μ1，…，μm}。全文摘要本發(fā)明提出的一種加窗、分段重疊處理分?jǐn)?shù)階傅立葉變換干擾抑制方法，首先利用了直擴(kuò)通信信號在分?jǐn)?shù)階傅立葉域的噪聲特性和掃頻干擾信號在相應(yīng)階次的能量聚焦特性之間的差異，完成對通信信號和掃頻干擾的分離；其次，利用窗函數(shù)對掃頻干擾的旁瓣抑制特性，減小干擾信號經(jīng)變換后的旁瓣泄漏，使掃頻干擾在分?jǐn)?shù)階傅立葉域能量集中在主瓣，從而有效分離干擾和有用信號；最后，采用分段重疊處理的辦法，解決了由于加窗造成的邊緣信號能量降低的問題，在對掃頻干擾信號能量進(jìn)行盡可能多抑制的同時(shí)保障盡可能少的信號能量損失，以達(dá)到較高的誤碼率性能，保障直擴(kuò)系統(tǒng)的可靠通信。文檔編號H04B7/216GK101388688SQ200810226069公開日2009年3月18日申請日期2008年11月5日優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日發(fā)明者然陶,琰黃,黃克武申請人:北京理工大學(xué)