直接扩频序列系统中IIR格型.DOCVIP

文章编号：1009-8119（2006）01-0045-03 IIR格型自适应陷波器在直接扩频序列系统中抗窄带干扰 吴昌磊 (北京理工大学信息工程学院电子工程系，北京 100081) 摘 要 介绍了一种直接扩频系统中抗窄带干扰的自适应IIR陷波滤波算法。通过谱线增强器估计干扰的瞬时频率和功率，采用一种IIR自适应格型陷波滤波技术，调整陷波器的深度和宽度,提高了输出信号信噪比。 关键词 窄带干扰，自适应IIR陷波滤波器，自适应谱线增强器，抗干扰 Anti Narrow-band Interference in DSSS Systems Using Adaptive IIR Notch Filter Wu Changlei （Dept of Electronic Engineering，Beijing Insititute of Technology，Beijing 100081） Abstract An anti-jamming algorithm for narrow-band interference in direct sequence spread spectrum systems ,which is based on the adaptive IIR notch filtering is introduced.An adaptive line enhancer(ALE) is used to estimate the instantaneous frequency and power of interference， the depth of the notch is adjusted by using the adaptive lattice IIR notch filter , so as to improve the SNR of output signal. Keywords Narrow-band interference，Adaptive IIR notch filter，Adaptive line enhancer，Anti-jamming 1 引 言 直接序列扩频通信可以有效地抵抗来自信道中的窄带干扰。在一个直扩通信系统中,扩频是通过伪噪声序列(PN)对发送的信息数据进行调制来实现的。在接收端,原伪噪声序列和所收信号的相关运算可将窄带干扰扩展到DS信号的整个频带,使干扰等效为幅度较低频谱较平坦的噪声；同时，将DS信号解扩,恢复原始信息数据。 当干扰足够强时,扩频系统的处理增益不够大,无法有效地衰减干扰,可能增加误码率,甚至可能使得接收机无法正常工作。为了抗强干扰噪声,一般在接收处理前加上一个滤波器进行预处理。通常采用非时变-线性估计的方法。在非高斯噪声条件下,非线性估计能够提供更好的信噪比。由于窄带干扰是非高斯的,样值间有很强的相关性,可以由过去样值来估计当前样值；而DS信号频谱平坦,与Chips率取样的样值之间几乎不相关,所以解扩前对信号滤波,从当前信号中减去干扰估值,再将差信号与PN码进行相关解扩,可大大提高直扩通信系统的性能。 　　DS序列是独立同分布的二进制序列,是非高斯的,由信号滤波理论可知,这时的最优滤波是非线性的。考虑到实际应用中干扰信号是未知的、时变的,因而更有效的滤波是自适应非线性滤波。 另外,与传统的线性和非线性滤波器相比,特别是在检测和捕获非平稳信号时,格型IIR 陷波滤波器有着更好的性能,采用陷波技术预先滤除强干扰。但是一旦陷波滤波器的零点在单位圆上,就会形成无限陷波深度,将有用信息也作为干扰滤除掉,造成信息丢失。为了自适应地改变陷波滤波器深度和陷波频率,本文将输出信噪比作为滤波器输出标准,根据估计的干扰频率和干扰功率,推导了优化的陷波滤波器的深度。仿真结果表明此种改进型格型陷波算法与传统算法相比,有着更高的输出信噪比性能,在强干扰下,性能更加突出。 2 自适应IIR格型陷波滤波器结构 自适应IIR格型陷波器由IIR格型陷波滤波器和自适应谱线增强器组成，其结构图如图1所示。 图1 自适应格型IIR滤波器结构图 IIR格型陷波滤波器的传输函数可表示为 (1) 其中:k0对应着干扰频率,通过调整k1、就可以分别控制陷波的深度和宽度。 其信号处理流图如图2所示。图3为陷波深度和宽度与k1和的关系图 图2. IIR格型陷波器结构图 图3. 陷波深度和宽度与k1和的关系 （a为陷波深度和宽度与k1的关系，b为陷波深度和宽度与的关系） 在处理时通过自适应谱线增强器（ALE）估计出干扰频率和干信比,自适应格型IIR陷波滤波器在滤除干扰的同时,也衰减了部分有用信息。 采用RLS算法对窄带信号频率进行捕获并且放