基于壓縮感知的窄帶干擾抑制技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，空間電磁環(huán)境變得越來越復(fù)雜，產(chǎn)生了嚴(yán)重的電磁干擾。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，干擾和抗干擾成為電子戰(zhàn)和信息戰(zhàn)對抗的重要形式。如何抑制干擾，在惡劣的環(huán)境下保證通信的有效性和可靠性，成為當(dāng)今通信技術(shù)研究的重要課題之一。壓縮感知理論是一種全新的信息獲取理論。只要信號在某個(gè)變換域是稀疏的或者可壓縮的，就能低于奈奎斯特采樣率進(jìn)行低速采樣，同時(shí)通過一個(gè)與稀疏矩陣不相關(guān)的觀測矩陣降低維度，再由重構(gòu)算法高概率地恢復(fù)出原信號。
　

2、　本文將抗干擾技術(shù)和壓縮感知(Compressed Sensing，CS)理論相結(jié)合，研究了基于壓縮感知的窄帶干擾抑制技術(shù)。主要研究內(nèi)容體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　首先，介紹了傳統(tǒng)干擾抑制算法，包括時(shí)域干擾抑制、變換域干擾抑制和碼輔助干擾抑制等。其中，較為詳細(xì)地介紹了頻域變換干擾抑制技術(shù)，包括干擾門限的選擇和對干擾的處理方式。
　　然后，本文研究了壓縮感知框架的三個(gè)主要內(nèi)容，即信號的稀疏表示，觀測矩陣的設(shè)計(jì)，信號的重構(gòu)。例舉了

3、傅里葉變換基、離散余弦變換基、小波變換基的稀疏變換效果；介紹了觀測矩陣的設(shè)計(jì)原則，即有限等距性質(zhì)和不相關(guān)性，研究了幾種常見的觀測矩陣，并測試了在不同觀測壓縮比下對于稀疏信號的重構(gòu)性能，其中高斯隨機(jī)矩陣與大多數(shù)稀疏矩陣具有低相關(guān)性，是理論上的最優(yōu)觀測矩陣；研究了三類重構(gòu)算法各自的典型算法，并對稀疏信號的重構(gòu)性能進(jìn)行對比，其中正交匹配追蹤算法實(shí)現(xiàn)簡單，重構(gòu)效果良好，應(yīng)用最為廣泛。
　　接下來，提出了基于壓縮感知的干擾抑制算法，利用壓縮

4、感知技術(shù)實(shí)現(xiàn)對干擾的重構(gòu)，再以時(shí)域?qū)ο男问揭种聘蓴_。本文通過加窗的方法抑制窄帶干擾在頻域變換后存在的頻譜泄露現(xiàn)象，再用重疊加窗的方式彌補(bǔ)由窗函數(shù)帶來的信噪比損失。為了處理包含信號、干擾和噪聲的混合信號，研究了干擾門限算法用于確定干擾的稀疏度，并驗(yàn)證了其可行性。通過對存在窄帶干擾的BPSK(Binary Phase ShiftKeying)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行測試，基于壓縮感知的干擾抑制技術(shù)確實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)干擾抑制，但和傳統(tǒng)的頻域置零干擾抑制性能相

5、比稍差，通過分析得知，通過壓縮感知抑制干擾時(shí)，干擾頻點(diǎn)位置判定的偶然錯(cuò)誤是導(dǎo)致其性能差異的主要原因。
　　最后，在前面的算法基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，提出了基于壓縮感知的迭代干擾抑制算法，用迭代的方式來實(shí)現(xiàn)對干擾的精確重構(gòu)?；趬嚎s感知的干擾抑制技術(shù)的關(guān)鍵在于干擾重建的性能，也就是說干擾重建越理想，系統(tǒng)的誤碼性能會(huì)越好。在高斯和瑞利信道下，分別對BPSK傳輸系統(tǒng)中的單音、多音和窄帶干擾進(jìn)行抑制，仿真結(jié)果顯示，通過迭代算法，干擾的精確估計(jì)和信