直擴測控系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制技術(shù)研究.pdf

1、測控通信系統(tǒng)在航空、航天領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,使其由普通的通信系統(tǒng)擴展到具有遙控、遙測、跟蹤等多種功能。直接序列擴頻技術(shù)由于具有功率譜密度低、信號隱蔽性好、距離分辨率高、多址通信能力強、抗干擾/噪聲能力強等特點,成為現(xiàn)代測控系統(tǒng)最常用的通信體制。直接序列擴頻系統(tǒng)本身所固有的擴頻增益可以抑制信道中有意或無意的干擾,但是由于頻率資源有限,當(dāng)遇到大功率窄帶干擾或干擾信號中心頻率與直擴信號中心頻率近似時,單純依靠增大擴頻增益并不能進行有效抑制。因此研

2、究如何在惡劣的環(huán)境下提高測控系統(tǒng)的抗窄帶干擾能力具有重要意義。
　　 目前對于窄帶干擾的抑制主要體現(xiàn)在干擾消除和干擾規(guī)避兩個方面。其中干擾消除的實現(xiàn)是以計算量的增加或信號能量損失為代價的,而干擾規(guī)避是以系統(tǒng)復(fù)雜度的增加來達到抑制干擾而不降低通信質(zhì)量的。根據(jù)測控系統(tǒng)的特點,本文主要對干擾規(guī)避技術(shù)進行研究。以往的規(guī)避技術(shù)主要集中在時域、空域和頻域,并沒有利用到擴頻序列的碼域特性。本文首次對根據(jù)序列碼域特性實現(xiàn)干擾規(guī)避的技術(shù)進行研究,

3、即通過設(shè)計具有不同頻譜結(jié)構(gòu)的擴頻序列,采用不同的通信方式使直擴測控系統(tǒng)實現(xiàn)對窄帶干擾的規(guī)避。
　　 首先,本文通過對m-W(m-Walsh)復(fù)合序列的研究,得出了不同m-W復(fù)合序列信號頻譜變化的規(guī)律。在對二進制擴頻序列信號研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)復(fù)合序列的生成方式和相關(guān)特性,以及m序列和walsh序列的特點,研究了m-W復(fù)合序列的頻譜結(jié)構(gòu),總結(jié)出m-W復(fù)合序列具有頻譜可控的特性,為直擴系統(tǒng)利用碼域特性實現(xiàn)窄帶干擾的規(guī)避提供理論基礎(chǔ)。<

4、br>　　 其次,針對高斯信道中存在的少數(shù)窄帶干擾,提出了通過使用不同的m-W復(fù)合序列實現(xiàn)對窄帶干擾規(guī)避的方法。該方法是在確定窄帶干擾頻率位置的情況下,通過設(shè)計m-W復(fù)合序列作為擴頻序列,使受窄帶干擾影響的信號能量最小,達到對窄帶干擾規(guī)避的效果。實驗仿真表明,利用m-W復(fù)合序列的規(guī)避技術(shù)可有效降低干擾對信號的影響,實現(xiàn)了對窄帶干擾的抑制。
　　 然后,針對高斯信道中的固定式窄帶干擾和時變或多頻干擾,提出了自適應(yīng)跳碼直擴抗干擾方

5、法。該方法將m-W復(fù)合序列與跳碼直擴技術(shù)相結(jié)合,使直擴信號具有DS-FH特性,并利用鏈路質(zhì)量分析和序列更換算法,使直擴系統(tǒng)具有自適應(yīng)規(guī)避窄帶干擾的能力。實驗仿真表明,對于固定式窄帶干擾、時變或多頻干擾,采用自適應(yīng)方式的跳碼直擴系統(tǒng)具有很強的抗干擾能力。
　　 再次,針對高斯信道中的瞄準(zhǔn)式窄帶干擾,提出了基于碼域特性的頻率分集抗窄帶干擾方法。該方法將m-W復(fù)合序列與正交多碼擴頻技術(shù)相結(jié)合,利用不同的m-W復(fù)合序列在頻域具有不同頻譜

6、結(jié)構(gòu)的特點,對相同的信息使用不同m-W復(fù)合序列進行多路并行擴頻,得到頻率分集的效果,進一步利用分集合并技術(shù)提高系統(tǒng)的抗窄帶干擾能力。實驗仿真表明,當(dāng)瞄準(zhǔn)式窄帶干擾影響部分頻率時,通過對分集的多路信息進行適當(dāng)合并,可有效提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
　　 最后,對于速率較高且頻帶受限的測控系統(tǒng),在信道中窄帶干擾較多,可用于規(guī)避干擾的m-W復(fù)合序列較少的情況下,提出了基于m-W復(fù)合序列的多進制(M-aury)正交擴頻技術(shù)。本文在傳統(tǒng)M-a