WCDMA卫星信号同频干扰抵消算法研究

发布时间：2020-06-08 00:59

【摘要】：卫星通信具有通信距离远、覆盖面积大、系统容量大、方便快捷等诸多优良特性,因而成为全球范围内一种重要的通信手段,更成为军事领域的重要通信方式。随着卫星通信在军事领域的应用明显增多,卫星通信链路遭到敌对势力的干扰和破坏也越来越多。因此,研究卫星通信系统中的干扰和抗干扰技术具有重要意义。针对宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access,WCDMA)卫星信号的同频强干扰,本文提出了一种WCDMA卫星信号下行链路同频强干扰处理方案,研究了强干扰WCDMA卫星信号和弱目标WCDMA卫星信号的参数估计算法,设计了一种基于分段混叠的扰码遍历相关同步检测算法,该算法能同时检测多个WCDMA信号。首先,本文对陆地WCDMA系统中处理同频多址干扰的串行干扰抵消方法进行分析。针对串行干扰抵消方法存在的缺点,本文提出了适用于WCDMA卫星信号的同频干扰抵消方案,并对本方案的工作流程进行详细设计。其次,对WCDMA卫星信号的参数估计算法进行研究,主要包括频偏相偏估计算法和幅值估计算法。结合强干扰信号的特点,设计锁频环(Frequency Lock Loop,FLL)和(Phase Locked Loop,PLL)相结合的跟踪环路,实现对强干扰信号频偏相偏的精确估计。为了估计强干扰信号的幅值,本文采用基于对信道估计线性插值的幅值估计算法;此外针对弱目标WCDMA卫星信号信噪比较低的特点,改进传统的频偏相偏估计算法,设计了一种基于卡尔曼滤波的二次频偏估计算法。相比传统的WCDMA频偏估计算法,基于卡尔曼滤波的二次频偏估计算法在低信噪比条件下能更准确地估计WCDMA信号的频偏相偏。然后,针对WCDMA系统传统同步算法的缺点,设计了基于扰码遍历相关的同步检测算法,可同时检测多个WCDMA信号的同步峰。为了减少相关计算过程的运算复杂度,进一步提出分段混叠快速相关算法。本文设计的基于分段混叠的扰码遍历相关算法相比传统同步算法,对信噪比较低的WCDMA信号的检测成功率更高。最后,通过MATLAB仿真平台对本文改进的频偏相偏估计算法、幅值估计算法和基于分段混叠的扰码遍历相关算法进行测试。测试表明本文设计的频偏估计算法相比传统频偏估计算法,更加准确。然后对整个干扰抵消方案进行验证,测试抵消效果。测试表明在强干扰和目标信号的功率差在20dB以内的情况下,本文设计的同频干扰抵消算法能够有效削弱干扰,实现对弱目标信号的解码。从而验证了本文设计的参数估计算法的有效性以及同频干扰抵消方案的正确性。
【图文】：

同步码,扰码,实数序列

图 4.7 同步码相关的同步峰检测图遍历相关同步检测算法的产生A 系统共有182 1 262143个扰码，编号为 0,1, , 262142用。WCDMA 系统中的扰码可以分成两种，一种是基本个基本扰码都有与之相对应的 15 个辅助扰码。其中，号为 n 16*i的扰码，其中 i 0,1, ,511。第i阶备用扰16*i + k的扰码，其中 k 1 15。其中 CCPCH 和 CPICH ，，所以本文涉及的扰码均为基本扰码。生首先通过两个 18 阶的生成多项式产生两个二进制的构成两个实数序列，然后两个实数序列经过变换构成了

对比图,相关算法,对比图

图 4.11 相关算法对比图时间是评估同步算法性能的重要因素，图 4.12 给出了在 SNR=0叠的分段数为变量，传统扰码遍历相关算法和本文的基于分段算的同步时间性能对比分析图。图中标注的时间是在本地的仿以看到，传统扰码遍历相关计算耗时较长，而本文提出的算，同步时间明显减小。采用分段混叠的处理方法，降低循环卷了相关计算需要的时间。表 4.1 运算复杂度对比算法乘法次数加法次数滑动相关 ( N +1)M ( N -1)M FFT 相关 ( )23 L 2 logL +L23L logL混叠算法 ( )b [ 3 L 2 logL +L]overlap 2 b 3L log
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN927.2

【参考文献】