时域自适应滤波窄带干扰抑制技术研究及FPGA实现

发布时间：2017-05-18 07:17

  本文关键词：时域自适应滤波窄带干扰抑制技术研究及FPGA实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：直接序列扩频（DSSS）技术具有抗干扰、低截获、保密性好、可实现码分多址通信等优点，在军事和民用通信等领域得到广泛应用。扩频技术本身具有一定的抗干扰能力，但当干扰强度超过一定干扰容限时，就需要采取有效的干扰抑制技术提高系统性能。时域自适应滤波由于其资源消耗少、算法复杂度低、干扰抑制性能优越等优点在扩频通信抗干扰中得到广泛应用。 本文首先研究了基于最小均方（LMS）算法的时域自适应滤波窄带干扰抑制技术，结合本论文的项目背景和指标要求进行了Matlab仿真。由误码率仿真结果可以看出，LMS自适应滤波抗干扰方案有效可行，性能优异。 接着对伪码测距中时域自适应滤波算法对码相位测量零值的影响进行分析。构建窄带干扰抑制下的码相位零值偏差分析模型，确定窄带干扰抑制的等效滤波器特性和码相位零值偏差的关系，并给出简化分析表达。数值分析和蒙特卡洛仿真的结果表明：等效滤波器呈现线性相位特性的时域自适应滤波算法不会造成码相位测量零值出现偏差；等效滤波器呈现非线性相位特性的时域自适应滤波算法对码相位测量零值的影响取决于滤波器与伪码自相关函数相关的结果。 然后，针对过采样条件下直接序列扩频系统中采样样值相关性造成在使用传统时域自适应滤波窄带干扰抑制方法时扩频信号失真的问题，本文提出一种改进的时域自适应滤波方法。该方法基于内插型双边带滤波器，采用抽取-内插结构，结合最小均方算法进行自适应权值更新，实现窄带干扰抑制。理论分析和仿真结果表明：在高信噪比情况下，该方法与常规自适应滤波方法比较，具有更小的信噪比回退和有用信号畸变；同时低信噪比情况下，，其误码率性能也略有优势。 最后，对本文提出的基于内插型双边带中心抽头滤波器的时域自适应滤波窄带干扰抑制方案进行FPGA实现以及硬件仿真，验证了该方案的性能和可行性。
【关键词】：直接序列扩频（DSSS） 窄带干扰抑制 时域自适应滤波 最小均方（LMS）算法
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN914.42;TN791
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 论文研究的背景和意义10
• 1.2 干扰抑制技术研究现状及发展趋势10-14
• 1.2.1 天线技术11
• 1.2.2 时域预测技术11-13
• 1.2.3 变换域技术13
• 1.2.4 码辅助技术13-14
• 1.2.5 其他典型干扰抑制技术14
• 1.3 本论文研究内容及论文结构14-16
• 第2章 直接序列扩频通信系统中的干扰抑制技术16-25
• 2.1 直接序列扩频通信系统16-20
• 2.1.1 扩频通信概述16-17
• 2.1.2 直接序列扩频通信系统17-19
• 2.1.3 直接序列扩频系统的干扰抑制性能19-20
• 2.2 窄带干扰抑制技术20-23
• 2.2.1 时域预测技术20-22
• 2.2.2 变换域抑制技术22-23
• 2.3 各方案优缺点及试用场合分析比较23-25
• 第3章 LMS 自适应滤波窄带干扰抑制技术研究25-35
• 3.1 自适应滤波器基本理论25
• 3.2 自适应滤波算法25-26
• 3.3 最小均方(LMS)算法26-31
• 3.3.1 维纳滤波27-29
• 3.3.2 最速下降法29-30
• 3.3.3 LMS 算法30-31
• 3.4 LMS 自适应滤波窄带干扰抑制技术31-35
• 3.4.1 系统模型31-32
• 3.4.2 性能仿真分析32-35
• 第4章 时域自适应滤波窄带干扰抑制对码相位测量零值的影响分析35-43
• 4.1 问题的引出35-36
• 4.2 窄带干扰抑制下码相位零值分析36-40
• 4.2.1 线性相位滤波器分析38-39
• 4.2.2 非线性相位滤波器分析39-40
• 4.3 时域自适应滤波对码相位测量零值影响的仿真分析40-42
• 4.3.1 时域自适应滤波的等效滤波器为线性相位滤波器40-41
• 4.3.2 时域自适应滤波的等效滤波器为非线性相位滤波器41-42
• 4.4 结论分析42-43
• 第5章 基于内插型双边带滤波器的时域自适应滤波43-53
• 5.1 传统自适应滤波结构问题描述与分析43-46
• 5.2 基于内插型双边带中心抽头滤波器的时域自适应滤波方法46-48
• 5.3 性能仿真分析48-52
• 5.3.1 输出信噪比回退性能仿真分析48-50
• 5.3.2 输出功率性能仿真分析50-51
• 5.3.3 低信噪比情况下误码率性能仿真分析51-52
• 5.4 结论分析52-53
• 第6章 时域自适应滤波窄带干扰抑制的 FPGA 实现53-63
• 6.1 系统组成与方案流程53
• 6.2 系统参数与设计平台介绍53-54
• 6.3 接口设计与资源消耗54-55
• 6.4 具体子模块设计方案55-58
• 6.4.1 抽取模块55
• 6.4.2 滤波模块55-57
• 6.4.3 抽头系数更新模块57-58
• 6.4.4 内插模块58
• 6.5 方案设计仿真结果分析58-63
• 结论63-65
• 参考文献65-70
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单70-71
• 致谢71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 李柏渝;陈雷;李彩华;欧钢;;通道非理想特性对导航接收机伪码测距零值的影响分析[J];电子与信息学报;2011年09期

2 李阳;张立新;蒙艳松;;频域重叠加窗抗干扰对中频信号测距精度的影响[J];空间电子技术;2012年01期

3 徐峗;刘建成;桑怀胜;;卫星导航信号波形畸变引起的码跟踪偏差[J];全球定位系统;2014年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李柏渝;高性能卫星导航接收机模拟信道关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年

  本文关键词：时域自适应滤波窄带干扰抑制技术研究及FPGA实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：375424