无线通信变换域抗干扰关键技术

发布时间：2017-12-22 05:25

  本文关键词：无线通信变换域抗干扰关键技术　出处：《电子科技大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 窄带干扰 干扰抑制 变换域 预编码 时间同步

【摘要】：干扰广泛存在于蜂窝移动通信、无线局域网和认知无线电等重要通信场景中。随着无线通信的不断发展,干扰问题日益凸显,已成为阻碍无线频谱效率进一步提升的主要因素。现有的变换域干扰抑制技术一般在固定的变换域分离期望信号和干扰。但固定变换域干扰抑制只能利用一类干扰的共同性质,不能根据特定干扰的统计特征优化性能。针对此问题,本文研究了基于干扰统计信息的特征变换域干扰抑制技术,主要贡献如下:第一,直接序列扩频通信单发单收变窗长特征变换域干扰抑制。将直接序列扩频信号变换至窄带干扰的特征变换域后,期望信号与干扰信号具有不同的平均功率分布。变换域干扰抑制通过在各特征元素处加权进行干扰抑制。研究讨论了变换窗长对性能表现、收敛速度及计算复杂度的影响。所提算法具有简单的接收机结构及自适应实现方法,适合于实际工程应用。仿真结果表明,当扩频因子为4,干扰为单音信号,干信比为50dB时,所提特征变换域干扰抑制方法在0.01的误码率下,相对码辅助干扰抑制技术有约3dB的性能增益。第二,多发多收特征变换域干扰抑制合并。对于多天线的接收信号,期望信号与窄带干扰在特征变换域具有不同的平均功率分布,而在空域具有不同的信道矩阵。特征变换域干扰抑制合并在遭遇强干扰的特征元素通过干扰抑制合并抵抗干扰,而在无干扰的特征元素通过最大比合并发掘天线分集增益。所提方法比原始干扰抑制合并提供了更高的输出信干噪比和分集增益。仿真结果表明,在1发2收条件下,干扰归一化带宽为1/8,干信比为10dB时,所提特征变换域干扰抑制合并在0.01的误码率下,相对传统干扰抑制合并有约3dB的性能增益。第三,预编码特征变换域干扰抑制。假设发射端已知干扰信号统计信息,通过发射端及接收端的联合处理,传输信道被划分为多个特征变换域并行子信道。由于窄带干扰信号功率分布的不均匀性,各子信道具有不同的信道质量。而所提算法通过为各子信道分配不同的空时编码,达到提升通信可靠性或增大通信速率的目的。分析指出,发射端对干扰统计信息的利用可带来信道容量的提升。仿真表明,在4发4收条件下,干扰归一化带宽为1/8,干信比为10dB时,所提预编码变换域干扰抑制算法在达到30bits/s/Hz容量时所需的信噪比较传统干扰抑制合并减少了约4dB。第四,时间同步过程中的特征变换域干扰抑制。算法利用了窄带干扰在特征变换域的功率聚焦特性,并与时间同步过程中的具体需求相结合。仿真及分析结果表明,在单天线接收机与多天线接收机两种架构下,所提算法均提升了接收机输出信干噪比,进而提升了时间同步过程中的序列检测性能。例如,在单发单收条件下,干扰归一化带宽为1/8,干信比为10dB时,所提特征域干扰抑制方法在0.9的检测概率下,相对传统频域干扰抑制方法有约2dB的性能增益,而随着干信比的提升,所提方法与频域方法的性能差距进一步扩大。本文研究了利用干扰信息的变换域干扰抑制算法,其结果可以应用于无线传感器网络,无线局域网,下一代移动通信系统等场景中的同频窄带干扰抑制。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92;TN975

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本文编号：1318604