無線通信中迭代干擾抑制技術(shù)研究.pdf

1、在當今日趨惡劣的電子戰(zhàn)環(huán)境中，能夠有效地抑制人為干擾是掌握戰(zhàn)場主動權(quán)的關(guān)鍵，也是軍事通信系統(tǒng)的重要研究目標。迭代檢測作為一種很有吸引力的方案，已經(jīng)在Turbo碼、信道估計、多用戶檢測等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在抑制人為干擾方面，迭代檢測通過交換各個軟輸入軟輸出(Soft Input Soft Output，SISO)模塊之間的外信息，通過迭代來逼近整個系統(tǒng)的最優(yōu)解輸出，使系統(tǒng)獲得優(yōu)越的抗干擾性能；迭代干擾估計在干擾類型已知的前提下，可以估

2、計出干擾信號的特征參量或者干擾狀態(tài)信息(Jamming State Information，JSI)，并利用這些信息進一步優(yōu)化迭代檢測，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。 另一方面，傳統(tǒng)的跳頻(Frequency Hopping，F(xiàn)H)技術(shù)具有較強的抗多徑能力、抗人為干擾能力，如果把跳頻通信系統(tǒng)與迭代檢測技術(shù)結(jié)合在一起，則系統(tǒng)的綜合性能指標，包括通信可靠性，保密性能，頻譜利用率都會得到很大提升。因此，本文把跳頻系統(tǒng)和連續(xù)相位調(diào)制(Conti

3、nuous Phase Modulation，CPM)結(jié)合在一起，并研究了相應(yīng)的迭代干擾抑制算法。 第二章簡要介紹了迭代檢測的原理與應(yīng)用，并且建立了FH-CPM系統(tǒng)模型。CPM信號是一種有記憶非線性調(diào)制方式，通過CPM信號和信道碼的串聯(lián)形成具有類似串行級聯(lián)卷積的信號結(jié)構(gòu)，并在接收端進行聯(lián)合解調(diào)譯碼迭代檢測。CPM信號還有其他一些特點：它的信號能量集中，占用帶寬小，對鄰道的干擾?。皇且环N非線性調(diào)制，具有恒包絡(luò)，可以使用效率更高的非

4、線性放大器，而且其恒模特性還方便接收機進行信道估計。 第三章研究了相干FH-CPM迭代干擾抑制算法及其性能。并針對部分響應(yīng)CPM信號解調(diào)復(fù)雜度高的問題，通過引入CPM信號的羅倫特分解，改進了軟輸入軟數(shù)出解調(diào)算法，降低了接收機復(fù)雜度。在系統(tǒng)性能分析方面，由于迭代系統(tǒng)中交織器的引入，軟輸入軟輸出模塊外信息的概率密度函數(shù)非常復(fù)雜，難以從數(shù)學(xué)上進行完備和準確的推導(dǎo)，因此采用了外信息轉(zhuǎn)移圖(Extrinsic InformationTra

5、nsmission Chart，EXIT)進行了迭代收斂性的分析。仿真結(jié)果顯示，這種系統(tǒng)方案和迭代檢測算法在加性高斯白噪聲(Additive White Gaussian Noise，AWGN)信道下有很好的誤碼率性能，在部分帶干擾和多音干擾環(huán)境下也有較好的干擾抑制作用。 第四章研究了非相干FH-CPM迭代干擾抑制算法及其性能。提出了一種基于CPM信號羅倫特分解的迭代樹搜索軟輸入軟輸出解調(diào)算法，并利用EXIT圖分析了接收機的收斂

6、特性。仿真結(jié)果顯示，在迭代檢測接收機中，跳內(nèi)符號數(shù)為20時，采用非相干解調(diào)與相干解調(diào)的系統(tǒng)在加性高斯信道下所對應(yīng)的誤碼率性能差距在1.5dB左右。 第五章研究了部分帶干擾JSI估計算法，提出了一種多音干擾的JSI迭代估計算法。為了進一步提高系統(tǒng)的干擾抑制能力，文章考慮對接收信號進行迭代估計并把干擾狀態(tài)信息輸送給迭代檢測器。針對部分帶干擾，文章從干擾狀態(tài)信息的后驗概率出發(fā)，闡述了部分帶干擾狀態(tài)信息的迭代估計算法，并與迭代檢測系統(tǒng)一

7、起進行部分帶干擾的抑制。仿真結(jié)果表明，迭代干擾估計器的引入，使得相干迭代干擾抑制在目標誤碼率10-4處產(chǎn)生了接近3dB的性能增益；使得非相干迭代干擾抑制在目標誤碼率10-4處產(chǎn)生了1dB的性能增益。針對多音干擾，本文提出了一種時域迭代估計算法，該算法能夠通過迭代對干擾狀態(tài)信息和干擾判決門限進行更新，避免了采用頻域估計時干擾判決門限依靠經(jīng)驗值進行設(shè)定的缺點。仿真結(jié)果表明在原有迭代檢測器的基礎(chǔ)上，迭代干擾估計器的引入能夠基本使得多音干擾信號