Narrow-band interference excision in spread-spectrum systems using new N-sigma algorithm based on fuzzy threshold

The key to narrow-band interference excision in frequency domain is to determine the excision thresh- old in direct-sequence spread-spectrum （DS-SS） systems. The excision threshold is a non-linear function related to the number and the power of interference, and attempting to get the exact relation of threshold related to the number and the power of interference is almost impossible. The N-sigma algorithm determines the excision threshold using subsection function; however, the excision threshold determined by this method is not exact. A new method to determine the threshold of N-sigma algorithm is proposed. The new method modifies the scale factor N by use of the membership function. The threshold determined by this method is consecutive and smooth, and it is closer to the fact than that of the initial N-sigma algorithm. The GPS signal and single-tone （CW） interference （that is, typical narrow-band interference） are implemented in the simulation, and the results are presented to demonstrate the validity of the new algorithm.

基于Simulink的直扩系统频域窄带干扰抑制研究

直接序列扩频系统(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)自身具有抗窄带干扰的能力,但当存在强窄带干扰时,需要有效的窄带干扰抑制技术来提高系统性能。研究了基于FFT的频域窄带干扰抑制算法,并对其中的加窗、重叠复用及门限生成等关键技术进行了分析。利用Matlab的可视化工具Simulink建立了仿真模型,并在给定的仿真条件下进行了仿真,验证了基于FFT重叠变换的频域陷波技术抑制干扰的有效性,为直接序列扩频系统在干扰环境下的应用提供了依据。

基于广义S变换与数学形态学的局部放电窄带干扰抑制方法

针对高压电力设备局部放电信号受周期性窄带干扰影响大的问题,提出了一种基于广义S变换与数学形态学的局部放电窄带干扰抑制方法。该方法可以从染噪局部放电(partial discharge,PD)信号中分离出原始PD信号和窄带干扰信号的时频谱图,从而在时频域内准确辨识出窄带干扰和原始PD信号,避免强能量的窄带干扰掩盖原始PD信号时频特征的问题。再利用总体最小二乘不变旋转矢量技术准确估计窄带干扰的特征参数,以抑制染噪PD信号中窄带干扰。对仿真和实测PD信号开展窄带干扰的抑制测试,测试结果表明:该文所提方法可以有效分离出染噪PD信号时频谱图中窄带干扰和PD信号,提高了时频分析的准确率;同时相比于传统的快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)算法谱最小熵解卷积滤波法和自适应奇异值分解法,该文方法能够有效抑制小幅值的窄带干扰,具备更好的窄带干扰抑制效果,以恢复局放信号的波形特征。

基于优化MRVA的Φ-OTDR相干衰落抑制方法

本文针对相位敏感光时域反射(Φ-OTDR)系统的一种相干衰落抑制方法旋转矢量移动平均(MRVA)进行了优化,获得了性能更优的相干衰落抑制.该优化方法从两个方面展开,首先使用加权窗口代替MRVA方法中的矩形窗口,兼顾测量精度和空间分辨率;然后根据移动平均与低通滤波的数理等效性,将时域移动平均转换为运算速度更快的频域低通滤波,提高信号处理效率.实验结果表明,相较于MRVA方法,该方法的解调相位精度提高了约23%,计算时间从0.957 s缩短至0.026 s,运算速度提高约36倍.

基于门限估计的直扩通信系统窄带干扰变换域抑制方法

该文提出一种基于门限估计的直接序列扩频(DS-SS)通信系统窄带干扰变换域抑制方法。该方法对直扩通信系统接收信号变换域数据的分布特点进行了分析,并采用高斯分布对其作了近似.由于高斯分布的方差即为直扩信号和高斯白噪声方差之和,因此估计出变换域数据的方差,将为频域抑制滤波器的门限设置提供参考。该文采用最大似然比(ML)准则对方差进行了估计,从而实现了频域抑制滤波器的自动门限设制。理论分析和计算机仿真结果均表明,该方法能够有效地抑制直扩通信系统中的窄带干扰。

频域盲源分离与波束形成结合抑制方向性强干扰方法

针对方向性强干扰严重影响无源声呐弱目标检测的问题,提出了频域盲源分离与波束形成结合的干扰抑制方法:以子带分解的方法实现宽带干扰抑制。对每个子带进行频域盲源分离,并估计出各分离信号的方位,将与给定强干扰方位匹配的分离信号置零,利用估计的解混矩阵和处理后的分离信号重构回阵元域信号并进行波束形成实现目标方位估计。声呐模拟器数据与海试数据验证结果表明,相对于传统零陷常规波束形成与零陷最小方差无失真响应波束形成方法有2 dB以上的增益,约6 dB的背景级降低,证明该方法在抑制方向性强干扰方面是有效的。

扩频系统频域窄带干扰抑制算法加窗损耗研究

扩频系统频域抗干扰算法通常采用数据加窗降低截断引起的频谱泄漏,采用数据重叠降低加窗带来的信噪比损耗.该文分析了数据加窗带来的信噪比损耗,研究了采用数据重叠后的信号合成输出问题,在Capozza(2000)的重叠选择输出方法的基础上提出了一种重叠相加输出方法.理论分析和仿真结果表明,与重叠选择输出方法相比,重叠相加输出方法减小了数据加窗引入的信噪比损耗,代价是增加了少量的加法运算.

时间域单频干扰波的压制

在野外地震数据采集过程中 ,地震测线上方如果有高压输电线通过 ,在地震记录中就存在一个 50 Hz左右的强单频干扰波。这种干扰波在地震记录的整个时间段上具有很强的能量 ,并且其频率、相位和振幅可认为基本保持不变。采用频率域压制方法仅仅是对噪声和信号同时压制一定的倍数 ,并没有完全消除这种干扰 ,即没有改善单频分量频率附近的信噪比。因此 ,我们尝试在时间域内采用余弦波来逼近这种干扰波 ,并从地震记录中减去它 ,以实现压制这种干扰波的目的。本方法的最大优点是只压制单频干扰波 ,不伤害有效信号 ,从而使单频频率分量附近信噪比得到提高。通过理论和实际数据的试算 ,说明了本方法的有效性和可行性。

改进的频域窄带干扰陷波器

在分析频域算法实现的基础上,引入变异系数(CV)作为一种切换准则,克服了传统傅里叶变换陷波算法的门限效应,使得系统在低干信比时关闭频域陷波算法,切换到扩频系统本身的匹配滤波器进行相关解扩;而在高干信比时切换到频域陷波算法.理论分析和仿真验证了CV作为切换准则的正确性和有效性,说明了作者提出的算法在抑制窄带干扰时具有更高的自适应性能.

双波长剪切散斑干涉法在复合材料缺陷检测中的应用

为使剪切散斑干涉能适用于物体大变形的测量,选用双波长激光照射和彩色相机,用傅里叶变换法对干涉图进行频谱分离,用红色波长相位减去绿色波长相位,得到合成波长相位,经频域滤波和相位解包裹,得到连续相位.理论计算表明合成波长相位条纹数是单波长相位条纹数的0.189倍.合成波长参与计算可以有效减小相位条纹密度,解决剪切散斑干涉在物体离面位移测量中由于变形条纹过于密集而导致欠采样的问题,同时降低对干涉条纹滤波和相位解包裹难度,增强图像处理可靠度,提高了测量准确度.给出了合成波长与单波长相位幅度的比较以及相同外力下二者相位条纹密度的对比,实验验证了所提方法的有效性、准确性和可靠性,实现了剪切散斑干涉对复合材料大变形的测量,扩展了剪切散斑干涉工程应用的范围,为新型剪切散斑干涉测量系统的设计提供了参考.

自适应三门限窄带干扰抑制算法

传统的双门限窄带干扰抑制算法存在不能自适应处理大信噪比动态范围接收信号的问题.作者在双门限算法的基础上,提出了自适应三门限窄带干扰抑制算法的基本思想,并结合系统参数研究了门限系数选取方法、干扰检测与抑制方法.仿真结果表明该算法具有优良的抗干扰性能.

卫星导航信号频域抗干扰后相关峰建模及对捕获性能影响分析

卫星导航信号容易受到强干扰的影响,频域抗干扰算法是常用的抗干扰算法之一,但该方法实现有效干扰抑制的同时也会导致信号相关峰的畸变,从而造成导航信号接收性能下降.为了分析频域抗干扰算法对导航信号接收性能的影响,建立了抗干扰后信号相关峰畸变模型,并从信噪比损耗、第一旁瓣位置、峰值旁瓣比三个参数对相关峰模型进行深入分析,进一步建立了抗干扰后信号的捕获性能模型,同时对比了不同捕获策略下的捕获概率.理论分析和数值仿真结果表明,频域抗干扰后的相关峰的信噪比下降且出现了旁瓣,畸变参数与干扰参数密切相关,抗干扰滤波器会导致信号捕获性能下降.该研究成果对干扰场景下提高导航信号捕获性能提供了重要的模型支撑.

直扩信号中多窄带干扰自适应抑制的频域算法及系统实现

本文讨论了在频域中实现直序扩频信号中多窄带干扰抑制的自适应算法，论述了算法原理，给出了详细的算法流程，并详细叙述了基于ＴＭＳ３２０Ｃ６２０１的多窄带干扰自适应抑制系统的硬件实现。

直扩系统时变单音干扰抑制的新方法

针对直接序列扩频通信系统中的时变单音干扰,提出了一种频域干扰估计时域对消的新方法。在系统中,将干扰信道建模为时变衰落信道。该算法首先在频域对时变单音干扰信号参数进行估计,然后对时变单音干扰进行重构和对消,推导了理论误码率公式。理论分析和仿真结果表明,该算法性能由干扰功率和多普勒频移等因素决定。在频率选择性衰落信道下,当信噪比为20dB,扩频增益为16,干扰信道多普勒频移为100Hz时,该算法可以抑制20dB(干信比)的单音干扰。

窄带干扰抑制对码相位测量零值的影响分析

研究伪码测距中窄带干扰抑制算法对码相位测量零值的影响,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与码相位零值偏差的关系,并给出窄带干扰抑制等效滤波器权值与码相位零值偏差关系的简化分析表达式。数值分析和蒙特卡洛仿真结果表明:等效滤波器呈现线性相位特性的窄带干扰抑制算法不会造成码相位测量零值的偏差;等效滤波器呈现非线性相位特性的窄带干扰抑制算法对码相位测量零值的影响取决于滤波器权值与伪码自相关函数相关的结果。

单载波频域均衡压电声透通信研究

研究了单载波频域均衡压电声透通信技术,将系统复杂度集中至介质一侧,并实现高速压电声透通信。分析了压电声透系统信道特性,通过变步长自适应滤波器,有效降低了信道响应的计算量并提高了收敛速度。提出一种改进的单载波频域均衡相关同步算法,可涵盖已有的多种同步方案并提出最佳同步的帧结构判决方案。在此基础上,结合训练序列信息和能量判决方法,提出了针对压电声透通信系统的综合同步算法。同时针对实际应用中的采样起始点偏移和频率偏差累积问题,提出了相应的优化策略。实验中采用中心频率为500 kHz的换能器,在4 cm厚钢板两侧可达到1.298 Mbps的最大传输速率,表明该算法能有效抑制码间干扰,降低误比特率。

一种直扩通信系统窄带干扰变换域抑制方法

本文提出一种基于AR模型谱估计和变换域处理相结合的直接序列扩频（DS-SS）通信系统窄带干扰抑制方法。该方法采用AR模型估计信号的频谱,并由此构造频域窄带干扰抑制滤波器。由于谱估计的同时也估计了最小误差功率,这为频域抑制滤波器的门限提供了参考,从而实现了自动门限设置。与时域AR预测型窄带干扰抑制方法相比,频域处理利用FFT实现了并行处理,提高了处理速度。

频率域航电测量系统抗干扰技术研究

简要介绍了频率域航电系统的工作原理,分析研究了主要干扰因素的特点和抑制措施。针对HDY-401三频航电测量系统近频干扰抑制能力不足及噪声电平过载的问题,提出了基于同步滤波和锁定放大技术相结合的微弱二次场信号检测方法;针对航电接收探头的振动及静电干扰问题,采取双层减振和梳状屏蔽措施,有效提高了仪器系统的抗干扰能力。应用相关技术改进研发出一套HDY-402三频航电测量系统,取得了较好的应用效果。

抗窄带干扰自适应能量判决门限频域滤波器的研究

在扩频通信系统中,以频域自适应滤波器抑制窄带干扰的技术已经得到广泛应用,但是一般都视直扩信号的频谱为白色谱,即其频域各子带的能量判决门限被定为常数。结合直扩DS信号频谱的特征,应用自适应能量判决门限AET(adaptiveenergythreshold)算法动态地设定各子带的判决门限,借以提高其抗窄带干扰的系统性能。通过仿真证明:基于AET算法的频域自适应滤波器较常规频域自适应滤波器抑制窄带干扰能力有较大地提高。

基于联合滤波的SAR射频干扰抑制方法

面对日益复杂的空间电磁环境,合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)容易受到射频干扰(Radio Frequency Interference,RFI)的影响,从而严重影响图像的判读和解译。尤其是低波段(例如P波段)SAR系统,由于频段内存在大量的电视广播信号,更容易受到RFI的影响。在建立了射频干扰信号模型的基础上,根据RFI信号的高功率、窄频带特点,提出了一种基于联合滤波的RFI抑制方法。该方法结合了传统的陷波法和子空间投影法在SAR射频干扰抑制方面的优点。其基本思想是:首先利用子空间投影法,将回波投影到目标信号子空间,获得参考信号,根据该参考信号,利用3δ准则判别出回波中存在的干扰信号,进行陷波、赋值处理。这样既降低了子空间投影法在抑制干扰过程中由于信号子空间判断误差而引入的虚警,又为陷波处理提供更准确的判别门限和更优的权值,可有效提升干扰抑制效果。仿真结果验证了该方法的干扰抑制效果优于子空间投影法及传统频域陷波法。