Adaptive Threshold Clipper Combining Receiver for Fast Frequency Hopping Systems during Partial-Band Noise Jamming

Diversity combining technologies are analyzed for fast frequency-hopping spread spectrum systems during partial-band noise jamming to develop a novel combining receiver called an Adaptive Threshold Clipper Combining Receiver (ATCCR). The optimal clipping level for an ATCCR is analyzed, computed, and compared with several other diversity combining technologies. Since the ATCCR can estimate the power of the jamming and the number of jammed frequency cells to adaptively adjust the clipper's threshold, the system performance using the adaptive threshold clipper combining technique can be greatly improved.

OFDM系统的抗干扰性能研究

对正交频分复用OFDM系统的抗干扰性能进行了分析,给出了宽带干扰、脉冲干扰以及部分频带干扰在卷积编码及未编码情况下的理论误码率性能界,用仿真给出了其它干扰样式的误码性能,分析得出了最佳的干扰样式及其对应的最佳干扰因子和其它的一些有益结论。在分析的过程中假设系统自始至终都能获得准确的同步。

乘积合并接收的差分跳频通信系统在瑞利衰落信道上抗部分频带干扰的性能分析

该文介绍了一种新型短波跳频通信技术——差分跳频,频率转移函数设计和信号的检测方法是差分跳频中的关键技术。在瑞利衰落信道上,在有部分频带干扰和加性高斯白噪声共存的条件下,采用乘积合并接收的方法,对差分跳频通信系统的误符号性能进行了理论分析,同时做出相应的计算机仿真。结果证实了,在瑞利衰落信道上差分跳频通信系统采用乘积合并接收的方法要比采用线性合并接收的方法具备更好的抗部分频带干扰的性能。

Nakagami衰落信道下NNC-DFH接收机抗部分频带干扰性能分析

该文提出了一种噪声归一化合并(NNC)差分跳频(DFH)接收机模型以提高差分跳频系统抗部分频带干扰能力。给出了Nakagami衰落信道下NNC-DFH接收机在部分频带干扰及背景热噪声下误符号率边界的闭式表达式,并采用矩生成函数法进一步求得了衰落指数m为整数时的简化性能边界。仿真结果表明:在非最坏部分频带干扰下,仅在衰落较弱且干扰能量较为分散的特殊情况下,线性合并(LC)DFH接收机性能略优于NNC-DFH接收机,其它情况下NNC-DFH接收机总是优于LC-DFH接收机,且干扰越集中性能优势越显著;在最坏部分频带干扰下,NNC-DFH接收机的抗部分频带干扰性能优于LC-DFH接收机,与信道衰落程度及干扰带宽因子取值无关。

卷积码差分跳频系统抗部分频带干扰的性能

基于对无编码差分跳频系统抗部分频带干扰性能的研究,将卷积码引入差分跳频系统,研究了在有精确干扰状态信息的情况下,采用无迭代译码和迭代译码时相对于无编码系统的性能改善。同时,在无法得到精确干扰状态信息的情况下,提出了一种迭代干扰状态估计及译码算法。理论分析结果表明:在有精确干扰状态信息的情况下,采用卷积纠错编码和无迭代译码,对可用频率数为8的差分跳频系统,当比特误码率(BER)为10^(-6)时,性能改善约为2.5dB;而采用迭代译码,当BER为10^(-10)时,相对于无迭代译码,性能可进一步改善6dB。仿真结果则验证了迭代估计及译码算法的正确性,采用该算法可使编码系统在无精确干扰状态信息的情况下,仍能保持良好的抗干扰能力。

基于BSS的跳频通信抗部分频带噪声阻塞干扰方法

根据跳频信号与部分频带噪声阻塞干扰信号的近似统计独立性,提出一种基于盲源分离的跳频通信对抗部分频带噪声阻塞干扰方法。所提方法利用分离信号的二阶或高阶统计量构建目标函数引导分离矩阵迭代,实现跳频信号与部分频带噪声阻塞干扰信号的有效分离,从而提高跳频通信的抗干扰能力。仿真结果表明,所提方法可明显改善跳频通信在部分频带噪声阻塞干扰下的误码率性能,而且分离算法的处理时延很小,有望满足跳频通信的实际需求。

差分跳频通信系统抗部分频带噪声干扰的性能分析

该文介绍了一种新型的短波跳频通信技术??差分跳频。频率转移函数设计和信号的检测方法是差分跳频中的关键技术。针对逐符号检测接收和序列检测线性合并接收两种信号检测接收方法,分别就差分跳频通信系统抗部分频带噪声干扰的性能进行了理论分析,同时做出相应的计算机仿真。结果证实,差分跳频通信技术与序列检测线性合并接收方法的相结合,使通信系统的抗部分频带噪声干扰的性能得到了比较显著的提升。

一种新的部分频带噪声干扰模型下的FH/MFSK系统性能分析

部分频带噪声干扰(PBNJ)是一种主要的窄带干扰,它对通信系统性能的影响十分突出。该文针对FH/MFSK系统中,传统的部分频带干扰模型的干扰带宽最小分辨率是一个跳频子带带宽(即MFSK信号的带宽),研究了更具有实际价值的新的部分频带干扰模型,即将干扰带宽最小分辨率精确到MFSK信号带宽的1/M。该文推导了莱斯衰落信道下的误比特率(BER)公式,给出了其闭合表达式,并通过计算机仿真验证了理论推导的正确性。理论分析与仿真结果表明,M,Nh,ρ越小,传统与新PBNJ模型下FH/MFSK信号的BER性能差异就越大。

动态频谱抗干扰系统在部分频带干扰下的性能

为了评估动态频谱抗干扰新体制在抗干扰通信中的性能,采用理论分析与仿真相结合的方法,研究了动态频谱抗干扰系统在部分频带干扰下的信道容量及比特误码率,并将其与常规跳频系统在部分频带干扰下的信道容量及比特误码率进行了比较.结果表明:在很宽的部分频带干扰因子取值范围内,动态频谱抗干扰系统的信道容量均大于常规跳频系统的信道容量,即使动态频谱抗干扰系统无干扰状态信息,其信道容量也大于有干扰状态信息的常规跳频系统的信道容量;在中高信干比处,动态频谱抗干扰系统在最坏情况部分频带干扰下的比特误码率低于常规跳频系统;同时,纠错编码还可以为动态频谱抗干扰系统的性能带来进一步的改善.

多序列跳频系统及其在AWGN信道下误码率性能分析

常规跳频系统发送的调制信号易被干扰损伤。本文提出一种新的多序列跳频系统,无需对载波进行调制,数据分组从一簇相互正交的跳频序列中选出某一跳频序列,该跳频序列的当前频率由射频端直接发送。相比差分跳频,多序列跳频的发送频率不仅是用户数据的函数,也是跳频序列的函数,增加了对发送频率的约束,因此可以采用窄带接收,更好地抑制了带外干扰。在AWGN信道下简要讨论了多序列跳频抗跟踪干扰性能,重点分析了其抗部分频带干扰性能。计算和仿真表明,多序列跳频受跟踪干扰影响不大;最坏部分频带干扰下,误码率为10-5要求的信干比,MSFH比DFH低约1.5dB,比常规跳频低约2.5dB。

低密度奇偶校验码差分跳频系统的抗干扰性能

基于对无编码差分跳频系统抗干扰性能的研究,将低密度奇偶校验(LD-PC)码引入差分跳频系统,研究了其对差分跳频系统抗部分频带干扰性能的改善。当系统有精确干扰状态信息时,针对不同的干扰因子对非规则LDPC码进行了优化,给出了码长趋于无穷大时的抗干扰渐近集合平均比特误码率,并对优化后的LD-PC码与规则LDPC码的抗干扰性能进行了仿真。结果表明:当系统有精确干扰状态信息时,优化后的LDPC码差分跳频系统,相对于规则LDPC码差分跳频系统以及无编码差分跳频系统,在抗干扰性能上有明显改善。当系统无干扰状态信息时,提出一种迭代干扰状态估计及译码算法,其仿真结果表明:采用该算法可使编码系统在无精确干扰状态信息的情况下,仍具有极强的抗干扰能力。

卫星导航抗干扰最优接收机与相关接收机性能分析

为减小抗干扰接收机硬件实现难度,深入研究单天线卫星导航抗干扰相关接收机的性能,并详细分析其频域响应、信干噪比损耗和相关输出函数。分析表明,抗干扰最优接收机与相关接收机信干噪比损耗随着干扰带宽和干扰强度的增加而增大,随干扰频率与中心频率偏差和噪声带宽的增加而减小。此外,干扰将引起抗干扰接收机匹配与相关输出主峰降低和旁瓣抬高,从而影响接收机捕获、跟踪和多径抑制性能。研究结果将为卫星导航抗干扰接收机的优化设计提供依据。

基于FFT的快速跳频同步信号存在性检测

提出了在宽带快速跳频通信系统中的一种基于FFT的同步信号存在性检测算法,给出了干扰环境中在频域上计算信号归一化信噪比的限幅法、相邻跳做差法、二次限幅法、限幅做差再限幅法四种方法,分别进行了理论分析、计算机仿真和性能的比较。在白噪声环境和多音干扰环境下,四种方法计算出来的归一化信噪比与理论值差别不大,误差在±3 dB内;在部分频带噪声干扰环境下,二次限幅法与限幅做差再限幅法性能基本一致,明显优于限幅法和相邻两跳做差法,改善5 dB以上,其中二次限幅法实现简单并更为实用.

音频及部分频带干扰下多音调制直接序列扩频的抗干扰性能

多音调制直接序列扩频(multi-tone DSSS)中非正交子载波的频谱重叠会导致窄带干扰,同时对每个子载波产生不同程度影响,而并非若干相同单载波情形的叠加。通过对单用户及异步多用户MT系统在音频及部分频带干扰下相关检测判决统计量及平均误码率的理论计算,完成了干扰机理的定量分析,并通过数值仿真对结果进行验证。结果表明,与单载波直接序列扩频(SC-DSSS)、正交多载波直接序列扩频(正交MC-DSSS)相比,MT系统在同等接收机复杂度及相同频带利用率下具有更高的处理增益,可有效抑制内部子载波串扰,并对外部窄带干扰及多址干扰具有良好的抗干扰性能,是一种低复杂度、高可靠性宽带扩频体制。

MC-CDMA系统部分频带干扰抑制性能研究

对MC-CDMA系统和部分频带干扰进行了建模,推导给出了常规MC-CDMA系统以及频域随机交织和卷积编码情况下的等增益软、硬判决合并的理论误码率表达式,计算机仿真发现,(1)集中功率进行有效干扰可以获得最好的干扰效果,(2)由于采用了频域扩频,MC-CDMA系统的部分频带干扰抑制性能要远好于OFDM系统,(3)在频域随机交织情况下,软判决合并的性能并不总是好于硬判决合并,并且采用自由距离较大的卷积编码也可以获得很好的干扰抑制效果。

喷泉码差分跳频系统在AWGN中抗部分频带干扰性能研究

为了改善差分跳频（differential frenquency hopping,DFH）系统抗部分频带干扰性能,提出一种将喷泉码（Fountain code,FC）应用于DFH的喷泉码差分跳频（Fountain code-differential frenquency hopping,Fountain-DFH）级联编码系统;在加性高斯白噪声信道（additive white Gaussian channel,AWGN）下研究其抗部分频带干扰性能的改善;对Fountian-DFH抗干扰性能在有精确干扰状态信息（jammer state information,JSI）和无精确干扰状态两种情况下进行了理论分析和数值仿真。仿真总频点数M为32,结果表明：当存在精确JSI信息时,干扰频点n为32点干扰,误码率为10-4情况下,Fountian-DFH系统相对普通DFH系统信干比有2~2.5dB的性能改善;在干扰频点数n为1时有10~12dB的改进。当无JSI信息时,提出一种跳频训练序列的JSI估计译码算法,使Fountian-DFH系统较准确获取JSI信息,具有较强抗干扰能力。

正交频分复用系统中的一种部分频带干扰抑制方法

针对传统正交频分复用系统对部分频带干扰敏感的问题,提出了一种结合线性星座预编码的部分频带干扰抑制方法.该方法通过估计受到强干扰影响的子载波位置并将该类子载波接收信号置零来构造不含强干扰分量的判决统计量.利用线性星座预编码优异的分集特性,将该统计量用于检测可恢复发送数据且消除强干扰的影响.相对于已有的编码正交频分复用及载波干涉正交频分复用两种干扰抑制方案,该方法对部分频带干扰有更好的鲁棒性,在强干扰下没有误码率底限.仿真结果表明,当信干比为-10 dB时,该方法的误码率随信噪比增加迅速减小,在信噪比达到20dB时误码率可降至10-3.

卷积编码多序列跳频及抗部分频带干扰性能分析

差分跳频(DFH)中用户数据对频率选择的约束性较弱。对此提出一种卷积编码的多序列跳频(CC-MSFH)系统,无需对发送信号进行调制,长度为N的编码数据分组从一簇2N个正交跳频序列中选出某个序列,并在该序列的当前频率上发送单频信号。相比DFH,CC-MSFH保持了信号健壮性,又使发送频率受跳频序列的强约束,因此,可以采用窄带接收来抑制异频干扰。计算和分析表明,在瑞利衰落信道中,CC-MSFH能够有效对抗部分频带干扰,在小信干比下误码率明显低于DFH。

M维软解调的FH/MFSK系统抗PBNJ性能分析

针对FH/MFSK系统,提出一种MFSK信号的M维软解调能量信息,作为译码器软输入的方法,避免了近似比特对数似然信息(LLR)的计算,并结合卷积码,给出了相应的软译码算法。理论推导了采用该算法的FH/MFSK系统在AWGN和Rayleigh衰落信道下抗PBNJ性能,给出了BER的上界闭合表达式。计算机仿真验证了理论推导的正确性,并与近似比特LLR和硬判决2种译码器输入信息的FH/MFSK系统进行对比,证明该算法获得了明显的抗PBNJ处理增益。