[发明专利]一种基于非线性Sqrt Chirp脉冲的多频带正交互补码超宽带系统干扰抑制方法

摘要

一种基于非线性Sqrt Chirp脉冲的多频带正交互补码超宽带系统干扰抑制方法，在发送端对UWB频段进行划分，得到L个不同的子频带，根据每个子频带内是否存在窄带干扰信号匹配和设置相应的Chirp脉冲，可以实现高速及多速率传输。本发明在窄带干扰信号存在的子频带内设计和采用非线性Sqrt Chirp脉冲，其可以最大的瞬时频率通过窄带干扰所处频带，更加有效的抑制窄带干扰影响，同时实现多窄带干扰的抑制。本发明基于正交互补码良好的相关特性，对每一个子频带Chirp脉冲进行扩频调制，可消除用户间的多址干扰、子频带间干扰以及多径干扰，实现多种干扰的同时抑制和消除，有效提升系统的抗干扰能力和通信性能。

主权项

一种基于非线性Sqrt Chirp脉冲的多频带正交互补码超宽带系统干扰抑制方法，其特征在于，所述干扰抑制方法包括步骤如下：A、UWB通信系统准备开始工作；B、UWB通信系统得到通信环境中多窄带干扰信号所处的频带(f_l(j),f_h(j))和对应中心频率f_(j)，j∈(1,2,…,N)，f_l(j)和f_h(j)分别为第j个窄带干扰信号的下限频率和上限频率，N为通信环境中窄带干扰信号的个数；C、根据窄带干扰信号的频带位置将UWB通信系统的可用频段的带宽分成L个子频带，每一个子频带分配一个OCC码，且对每一个子频带匹配和设置一个相应的Chirp脉冲w_i(t)，i∈(1,2,…,L)，且L>N；D、设UWB通信系统共有K个用户，{C¹,C²,…,C^K}是一正交互补序列集，第k个用户的OCC为M是第k个用户的OCC的元码个数，每个元码包含N_c个码片，即采用OCC码对每一个子频带进行扩频；E、根据子频带的个数，将数据比特按L位一组进行传输，经过串并转换为L个支路在对应L个子频带上并行传输；每条支路进行OCC扩频，然后与决定各自频带的Chirp脉冲相乘，每比特经扩频码调制后的Chirp脉冲表征为其中为第k个用户发送的第n个数据比特，是用户k第i个元码的第j个码片；设第1个用户为期望用户，第2到第k个用户的最后到达路径与第1个用户的最先到达路径间的时延为τ＝ηT_c+ζ，其中ζ均匀分布于[0,T_c]，T_c是每个码片的持续时间，每个元码的持续时间为T_p＝(N_c+η+1)T_c；F、信源发送数据比特，通过OCC扩频调制的Chirp脉冲来表征数据比特，数据比特经过L个并行支路传输，之后所有的发送信号叠加在一起经过天线发射进入多径信道传输，除多径衰落外，与UWB系统共存的窄带系统、UWB通信系统中的其它用户UWB信号以及加性高斯白噪声对期望用户的UWB信号产生干扰，共同出现在接收信号中；G、在接收端，采用Rake接收机对每个子频带内的接收信号r(t)进行处理，Rake接收机包含F个相关器，相关器对接收信号r(t)与模板信号m(t)的乘积进行积分；H、在第l个子频带内，将接收信号r(t)与对应模板信号m(t)进行相关，其输出判决变量为Z_l，Z_l＝S_U+S_I+S_M+S_P+S_F+S_n，其中S_U为有用信号分量、S_I为窄带干扰分量、S_M为多址干扰分量、S_P为多径干扰分量、S_F为子频带干扰项、S_n为加性高斯白噪声项；I、根据以上步骤，得到用户k第l个子频带内Rake接收机的输出判决变量Z_kl，采用最大似然准则进行判决，得出该UWB通信系统的平均错误概率表达式为：$\begin{array}{c}{P}_e=\frac{1}{2}P\left(Z_{kl}\<0|{{}^{\′}1}^{\′}\right)+\frac{1}{2}P\left(Z_{kl}\>0|{{}^{\′}0}^{\′}\right)\\ =P\left(\underset{f=1}{\overset{F}{\Σ}}{w}_f\left(S_U+S_I+S_M+S_P+S_F+S_n\right)\<0|{{}^{\′}1}^{\′}\right)+P\left(\underset{f=1}{\overset{F}{\Σ}}{w}_f\left(S_U+S_I+S_M+S_P+S_F+S_n\right)\<0|{{}^{\′}0}^{\′}\right)\end{array}$其中F为Rake接收机的分支数目，其相关器的个数与Rake接收机的分支数目相同，w_f为第f个相关器的加权因子，P(Z_kl＜0|'1')指发送符号为1被错判为0的概率，P(Z_kl＞0|'0')指发送符号为0被错判为1的概率；J、当数据比特发送完毕时，通信结束。