淺談擴(kuò)譜通信抗干擾的現(xiàn)代信號(hào)處理應(yīng)用

張兆輝

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)處在不斷的發(fā)展之中，而伴隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)也在不斷地進(jìn)步。當(dāng)前，擴(kuò)譜通信技術(shù)已經(jīng)成為了現(xiàn)代信號(hào)處理的一種主流方式，擴(kuò)譜通信技術(shù)有著許多的優(yōu)越性，比如說(shuō)其信息隱藏能力很強(qiáng)，而且擴(kuò)譜通信技術(shù)也十分易于組網(wǎng)。當(dāng)前我國(guó)的電磁環(huán)境變得越來(lái)越復(fù)雜，所以為了能夠使得復(fù)雜電磁環(huán)境中的通信信號(hào)得到很好地處理，就將擴(kuò)譜通信抗干擾技術(shù)應(yīng)用到了現(xiàn)代的信號(hào)處理之中。本文就擴(kuò)譜通信抗干擾技術(shù)在現(xiàn)代信號(hào)處理中的應(yīng)用進(jìn)行了一定的研究。

關(guān)鍵詞：擴(kuò)譜通信技術(shù)；抗干擾；信號(hào)處理；應(yīng)用

1 引言

當(dāng)前是一個(gè)信息時(shí)代，我們生活中充斥著各種各樣的信息，而信號(hào)是信息的一個(gè)重要載體，它承載著許許多多的信息，所以對(duì)信號(hào)的處理就顯得尤為重要。信號(hào)處理是獲取的信息的一個(gè)途徑，如果不能夠?qū)π畔⒓右杂行У奶幚?，那么它所承載的信息也是毫無(wú)意義的。當(dāng)前許多對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的方式都不能夠很好地避免干擾，而將擴(kuò)譜通信抗干擾技術(shù)應(yīng)用到信號(hào)處理中就可以很好地解決這一問(wèn)題，所以對(duì)擴(kuò)譜通信抗干擾技術(shù)在信號(hào)處理中的應(yīng)用進(jìn)行研究是非常有必要的。

2 基于盲源分離的直接序列擴(kuò)譜抗干擾研究

2.1 盲源分離原理

現(xiàn)代信號(hào)處理是一個(gè)熱門(mén)的研究領(lǐng)域，而擴(kuò)譜抗干擾技術(shù)也有著許許多多的分類(lèi)，所謂盲源分離主要是在未知信道、無(wú)法直接觀察源信號(hào)或僅存在少量信道信息的條件下，將混合在一起的信號(hào)借助一定的手段進(jìn)行有效分離的技術(shù)。在盲源分離過(guò)程中，信號(hào)的混合一般是通過(guò)掌握部分知識(shí)的信道來(lái)完成，該信道一般具有相關(guān)性、非高斯性、非平穩(wěn)性等特點(diǎn)。在實(shí)際使用過(guò)程中，大部分信號(hào)都是多個(gè)源信號(hào)的混合。一般而言，在這些混合信號(hào)中，都包含著擴(kuò)譜信號(hào)與干擾信號(hào)，而擴(kuò)譜信號(hào)和常見(jiàn)的干擾信號(hào)之間是有著獨(dú)立的統(tǒng)計(jì)性的，正是由于它們具有獨(dú)立統(tǒng)計(jì)性，所以才使得它們能夠滿(mǎn)足盲源分離的要求。

2.2 盲源分離方法

隨著盲源分離理論的出現(xiàn)，大部分研究人員借助各種類(lèi)型的迭代算法及對(duì)照函數(shù)，研發(fā)出了大量的盲源分離優(yōu)秀算法。目前，二階盲辨識(shí)算法、特征矩陣聯(lián)合對(duì)角化算法、快速不動(dòng)點(diǎn)獨(dú)立分貨分析及二階非平穩(wěn)源信號(hào)分離是比較常用的分離方法。通過(guò)盲源分離，可以有效的分離出混合信號(hào)中的擴(kuò)譜信號(hào)與干擾信號(hào)，分離出干擾信號(hào)之后再對(duì)其進(jìn)行處理，使得擴(kuò)譜信號(hào)能夠得到有效的傳遞，從而增強(qiáng)了擴(kuò)譜通信的抗干擾能力。

3 基于盲源分離的跳頻通信抗干擾研究

3.1 跳頻通信及面臨的主要干擾

目前跳頻通信已經(jīng)成為保密通信和軍用的主要方式。在跳頻通信中，一般要求通信收發(fā)雙方事先約定好跳頻圖案和同步算法，并按照預(yù)先設(shè)定好的跳頻圖案和同步算法進(jìn)行信息的傳播。由于跳頻通信載頻會(huì)隨著時(shí)間的推移而不斷發(fā)生改變，這樣就會(huì)使非目標(biāo)接收方無(wú)法準(zhǔn)確掌握載頻的變化，從而降低了截獲跳頻信號(hào)的可能。此外，跳頻通信還能夠?qū)崿F(xiàn)多用戶(hù)多址接入，從而提高了信息傳輸?shù)谋Ｃ苄浴?/p>

跳頻通信面臨的干擾一般可以劃分為兩大類(lèi)，分別是相關(guān)干擾和非相關(guān)干擾。而非相關(guān)干擾與通信信號(hào)僅存在比較小的相關(guān)性，甚至不存在相關(guān)性。在跳頻信號(hào)中，非相關(guān)干擾先驗(yàn)信息需求較少，而且具有良好的干擾效果，因此成為現(xiàn)在比較常用的方法。

3.2 提高跳頻通信抗干擾的措施

一般而言，調(diào)頻載頻的偽隨機(jī)跳變會(huì)對(duì)信號(hào)統(tǒng)計(jì)的獨(dú)立性產(chǎn)生一定的影響，為了能夠消除這種影響，可以將接收到的調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行解跳及濾波處理，進(jìn)行解跳及濾波處理之后再進(jìn)行混合矩陣的分離迭代，然后設(shè)計(jì)出基于盲源分離的調(diào)頻通信抗干擾算法。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)和測(cè)試發(fā)現(xiàn)，這種基于盲源分離的調(diào)頻抗干擾算法具有很好的有效性和魯棒性。調(diào)頻信號(hào)與常見(jiàn)的干擾信號(hào)時(shí)頻分別是不相同的，所以根據(jù)這一特性提出來(lái)相應(yīng)的抗干擾算法，然后又將矩陣進(jìn)行聯(lián)合對(duì)角化，從而將跳頻信號(hào)與干擾信號(hào)進(jìn)行分離，結(jié)果表明，該算法能夠有效地減少噪聲和干擾信號(hào)的功率，從而起到良好的抗干擾效果?；诿ぴ捶蛛x的跳頻通信抗干擾技術(shù)也是一種非常有效的抗干擾方式，它對(duì)于現(xiàn)代信號(hào)處理有著非常重要的意義。

4 基于多形態(tài)自學(xué)習(xí)的壓縮感知跳頻通信抗干擾研究

4.1 壓縮感知跳頻通信抗干擾的表現(xiàn)

直接序列擴(kuò)譜抗干擾技術(shù)和跳頻通信抗干擾技術(shù)都是非常有效的擴(kuò)譜通信抗干擾技術(shù)，除了這兩種技術(shù)之外，還有基于多形態(tài)自學(xué)習(xí)的壓縮感知跳頻通信抗干擾技術(shù)也常常被應(yīng)用于現(xiàn)代的信號(hào)處理之中。因?yàn)樘l信號(hào)的時(shí)頻分布是隨著載頻的偽隨機(jī)跳變而不斷變化的，而常見(jiàn)的干擾都有著自己的時(shí)頻特征，利用這些時(shí)頻特征的差異可以找到干擾信號(hào)。要想對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行有效的屏蔽，必須要深入挖掘各種類(lèi)型信號(hào)的特征，了解了這些信號(hào)的特征之后，就可以區(qū)分哪些是干擾信號(hào)哪些是擴(kuò)譜通信信號(hào)。

4.2 提高壓縮感知跳頻通信抗干擾的措施

基于自學(xué)習(xí)的壓縮感知調(diào)頻通信抗干擾技術(shù)首先是對(duì)常見(jiàn)干擾信號(hào)的時(shí)頻分布特征加以研究，然后再根據(jù)調(diào)頻信號(hào)和干擾信號(hào)的形態(tài)特征來(lái)建立起相應(yīng)的稀疏表達(dá)域。了解了常見(jiàn)干擾信號(hào)的稀疏表達(dá)域之后，這里以?huà)哳l干擾為例，再設(shè)計(jì)出一種與之相匹配的非線(xiàn)性變換，這樣就可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的掃描，進(jìn)而通過(guò)自學(xué)習(xí)來(lái)獲得掃頻干擾壓縮感知字典。當(dāng)前，尋找更加匹配信號(hào)特征的表達(dá)方式是信號(hào)處理發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)，所以說(shuō)從信號(hào)自身出發(fā)，然后再去尋找相應(yīng)的結(jié)構(gòu)特征，是一個(gè)很好的研究思路?；谧詫W(xué)習(xí)的稀疏域?qū)τ谛盘?hào)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)特征可以進(jìn)行充分的表示，再加之當(dāng)前我國(guó)的圖像設(shè)備也越來(lái)越多的被應(yīng)用在了信號(hào)處理之中，可以對(duì)這些圖像設(shè)備加以充分的利用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于稀疏域的研究。對(duì)于擴(kuò)譜通信抗干擾技術(shù)的研究遠(yuǎn)不止于此，但是我國(guó)當(dāng)前的研究與國(guó)外仍然存在著一定的差距，所以必須要對(duì)擴(kuò)譜通信抗干擾技術(shù)在現(xiàn)代信號(hào)處理中的應(yīng)用進(jìn)行深入的研究。

5 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)擴(kuò)譜通信抗干擾技術(shù)在現(xiàn)代信號(hào)處理之中的應(yīng)用進(jìn)行了一定的研究，總結(jié)了當(dāng)前基于盲源分離的直接序列擴(kuò)譜抗干擾研究、基于盲源分離的跳頻通信抗干擾研究和基于多形態(tài)自學(xué)習(xí)的壓縮感知跳頻通信抗干擾研究，以期能夠?yàn)槲覈?guó)的現(xiàn)代信號(hào)處理研究做出一定的參考，同時(shí)也希望我國(guó)的擴(kuò)譜通信抗干擾研究實(shí)現(xiàn)新的發(fā)展。

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