0 引言

    BOC信號由于副載波調(diào)制造成自相關函數(shù)的多峰特性和功率譜的裂譜特性。在目前的通信系統(tǒng)中,，除了背景噪聲以外還存在著窄帶干擾,，當窄帶干擾很強時將導致通信系統(tǒng)無法正常運行。所以,，在進行BOC捕獲之前需要將窄帶干擾抑制,。

    頻域窄帶干擾抑制是當前應用很廣的干擾抑制方法，依據(jù)是：與擴頻信號和白噪聲的頻譜相比,，窄帶干擾的頻譜很窄,，容易識別。在實際問題中需要對輸入信號進行截斷后再進行DFT運算,，由此會造成頻譜泄漏現(xiàn)象,。加窗可以減小頻譜泄漏但會使有用信號變得扭曲，所以為了解決這種問題,，采用重疊加窗技術,。加窗損耗隨著重疊比例的增大而減小^[1]，但是計算量會隨之增大,，本文選取了實際中最常用的重疊加窗技術^[2],。文獻[3]給出了幾種重疊處理算法的比較，文獻[4]詳細比較了重疊相加和重疊選擇兩種數(shù)據(jù)合成輸出方式,，得出重疊相加的損耗更小,。同時文獻[4]和文獻[5]還給出了多種窗函數(shù)的比較,，研究了不同窗函數(shù)引起的信噪比損耗，指出hanning窗產(chǎn)生損耗最小,。對于捕獲部分,，人們已經(jīng)研究了很多方法，如自相關副峰消除技術^[6],、filtered算法等,。文獻[7]提出了單邊帶捕獲算法，但是這種算法對硬件的要求高,，不易實現(xiàn),。文獻[8]提出了一種計算復雜度很高的馬氏鏈的捕獲算法。文獻[9]和文獻[10]提出了相關重構法,，相較于前兩種算法性能有很大提高,。

    目前對窄帶干擾環(huán)境下的BOC信號捕獲研究的文獻幾乎沒有，但是對于這種問題的研究有很大的實際作用,。為了解決本文所遇問題,，提出了頻域FFT重疊變換干擾抑制算法和重構相關捕獲法的聯(lián)合方法，該方法先通過頻域陷波技術對干擾進行抑制后,，再對抑制后的信號利用重構相關法進行捕獲,。利用該算法窄帶干擾信號能夠很好地被抑制，并且完成BOC信號的無模糊捕獲,。

1 信號模型

    BOC調(diào)制信號的數(shù)學模型可以表示為：

式中,，A表示輸入信號的幅度，d(t)表示數(shù)據(jù)波形,，c(t)表示偽碼波形,，SC(t)=sgn(sin(2πf_s t))表示副載波，f_s是副載波頻率,。

    BOC信號經(jīng)過高斯白噪聲信道以及混入窄帶干擾后,，接收信號為：

2 算法原理

2.1 FFT加窗算法

    重疊加窗算法的原理框圖如圖1所示。

    圖1中,，干擾抑制的門限值定義為：

    1/2 FFT重疊加窗算法原理如下：在兩路信號中,，第二路信號相對于第一路有N/2的延遲，每一路信號分別進行IFFT后,，把前后各N/4個樣本點丟掉,，只保留中間部分的樣點，得到失真較小的信號,，最后經(jīng)過數(shù)據(jù)合成把兩路信號合成一路輸出,。處理過程如圖2、圖3所示,。

    如圖2 所示,，將接收的信號r(n)劃分成長度為M的數(shù)據(jù)塊,，M=N/2。定義3個連續(xù)的相鄰數(shù)據(jù)塊為數(shù)據(jù)向量r_j-1,，r_j和r_j+1,。

式中,，tri_α(x/y)表示以x為變量,、α為中心、y為寬度,、峰值為1的三角形函數(shù),。圖4所示的是BOC(1，1)的重構示意圖,。

3 仿真試驗及分析

3.1 不同干擾條件下的誤碼率分析

    根據(jù)本文的干擾抑制方法對不同干擾強度,、不同干擾頻率以及不同干擾個數(shù)的窄帶干擾信號進行抑制，采用BOC(1,，1)信號進行試驗,，基準速率為1.023 MHz，采樣率為S_a=32 bit/chip,，窗長為10 912,。

    (1)不同強度的窄帶干擾抑制效果對比

    由圖5可知，當SIR=-30 dB,，SIR=-40 dB時誤碼率最小,，且當SNR=10 dB時，干擾抑制效果最好,。當干擾強度減小,，門限值隨之減小，超過門限值的有用信號被抑制,，形成較大的誤碼,；隨著強度的繼續(xù)增大，超過了系統(tǒng)的抗干擾容限,，窄帶干擾不能被有效抑制,，誤碼率也將隨之增大。

    (2)不同干擾頻率和個數(shù)的窄帶干擾抑制效果對比

    在譜分析時一般會引入頻率分辨率的概念^[11],，即兩個離散的譜線間最小間隔,。當干擾的頻率不是分辨率的整數(shù)倍時，將會產(chǎn)生較大的附加損失,。BOC信號是在直擴信號的基礎上進行了副載波調(diào)制,，所以由文獻[2]得到BOC(1，1)信號譜線間隔為1/2NT_c,。對有用信號混入兩個窄帶干擾,，其中一個干擾角頻率為ω=0.2 rad/s,，ω=0.3 rad/s，ω=0.5 rad/s,，另一個干擾角頻率為ω=0.6 rad/s,。仿真結果如圖6所示。

    由圖6(a),、(b)可知,，當干擾頻率為離散譜線間隔的整數(shù)倍時，干擾的抑制效果最好,，在此條件下增加干擾的個數(shù)對干擾抑制效果基本沒有影響,。

3.2 干擾抑制性能分析

    在接收到的信號中加入兩個單音干擾信號：SIR=-30 dB，SNR=15 dB,，θ=5,，圖7給出了干擾抑制前后信號的頻域?qū)Ρ葓D。

    由圖7可知,，干擾被有效抑制,，恢復出原始信號，圖7(a)中的幅值較高的4條線是由干擾引起,，由此驗證了本文重疊加窗算法抑制干擾的有效性,。

3.3 重構原理捕獲過程仿真

    對BOC 信號利用重構原理進行捕獲，偽碼偏移點數(shù)設置為5 000點,仿真結果由圖8所示,。

    由圖8可知,，經(jīng)過干擾抑制后再經(jīng)過重構，自相關函數(shù)的副峰幾乎完全消除,，達到了消除模糊性的目的,，提高了捕獲精度，在信噪比為15 dB的情況下,，在第5 000個采樣點處出現(xiàn)了一個峰值,，這與設置的碼偏移的位置是一致的。

3.4 捕獲算法性能比較仿真

    將本文算法和無偏算法,、filtered算法,、文獻[12]提出的算法在沒有受窄帶干擾影響的情況下進行了比較，仿真結果如圖9所示,。

    由圖9可知,，在4種算法中，本文提出的重構捕獲算法捕獲精度明顯高于其他幾種算法,，為接下來的跟蹤提供了有利的條件,。

3.5 主峰比例均值比較仿真

    仿真中使用的實驗數(shù)據(jù)參考3.1節(jié)實驗，首先利用本文的干擾抑制算法對窄帶干擾進行抑制,，在此基礎上對本文的捕獲算法,、無偏算法,、文獻[12]算法的主峰比例均值進行了比較，同時給出了不同干擾強度下的仿真對比圖,。仿真結果如圖10所示,。

    由圖10可知，本文干擾抑制算法比其他幾種算法主峰比例均值高,，當SIR=-30 dB時主峰比例峰值基本不變,；當干擾強度繼續(xù)增大超出系統(tǒng)抗干擾容限時，受干擾影響較大,。實驗證明了本文所提算法在BOC信號中窄帶干擾抑制的有效性和適用性,。

4 結論

    針對在窄帶干擾環(huán)境下的BOC信號的捕獲問題,，本文詳細敘述了一種基于FFT重疊變換的窄帶干擾抑制方法與相關重構捕獲結合的算法,，理論分析和仿真結果均表明算法的有效性和適用性。本文算法在信噪比為10 dB,、信干比為-30 dB條件下能有效抑制窄帶干擾,，且消除了由于BOC自身的裂譜性所造成的捕獲模糊性，為跟蹤提供了有利的條件,。

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