基于信号能量的干扰检测技术研究

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通信系统时刻遭受电磁波干扰的影响,因此抗干扰技术应运而生,其中干扰检测技术可以为抗干扰提供可靠的先验信息,从而干扰检测技术成为抗干扰领域中的关键技术之一。能量检测是一种适用范围较广的信号检测方法,该算法实现简便并且在一定条件下可以较为准确的检测出干扰信号的有、无。该算法性能一方面在更低信噪比下已经不能满足要求,另一方面该算法作为二元检测不能准确定位干扰的具体位置,因此需要对传统的能量检测算法进行改进。针对传统能量检测算法的不足,从上述两个方面着手,对传统的能量检测算法进行了改进。通过将传统的能量检测算法与随机共振理论相结合,添加合适的随机共振噪声,与待检测信号产生谐振,从而增强微弱的待检测信号,可以在更低的信噪比下对干扰信号进行二元检测。为了能进一步判断干扰频点的具体位置,进而研究了三种基于扩频系统改进的频域能量检测算法。围绕低信噪比下干扰检测技术问题,本文的主要工作如下:(1)从通信干扰的特点、类别等方面进行阐述,对五种干扰类型进行建模,为后续干扰检测奠定理论基础。对传统的能量检测算法进行简述,并做仿真分析。(2)针对传统能量干扰检测在较低的信噪比下不能准确进行二元判断,本文将随机共振理论与传统能量检测算法相结合,实现了在更低的信噪比(主用户为干扰信号)下对干扰信号进行正确的二元判断。仿真结果表明该算法较传统的能量检测算法检测性能提高3dB以上,并且所需的检测样点数更少,检测速度更快。(3)为了能在低信噪比下,对干扰信号的具体频点位置进行定位,本文将传统能量检测算法拓展到频域,将信号各个频点能量分别与门限值进行比较,判断是否存在干扰,并与直接序列扩频相结合,研究了三种基于扩频系统改进的频域能量检测算法:连续均值去除算法(Consecutive Mean Excision,CME)、前向连续均值去除算法(Forward Consecutive Mean Excision,FCME),双门限FCME干扰检测算法。经仿真分析得到这三种算法均能有效的定位到具体的干扰频点位置并进行抑制。在较低信噪比条件下,对主用户信号进行正确的解码,消除干扰信号对主用户信号的影响。研究了上述三种算法对部分频带干扰的检测性能。
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