论文部分内容阅读
脉冲超宽带技术是一种可满足短距离和高速率传输的新型无线通信技术,它具有低功耗、高带宽、抗多径等优点。脉冲超宽带系统与其它窄带通信系统采用频谱重叠的方式共享频谱资源,超宽带系统的辐射功率远远低于其它窄带通信系统的辐射功率。因此,脉冲超宽带系统不可避免的面临着窄带干扰所带来巨大影响。如何抑制窄带干扰是脉冲超宽带技术需要解决的一个重要问题。压缩感知理论是近些年由Donoho、Candes等人提出的一种全新的信号采样与重构模式。该理论指出：如果一个信号在某一域或表达基下能表现出稀疏性,则该信号可以利用很少的随机观测值以高概率进行重构。压缩感知理论为脉冲超宽带信号的低速率采样与重构提供了可能。本文将压缩感知应用于脉冲超宽带系统,重点考虑来自于WLAN的窄带干扰对超宽带系统的影响,探讨基于先验信息的窄带干扰检测与抑制方案。本文的主要工作包括如下两个方面：1.提出了一种基于先验信息的窄带干扰子空间提取方法,并构建了窄带干扰零空间及观测矩阵。在超宽带信号与WLAN信号共存的场景下,现有干扰零空间技术无法准确提取窄带干扰子空间,容易出现虚假信息和遗漏有用信息,窄带干扰抑制效果不佳。针对这一问题,我们提出一种改进的窄带干扰子空间提取方法。所提方法以WLAN信号的频谱结构和频谱泄露效应作为先验知识,有效地剔除窄带干扰子空间中的虚假信息并补充被遗漏的有用信息,在此基础上构建窄带干扰零空间及观测矩阵。仿真结果表明,所提的窄带干扰子空间提取方法可以准确地定位干扰信息,利用所构建的观测矩阵可有效地抑制窄带干扰。2.利用提出的窄带干扰检测与抑制方法,设计了具有干扰抑制功能的压缩感知超宽带接收机模型。该接收机利用导频信号辅助实现干扰子空间提取,进而构建干扰零空间,结合基于特征向量字典的超宽带信号子空间对观测矩阵进行动态更新,使接收机在进行信号观测的同时实现窄带干扰抑制。对接收机在典型传播环境中的误码率性能进行了仿真分析。仿真结果表明,所设计的压缩感知超宽带接收机可以有效地抑制窄带干扰,获得满意的误码率性能。