【摘 要】超寬帶通信在工作中不需要進(jìn)行載波調(diào)試，而是以超短沖擊脈沖來作為載體的，并且采用跳時技術(shù)或者是偽隨機(jī)直擴(kuò)的技術(shù)來實現(xiàn)傳輸信息。但是，在實際中超寬帶信號經(jīng)常會被干擾或者是被隱蔽在周圍的環(huán)境噪聲里，這樣就很難檢測到信號了。所以針對這種情況，就需要研究無線信號的抗窄帶技術(shù)，提出有效的解決方案。

【關(guān)鍵詞】欠采樣 無線通信 窄帶干擾消除 超寬帶

由于脈沖UWB通信技術(shù)有較高的通信速率、高精度的定位能力以及低功耗、低復(fù)雜度而在導(dǎo)航領(lǐng)域與無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。而在實際中UWB技術(shù)也以其自身獨特的優(yōu)勢而成為解決在公共場所、家庭以及企業(yè)之間人們對因特網(wǎng)的需求和資源分配的矛盾的有效技術(shù)手段。但是由于UWB技術(shù)有著較低的功率譜密度，所以UWB通信技術(shù)幾乎不會對窄帶系統(tǒng)造成干擾。但是超寬帶信號卻由于低截獲的特征而存在接收信號困難的現(xiàn)象，因此，就需要研究在有干擾環(huán)境下去消除掉窄帶干擾，并獲得UWB通信信號。

一、超寬帶的應(yīng)用和發(fā)展

超寬帶概念最早是在1990年美國軍方提出來的，也就是信號相對寬大于信號25%的任何形式波形。在現(xiàn)代形式下為了滿足日益增長的寬帶互聯(lián)網(wǎng)可以無線接入到寬帶多媒體中，在民用領(lǐng)域的超寬帶通信技術(shù)主要是能夠建立起在短距離之內(nèi)的具有高速連接能力的無線個域網(wǎng)。而在很多跨國公司中也有對超寬帶的無線通信技術(shù)的研究，并且在個人無線多媒體的應(yīng)用中還取得一定的成果。

二、欠采樣接收機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

欠采樣接收機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，其硬件部分主要包括了數(shù)字信號的處理器模塊、欠采樣ADC模塊以及硬件前端的濾波器三個部分。在實際工作中，接收機(jī)首先會對收到的通信信號在硬件前端進(jìn)行濾波，這樣就會濾除掉帶外噪聲，之后就可以根據(jù)欠采樣ADC取得的采樣向量，再把采樣向量輸進(jìn)去設(shè)備的數(shù)字信號處理器中，通過這樣的處理來對NBI進(jìn)行檢測和消除。在當(dāng)前情況下對NBI進(jìn)行檢測時，通常要先對在頻域中NBI的信號位置進(jìn)行檢測，之后在采用濾波方法來對消除存在于時域的NBI。如圖所示設(shè)備結(jié)構(gòu)：

在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，如果欠采樣收發(fā)機(jī)在發(fā)送與檢測信息時以包為單位，也就是說在發(fā)射機(jī)的端口，每個包里面都有n個的信息符號，發(fā)送時需要把這些信息符號調(diào)制到一組的UWB脈沖上去發(fā)送信息。同時，設(shè)備的接收機(jī)端口，會在發(fā)送的每一個接收包發(fā)送的持續(xù)時間T里對信息符號進(jìn)行采樣處理從而來獲得采樣的向量。在這里假設(shè)設(shè)備前端的濾波器對接收信號頻譜沒有任何影響，并且包和發(fā)射機(jī)包之間有足夠大的時間間隔，以便于在信號接收時沒有包接收的干擾，這樣在進(jìn)行采樣時雖然采樣率雖然低，但是卻有足夠多UEB信號資源可以用來檢測信號，這樣系統(tǒng)的采樣精確度還是很大的。

三、窄帶干擾消除技術(shù)

首先可以采用預(yù)測技術(shù)。由于在頻譜中擴(kuò)頻信號幾乎處于一個水平位置，所以可以應(yīng)用PN的序列知識來對信號現(xiàn)在值做出預(yù)測，也由于NBI之間的時間關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)，所以可以進(jìn)行精確的預(yù)測。通過對先前接受的信號作預(yù)測就可以正確的估計出相應(yīng)的干擾信號。在這個工作里，利用采用取得的信號減去瞬時取得的采樣，之后在把預(yù)測的誤差結(jié)果輸入到接收機(jī)里，就可以把信號干擾給降到最低了。但是還要注意這種處理干擾的方法由于具有一定的時域性可以徹底抑制干擾的產(chǎn)生，在實際中卻收效很慢，只可以應(yīng)用與處理那些比較平穩(wěn)的信號。如果系統(tǒng)受到很多個信號的干擾，用這種方法時就會由于分散了矩陣特征值和增加的信號輸入功能而造成這種算法在實際中有一定的收斂性，因此就會對時域濾波在限制窄帶干擾抑制方面的作用。其次是可以用變換域的消除技術(shù)。使用這種方式時主要是根據(jù)干擾檢測、信號的變換方式以及讀一濾波的算法來進(jìn)行的。其中根據(jù)不同的域變化方法，還可以把變換域干擾方法分為WPT、FFT、WHT以及DCT等不同的方法。在窄帶信號集中、根據(jù)窄帶的功率譜在窄帶頻帶的變換域又比較集中時可以采用變換域窄帶干擾抑制技術(shù)。這是干擾抑制把干擾映射到相對有限變換域的子帶里，與此同時也把有用的信號在整個變換域中進(jìn)行擴(kuò)散，從而映射成與干擾成正相交、具有平坦譜的特征的波形。之后在來判斷干擾的寬帶以及寬帶位置，利用頻域濾波器來對窄帶干擾進(jìn)行抑制。另外，在欠采樣技術(shù)來驗證NBI的性能，如果新增加一個BPSK的調(diào)制信號，并且保持中心頻率是3.3GHz的時候，而寬帶是10MHz，如圖，

當(dāng)出現(xiàn)了多個NBI的時候，系統(tǒng)還可以很好的工作，也就是達(dá)到了很好的窄帶消除效果。

四、總結(jié)

綜上所述，通過探究基于欠采樣的脈沖UWB通信窄帶干擾消除技術(shù)，在欠采樣的情況下是可以消除NBI干擾的。而這種方案是不精確的估計NBI情況，以此來消除NBI的信號干擾，這樣還可以降低ADC在采用時的速率。另外，在消除NBI與檢測通信信號時可以在一個硬件上完成，因此就降低了在傳輸數(shù)據(jù)時接收機(jī)的復(fù)雜度，有利于在多個領(lǐng)域中應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]晉本周，張盛，潘劍，林孝.基于欠采樣的脈沖UWB通信窄帶干擾消除技術(shù)[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù).2013，01（11）：29-30.

[2]Wang C.Mam，Ying R D，al.Narrowband interference miti-gation in DS-USB systems[J].IEEE Signal Processing Let-ters.2010.