摘 要：常規(guī)的多徑電子通信信號抗干擾方法主要使用DSP（Dig-ital Signal Processing）似然函數決策法提取傳輸特征信息，易受頻率參數周期性變化影響，導致信號抗干擾增益較低，因此本文提出了一種基于可信度函數的多徑電子通信信號抗干擾方法。構建了多徑電子通信信號模型，利用可信度函數進行電子信號自適應干擾抑制處理，從而實現了多徑電子通信信號抗干擾。試驗結果表明，在不同信干比下，本文設計方法的通信信號抗干擾增益均較高，誤碼率較低，證明該信號抗干擾方法的抗干擾效果較好，具有可靠性。

關鍵詞：可信度函數；多徑電子通信；信號抗干擾

中圖分類號：TP 911" " " " " " " " " " 文獻標志碼：A

多徑電子通信信號是一種特殊的通信信號，主要經無線電波衍射、反射和散射產生。該信號的傳播路徑較多，接收的信號副本相位與幅度也不相同，因此容易出現信號多路徑衰減問題[1]。在某些狀態(tài)下，多徑電子通信信號會相互疊加或者抵消，顯著增加或者降低通信信號強度，并產生大范圍的信號波動，對通信系統造成不利影響。進行多徑電子通信信號抗干擾處理可以有效提高通信信號的傳輸質量，避免出現通信信號中斷問題，對滿足用戶正常通信需求具有重要意義。

文獻[2]結合通信信號的小波能量系數分布狀態(tài)進行了干擾信號定位提取，判斷了信號的集中分布狀態(tài)，再利用NoC架構建立信道模型，提高抗干擾處理的實時性。但是該方法需要進行調制處理，在復雜的碼間干擾狀態(tài)下的抗干擾性能較差。文獻[3]分析了信道的衰落特點，利用深度學習算法進行信號歸一化處理，并基于相位擾動進行自動調整。該方法的處理偏置值過高，無法為信號賦予相應標簽，不滿足目前的信號抗干擾要求。因此本文提出了一種基于可信度函數的多徑電子通信信號抗干擾方法。

1 多徑電子通信信號可信度函數抗干擾方法設計

1.1 構建多徑電子通信信號模型

多徑電子通信信號具有較強的時頻性，在相同時頻下可能會受設備自身影響，出現信號接收異常問題[4-5]，因此本文根據多種自干擾因素構建了多徑電子通信信號模型[6]。根據發(fā)送器與接收器位置得到的原始信號表達式r（n）如公式（1）所示。

r（n）=h（n）·x（τ） （1）

式中：h（n）為遠端發(fā)送的局部信號；x（τ）為接收器發(fā)送的通信信號[7]。

此時可以結合信號發(fā)送接收響應狀態(tài)，進行線性卷積處理，得到的相對時延?t如公式（2）所示。

?t=（τr-τvi）·r（n） （2）

式中：τr為正交分頻復用信號單位發(fā)送時間；τvi為信號同步傳輸時間[8]。

當有效傳輸信號滿足自干擾超前接收關系時[9]，接收的信號R屬于有限信號，如公式（3）所示。

R=h（n）·x（τ）+?t·w（n） （3）

式中：w（n）為通信接收模塊間的通信距離。

上述有限信號中包括原始發(fā)射信號，因此掉干擾信號中的通信采樣點會發(fā)生變化。本地發(fā)射信號的有效數據的正交性未發(fā)生破壞，可以進行傅里葉變換，得到的接收信號頻域Ri（k）如公式（4）所示。

Ri（k）=H（k）·X（k）+W（k）·R （4）

式中：H（k）為遠端發(fā)送信號；X（k）為近端發(fā)送信號；W（k）為通信信號包含的噪聲頻域。

在此基礎上可以進行信號均衡變換，抵消全部干擾信號，此時構建的多徑電子通信信號模型如圖1所示。

由圖1可知，上述多徑電子通信信號模型可以獲得信號的重建抵消形態(tài)，放置合理的智能體信號接收窗，確定信號所處的超前位置。當抗干擾處理時，上述模型需要根據相應順序生成固定的處理帶寬，隨機選擇梳狀頻譜，實現干擾功率分配。此時得到的對應信號能量D（y）如公式（5）所示。

D（y）=Ri（k）·pn （5）

式中：pn為信號抵消處理門限值。

使用上述模型可以進行多元輻射定位，最大程度地提高信號對干擾項的容忍度，保證抗干擾的修正補償效果。

1.2 基于可信度函數進行電子信號自適應干擾抑制處理

可信度函數屬于一種描述型概率函數，可以根據集合的信任度關系進行決策，降低隨機決策風險，因此，本文方法利用可信度函數進行電子信號自適應干擾抑制處理?？梢愿鶕娮有盘柕母蓴_信任度關系確定干擾等級，此時的干擾信號熵值K（L）如公式（6）所示。

K（L）=P（l）·D（y） （6）

式中：P（l）為干擾陣元。

可以結合數據鏈與抗干擾波束加權關系確定天線陣列的輸出向量，進行信號加權處理，并計算干擾抑制輸出功率Q，如公式（7）所示。

Q=E·[W·X（m）a（m）]·K（L） （7）

式中：E為輸入向量；W為加權向量；X（m）為輸入向量權值；a（m）為加權向量權值。

此時的陣元天線陣包括多個對接干擾信號，可基于可信度函數生成數據相關矩陣，調整信號的貢獻值，由此生成的電子信號自適應干擾抑制處理流程如圖2所示。

由圖2可知，利用上述處理流程可以獲取最優(yōu)權重向量，解決抗干擾處理過程中存在的約束優(yōu)化問題。在多徑電子通信信號實際處理過程中，還可以利用最小方差準則求解可信度無失真響應，判斷不同處理階層的自相關系數，構建Hennitian矩陣，完成遞推求解。自適應干擾抑制處理完成后即可輸入信號初始值，并多次迭代，得到高質量多徑電子通信信號。

2 試驗分析

為了驗證設計的基于可信度函數的多徑電子通信信號抗干擾方法的抗干擾效果，本文選取了有效的實驗平臺，將其與文獻[2]、文獻[3]2種常規(guī)的多徑電子通信信號抗干擾方法進行比較。

2.1 試驗準備

結合多徑電子通信信號抗干擾試驗要求，本文將LabVIEW作為實驗平臺，構建了用戶-基站-干擾機仿真試驗模型。實驗平臺的初始頻帶為20 MHz，每間隔1 ms進行1次頻帶感知，保留200 ms內的試驗數據。設置的初始試驗用戶信號帶寬和干擾信號帶寬均為4 MHz，滾降系數為0.5。設置的干擾模式共7種，包括掃頻干擾、梳狀干擾、動態(tài)干擾、智能干擾、2 MHz隨機干擾、6 MHz隨機干擾和8 MHz隨機干擾。

根據多徑電子通信信號發(fā)射機與接收機分布的關系，設置交叉干擾狀態(tài)，將Pycharm Pytorch框架作為仿真試驗框架，進行干擾源組合，建立四元天線調節(jié)試驗通信陣列，如圖3所示。

由圖3可知，該試驗通信陣列的陣元方位角逐漸遞增，滿足全方位試驗操控特點，有效避免了試驗過程中出現的觀測模糊問題。假設用戶在相同時隙中僅訪問1個信道，即通信時隙為1 ms，那么此時設置的試驗仿真參數見表1。

由表1可知，上述試驗仿真參數滿足通信信號閾值，1 000 ms時完成收斂。當隨機干擾較復雜時，通信概率曲線的收斂速度會發(fā)生一定改變，本文試驗進行了多域蒙特卡羅聯合處理，處理流程如圖4所示。

由圖4可知，此時會產生MATLAB Rand隨機相位，滿足試驗信號抗干擾處理的同步關系，需要利用PN序列進行雙極性調制，從而輸出可靠的通信信號抗干擾試驗結果。

2.2 試驗結果與討論

結合上述試驗準備，本文捕獲了不同干擾模式下的電子通信試驗信號，將抗擾空間比例間距均值調整為0.1碼片，并進行信號歸一化處理。此時可以調整通信過程中的信干比，分別使用本文設計的基于可信度函數的多徑電子通信信號抗干擾方法、文獻[2]的利用NoC架構的多徑電子通信信號抗干擾方法以及文獻[3]的基于相位擾動的多徑電子通信信號抗干擾方法進行抗干擾處理，使用Analyzer工具檢測3種方法在不同干擾模式下的信號抗干擾增益，試驗結果見表2。

由表2可知，本文方法在不同干擾模式下的抗干擾增益較高，通信信號誤碼率較低；文獻[2]和文獻[3]方法在不同干擾模式下的抗干擾增益相對較低，通信信號誤碼率偏高。上述試驗結果證明，本文設計的通信信號抗干擾方法的抗干擾效果較好，具有可靠性和一定的應用價值。

3 結語

多徑傳播是一種常見的無線通信傳播現象，容易出現接收端接收信號不一致問題，造成嚴重的通信信號干擾。在無線通信技術飛速發(fā)展背景下，我國的通信覆蓋面越來越廣，對通信信號傳輸質量的要求越來越高。為了滿足高速數據、衛(wèi)星等領域的通信要求，需要調整通信信號的傳輸相位，本文基于可信度函數，設計了一種有效的多徑電子通信信號抗干擾方法。試驗結果表明，本文設計的多徑電子通信信號抗干擾方法的信號抗干擾增益較高，抗干擾效果較好，具有可靠性和一定的應用價值，可滿足日益增長的電子通信需求，降低復雜環(huán)境對電子通信質量造成的影響。

參考文獻

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