基于线性调频脉冲的OCC UWB系统干扰抑制方法

摘要

一种基于线性调频脉冲的OCC UWB系统干扰抑制方法，属于无线通信领域。该系统包括发射节点和目的终端。本发明方法旨在设计基于Chirp脉冲的并行OCC UWB系统，首先在发射节点使用低复杂度的正交Chirp码来表征每个数据比特的信息，降低了发射节点的复杂度，其次利用正交Chirp码的正交特性，使目的终端易于分离出不同用户的元码。本发明针对OCC UWB通信系统采用并行传输方法，并引入了低复杂度的正交Chirp码进行数据比特信息的发送，可以在实现多用户无线通信的同时，提高系统的干扰抑制能力和通信性能。

主权项

1.一种基于线性调频脉冲的OCC UWB系统干扰抑制方法，包括发射节点和目的终端，其中发射节点配置单根天线，并通过无线多径信道向目的终端广播多用户信号；目的终端接收到的信号来自于发射节点发射的有用信号以及信道环境中的干扰信号，其中在发射节点使用正交Chirp码来表征每个数据比特符号的信息，以便于在目的终端分离出不同用户的元码，该方法的具体步骤如下：A、OCC UWB通信系统准备开始工作；B、将OCC UWB通信系统的可用频段内的带宽分成L个子带，每个子带都满足UWB带宽的要求；C、设计低复杂度的具有窄带干扰抑制能力的正交Chirp码；D、每个子带内都分配一个Chirp码，每个Chirp码包含N个码片，每个码片是由具有窄带干扰抑制能力的Chirp脉冲来表征；E、设系统共有K个用户，{C¹,C²,…,C^K}是一正交互补序列集，第k个用户的扩频码为正交互补码M是k个用户的扩频码的元码个数，每个元码包含N个码片，发送数据时，我们一帧一帧的进行发送，设一帧中包含P个数据，首先用户发送的串行比特流经串并转换为P路，每路数据再复制成M个支路，这里假设M=P，每个支路数据由同一个正交互补码序列子集的不同元码及正交脉冲集中的不同正交脉冲表征，此时数据扩频后根据串并转换的路数，分别延时(p-1)·Δ个码片的时间，其中p是串并转换的第p路数据，Δ是相邻的比特间偏移间隔，各支路分别被承载到不同的正交Chirp码上；F、由发射节点发送数据符号，并通过正交Chirp码来表征发送的数据比特符号，最后所有的信号叠加在一起经天线发送，发送出去的UWB信号s(t)会经历多径信道，从而使UWB信号受到相应的衰减和延时，而与UWB系统共存的窄带干扰系统也会对UWB信号产生干扰，同时，加性高斯白噪声也会出现在接收信号中；G、在接收端，对每个子带内的接收信号r(t)通过Rake接收机进行处理，Rake接收机是一种能分离多径信号并有效合并多径信号能量的最终接收机，它包含F个相关器，相关器对接收信号r(t)与模板信号m(t)乘积进行积分；H、在第l个子带内，采用与发射节点对应子带内的发射脉冲相同的模板信号m(t)进行相关，先考虑第f个相关器的输出，其输出判决变量为Z_f，信号经历多径信道后，必然会受到多径干扰及噪声的影响，同时也会受到其他用户带来的多址干扰的影响，所以Z_f中包含有用信号分量S_UWB、窄带干扰分量S_I、多址干扰分量S_M、多径干扰分量S_P和加性高斯白噪声项S_n，即Z_f＝S_UWB+S_I+S_M+S_P+S_n；I、根据以上步骤我们可以得到每个子频带内的Rake接收机的输出判决变量y_m，采用最大似然判决准则，当发送比特独立同分布时，对存在窄带干扰时的多用户OCC UWB通信系统进行分析，可以得出通信系统的平均错误概率表达式为$P_e=\frac{1}{2}P(y_m<0|{}^{\prime }1^{\prime })+\frac{1}{2}P(y_m>0|{}^{\prime }0^{\prime })$$=P(\underset{f=1}{\overset{F}{\Sigma }}{w}_f(S_{\mathrm{UWB}}+S_I+S_M+S_P+S_n)<0|{}^{\prime }1^{\prime })+P(\underset{f=1}{\overset{F}{\Sigma }}{w}_f(S_{\mathrm{UWB}}+S_I+S_M+S_P+S_n)<0|{}^{\prime }0^{\prime }),$其中y_m为Rake接收机的输出判决变量，即F为Rake接收机的分支数目，其中相关器的个数与Rake接收机的分支数目相同，w_f为第f个的加权因子，S_UWB为有用信号分量，S_I为窄带干扰分量，S_M为多址干扰分量，S_P为多径干扰分量，S_n为加性高斯白噪声项，P(y_m＜0|′1′)指发送符号为1被判为0的概率，P(y_m＞0|′0′)指发送符号为0被判决为1的概率；J、当数据比特信息发送完毕时，通信结束。