短波信道探测中窄带干扰的去除算法

第３５卷第７期

系统工程与电子技术

Ｖｏ１．３５ Ｎｏ．７

２０１３年７月

Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ

Ｊｕｌｙ ２０１３

文章编号：１００１—５０６Ｘ（２０１３）０７—１５２７—０６ 网址：ＷＷＷ．ｓｙｓ—ｅｌｅ．ＣＯＲＤ＿

短波信道探测中窄带干扰的去除算法

刘月亮 ，蒋宇中 ，应文威

（１．海军工程大学电子工程学院，湖北武汉４３００３３；

２．中国人民解放军９１２６９部队，广东湛江５２４０８８）

摘要：对于短波信道传播特性的弱信号探测，信号干扰噪声比低，如何减小干扰就显得十分重要。由于基

于传统傅里叶变换去干扰算法在去窄带干扰时对幅度和相位的估计不够准确，提出了一种基于傅里叶变换和概

率密度相结合的窄带干扰去除算法。仿真结果表明，该算法能很好地去除窄带干扰。但上述算法在去除实测信

号中的窄带干扰时性能不佳，所以提出一种改进的傅里叶变换和概率密度相结合的窄带干扰去除算法。实验结

果表明，改进后的算法能去除实测信号中的窄带干扰，为解决低信噪比条件下探测信号的参数估计奠定了基础。

关键词：短波信道探测；窄带干扰；傅里叶变换；概率密度

中图分类号：ＴＮ ９１１ 文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１Ｏ．３９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－５０６Ｘ．２０１３．０７．２９

Ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｎ

ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｎｎｅｌ ｓｏｕｎｄｉｎｇ

ＬＩＵ Ｙｕｅ—ｌｉａｎｇ ．．．ＪＩＡＮＧ Ｙｕ—ｚｈｏｎｇ ．ＹＩＮＧ Ｗｅｎ—ｗｅｉ

（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｖａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ ４３００３３，Ｃｈｉｎａ；

２．Ｕｎｉｔ ９１２６９ ｏｆ ｔｈｅ ＰＬＡ，Ｚｈａｎｊｉａｎｇ ５２４０８８，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｉｓ ｏｆ ｇｒｅａｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｌｏｗ－ｐｏｗｅｒ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｎｎｅｌ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ

ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｓｏｕｎｄｉｎｇ ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｓｉｇｎａｌ—ｔｏ—ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ—ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ ｉｓ ｔｏｗ．Ａ ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｅｌｉｍｉ—

ｎａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆｏｒ ｃｏｍ—

ｐｅｎｓａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ ｉｎ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ

ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．

Ｕｎｆｏｒｔｕｎａｔｅｌｙ，ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｉｎｃｏｍｐｅｔｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｄａ—

ｔａ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｆｏｕｒｉｅｒ

ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ａｎｄ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｄａｔａ ｂｙ

ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｄｏｎｅ，ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｃｏｍｐｅｔｅｎｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ

ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｄａｔａ．Ｔｈｅ ｗｏｒｋ ｄｏｎｅ ａｂｏｖｅ ｌａｙｓ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｉｇｎａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ

ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ａ ｌｏｗ ｓｉｇｎａｌ—ｔｏ—ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｈａｎｎｅｌ ｓｏｕｎｄｉｎｇ；ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｄｅｎｓｉｔｙ

Ｏ 引 言

间，从而达到抑制干扰的目的。文献［２］提出了一种短时距

离域射频干扰抑制算法，并证明该算法在处理高频雷达数

在短波信道传播特性的弱信号探测中，干扰的强度足

据时的有效性。文献Ｅ３］提出了一种简化的基于零相移极

以影响后续的信号处理。因此，如何减小接收信号中的干

化滤波器的射频干扰抑制算法，仿真结果证明该算法能抑

扰就显得十分重要。对短波频段信号干扰抑制方法的研究

制雷达数据中的射频干扰。文献［４］提出了一种高频雷达

大多始于２Ｏ世纪７Ｏ年代，在此之前很少有文献问世，在此

中的干扰抑制子系统，该子系统通过一组被非匹配滤波器

之后逐渐成为热点，特别是２００５年以后。文献［１］提出了

滤波的信号数据构建虚拟辅助信道，然后用一个并行的连续

一

种高频密射频干扰的抑制算法，该算法首先构建一个干

旁瓣抵消器抑制主波束内的射频干扰。文献［５］提出了一种

扰子空间，然后将有用信号映射到干扰子空间的正交子空

稳健的信号处理算法，该算法由图像识别、分割和子空间映

收稿日期：２０１２—０ｇ一２２；修回日期：２０１３一Ｏ２—１８；网络优先出版日期：２０１３—０７一ｉ６。

网络优先出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１ｌ＿２４２２．ＴＮ．２０１３０７１６．０９４７．００２．ｈｔｍｌ