TDCS基函數(shù)生成算法對(duì)峰均比的影響

中國(guó)空空導(dǎo)彈研究院 郭 佳

0 引言

變換域通信系統(tǒng)（Transform Domain Communication System，TDCS）是一種新型的無(wú)線通信技術(shù)。與傳統(tǒng)通信系統(tǒng)相比，它提供了一種在不同域（頻域、小波域、分?jǐn)?shù)傅里葉域或其它變換域）通過(guò)對(duì)通信信號(hào)的設(shè)計(jì)，主動(dòng)避開干擾頻譜段從而達(dá)到抗干擾的目的。TDCS的信號(hào)采用不同偽隨機(jī)相位的信號(hào)波形來(lái)傳輸用戶數(shù)據(jù)，從而使得系統(tǒng)信號(hào)本身具有類似噪聲的特性和低截獲（LPI）特性[1]。但是TDCS的基函數(shù)類似于正交頻分復(fù)用（OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing），因此TDCS也同樣存在峰均功率比的問(wèn)題[2]。

1 TDCS基函數(shù)生成算法

TDCS基函數(shù)生成算法由基函數(shù)幅值算法和偽隨機(jī)相位算法兩部分構(gòu)成，決定了基函數(shù)在變換域中的能量分布，直接影響TDCS的抗干擾能力。它由信道估計(jì)、門限剔除、偽隨機(jī)相位生成、譜形成幾部分組成。

TDCS基函數(shù)的時(shí)域形式如下：

從上式可知，TDCS基函數(shù)于OFDM類似，在時(shí)域上由多個(gè)子載波疊加而成。當(dāng)多個(gè)子載波一致性較高時(shí)，在某一時(shí)刻，可能疊加出較高的信號(hào)幅度，此時(shí)的瞬時(shí)功率遠(yuǎn)大于平均功率，因此TDCS也同樣存在峰均功率比的問(wèn)題。

2 TDCS峰均功率比與子載波個(gè)數(shù)的關(guān)系

峰均功率比可以衡量TDCS信號(hào)包絡(luò)的恒定性，峰均比越小，則TDCS包絡(luò)的恒定性越好。下式表示了TDCS基函數(shù)信號(hào)的平均包絡(luò)功率，可以看出TDCS的峰均比及基函數(shù)的峰均比。

式中：Sn為TDCS基函數(shù)時(shí)域形式s(t)的離散表示。當(dāng)TDCS所有子載波以峰值相加時(shí)，TDCS的信號(hào)瞬時(shí)功率將出現(xiàn)最大峰值[3]、[4]。

TDCS信號(hào)的峰均比見下式：

基函數(shù)的峰均功率比在不同子載波個(gè)數(shù)N的情況仿真圖見圖2，子載波個(gè)數(shù)N與PARP關(guān)系仿真見圖2。

圖1 子載波功率與平均功率比

圖2 子載波個(gè)數(shù)N與PARP關(guān)系

TDCS子載波個(gè)數(shù)，即基函數(shù)長(zhǎng)度較短時(shí)，PARP較低，隨著子載波個(gè)數(shù)的增多，PARP隨之增加而且PARP較高的子載波占比也隨之增加。在N≤512時(shí)，PARP基本隨N的增加呈現(xiàn)線性增加趨勢(shì)；當(dāng)N＞512時(shí)，PARP隨N的增加急劇增加，增加趨勢(shì)呈指數(shù)性。

子載波個(gè)數(shù)N與基函數(shù)自相關(guān)性仿真見圖3。

由圖3可以看出隨著子載波個(gè)數(shù)的增多，基函數(shù)的自相關(guān)峰值變的更加尖銳，基函數(shù)的自相關(guān)性越好，相關(guān)解調(diào)的正確率越高。

當(dāng)子載波個(gè)數(shù)N≥512時(shí)，基函數(shù)自相關(guān)性差別不大。

圖3 基函數(shù)自相關(guān)性與子載波個(gè)數(shù)仿真

3 結(jié)論

TDCS子載波個(gè)數(shù)，即基函數(shù)長(zhǎng)度較短時(shí)，PARP較低，隨著子載波個(gè)數(shù)的增多，PARP隨之增加而且PARP較高的子載波占比也隨之增加。在N≤512時(shí)，PARP基本隨N的增加呈現(xiàn)線性增加趨勢(shì)；當(dāng)N＞512時(shí)，PARP隨N的增加急劇增加，增加趨勢(shì)呈指數(shù)性。

隨著子載波個(gè)數(shù)的增多，基函數(shù)的自相關(guān)峰值變的更加尖銳，基函數(shù)的自相關(guān)性越好，相關(guān)解調(diào)的正確率越高。但當(dāng)N≥512時(shí)，基函數(shù)自相關(guān)性差別不大。