TDCS基函數生成算法對峰均比的影響

中國空空導彈研究院 郭 佳

0 引言

變換域通信系統（Transform Domain Communication System，TDCS）是一種新型的無線通信技術。與傳統通信系統相比，它提供了一種在不同域（頻域、小波域、分數傅里葉域或其它變換域）通過對通信信號的設計，主動避開干擾頻譜段從而達到抗干擾的目的。TDCS的信號采用不同偽隨機相位的信號波形來傳輸用戶數據，從而使得系統信號本身具有類似噪聲的特性和低截獲（LPI）特性[1]。但是TDCS的基函數類似于正交頻分復用（OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing），因此TDCS也同樣存在峰均功率比的問題[2]。

1 TDCS基函數生成算法

TDCS基函數生成算法由基函數幅值算法和偽隨機相位算法兩部分構成，決定了基函數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、門限剔除、偽隨機相位生成、譜形成幾部分組成。

TDCS基函數的時域形式如下：

從上式可知，TDCS基函數于OFDM類似，在時域上由多個子載波疊加而成。當多個子載波一致性較高時，在某一時刻，可能疊加出較高的信號幅度，此時的瞬時功率遠大于平均功率，因此TDCS也同樣存在峰均功率比的問題。

2 TDCS峰均功率比與子載波個數的關系

峰均功率比可以衡量TDCS信號包絡的恒定性，峰均比越小，則TDCS包絡的恒定性越好。下式表示了TDCS基函數信號的平均包絡功率，可以看出TDCS的峰均比及基函數的峰均比。

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

TDCS信號的峰均比見下式：

基函數的峰均功率比在不同子載波個數N的情況仿真圖見圖2，子載波個數N與PARP關系仿真見圖2。

圖1 子載波功率與平均功率比

圖2 子載波個數N與PARP關系

TDCS子載波個數，即基函數長度較短時，PARP較低，隨著子載波個數的增多，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，PARP基本隨N的增加呈現線性增加趨勢；當N＞512時，PARP隨N的增加急劇增加，增加趨勢呈指數性。

子載波個數N與基函數自相關性仿真見圖3。

由圖3可以看出隨著子載波個數的增多，基函數的自相關峰值變的更加尖銳，基函數的自相關性越好，相關解調的正確率越高。

當子載波個數N≥512時，基函數自相關性差別不大。

圖3 基函數自相關性與子載波個數仿真

3 結論

TDCS子載波個數，即基函數長度較短時，PARP較低，隨著子載波個數的增多，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，PARP基本隨N的增加呈現線性增加趨勢；當N＞512時，PARP隨N的增加急劇增加，增加趨勢呈指數性。

隨著子載波個數的增多，基函數的自相關峰值變的更加尖銳，基函數的自相關性越好，相關解調的正確率越高。但當N≥512時，基函數自相關性差別不大。