[發(fā)明專利]基于自適應(yīng)信號波形補(bǔ)償多天線信號合成增強(qiáng)方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910176870.3
• 申請日: 2009-09-23
• 公開（公告）號: CN101651479A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于宏毅;張效義;尹冀鋒;楊珂;萬明康;李鷗;胡赟鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍信息工程大學(xué)
• 主分類號: H04B7/02
• 分類號: H04B7/02;H04B7/185
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 逯長明;張淑賢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及深空測控通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于自適應(yīng)信號波形 補(bǔ)償?shù)亩嗵炀€信號合成增強(qiáng)方法及裝置。

背景技術(shù)

隨著深空探測通信技術(shù)的發(fā)展，人們對外太空的探測則不斷地深入。在 目前的深空探測與通信中，當(dāng)航天器距離地面站較遠(yuǎn)時，接收信號非常微弱， 利用單一天線往往達(dá)不到接收效果。可以考慮利用多天線進(jìn)行信號接收，并 對多個接收信號合成，以提高信號接收質(zhì)量。而利用現(xiàn)有的多個天線以及多 個獨(dú)立的接收機(jī)接收信號，由于接收通道的不一致性，多天線接收信號間存 在載波頻率差異、信號延遲差異和信號初始相位差異等，從而導(dǎo)致多路信號 間存在波形上的差異。同時，由于航天器處于飛行狀態(tài)或者傳輸介質(zhì)的變化， 多路信號間的差異具有一定的時變性，而對信號波形差異的補(bǔ)償精度以及跟 蹤能力是多天線信號合成性能的關(guān)鍵。

在對現(xiàn)有技術(shù)的研究和實(shí)踐過程中，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn) 方式中，并沒有考慮多路信號間存在頻率差的情況，并且在對多路信號的合 成過程中，需要對對多個天線接收到的同一信號之間存在的參數(shù)差異進(jìn)行多 次性估計，并利用估計的結(jié)果對信號進(jìn)行補(bǔ)償，才能使多路信號之間的波形 一致，但是，在多路信號間的差異具有一定的時變性的情況下，并不能對信 號波形差異進(jìn)行很好的跟蹤和補(bǔ)償，從而導(dǎo)致多天線信號合成信號的質(zhì)量較 差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于自適應(yīng)信號波形補(bǔ)償?shù)亩嗵炀€信號合成增強(qiáng) 方法及裝置，對信號波形差異進(jìn)行跟蹤和補(bǔ)償，以提高合成信號的質(zhì)量。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于自適應(yīng)信號波形補(bǔ)償 的多天線信號合成增強(qiáng)方法，所述方法包括：

從接收到的多路信號中選擇一路信號作為參考信號，其余路信號作為輸 入信號；

計算所述參考信號與所述輸入信號進(jìn)行合成時的合成權(quán)值；

對所述輸入信號參照所述參考信號進(jìn)行信號差異自適應(yīng)濾波補(bǔ)償，得到 補(bǔ)償后的輸入信號；

利用所述合成權(quán)值對所述補(bǔ)償后的輸入信號進(jìn)行加權(quán)，得到加權(quán)后的輸 入信號，并將加權(quán)后的輸入信號與所述參考信號進(jìn)行合并，得到合成信號。

優(yōu)選的，所述從接收到的多路信號中選擇一路信號作為參考信號包括：

確定所述接收到的多路信號中每一路信號的信噪比；

選擇信噪比大的一路信號作為參考信號。

優(yōu)選的，設(shè)定所述參考信號的權(quán)值為1，計算所述參考信號與所述輸入信 號進(jìn)行合成時的合成權(quán)值具體包括：

計算所述參考信號和所述輸入信號的純信號功率和噪聲功率；

對所述參考信號和所述輸入信號的純信號功率取開方；

根據(jù)所述參考信號和所述輸入信號的純信號功率的開方和噪聲功率，計 算所述參考信號與所述輸入信號的合成權(quán)值。

優(yōu)選的，所述對所述輸入信號參照所述參考信號進(jìn)行信號差異自適應(yīng)濾 波補(bǔ)償，得到補(bǔ)償后的輸入信號具體包括：

通過信號差異補(bǔ)償自適應(yīng)濾波器，對所述輸入信號參考所述參考信號進(jìn) 行信號差異自適應(yīng)濾波補(bǔ)償，得到補(bǔ)償后的輸入信號，具體包括：

對所述輸入信號進(jìn)行延遲，得到多個延遲信號；

將所述多個延遲信號與對應(yīng)的對個濾波器系數(shù)相乘；

合并相乘的結(jié)果，得到補(bǔ)償后的輸入信號。

優(yōu)選的，所述方法還包括：

計算所述補(bǔ)償后的輸入信號與所述參考信號的信號差異；

根據(jù)所述信號差異和所述輸入信號計算所述對輸入信號進(jìn)行信號差異自 適應(yīng)濾波補(bǔ)償?shù)男盘柌町愌a(bǔ)償自適應(yīng)濾波器的系數(shù)；

根據(jù)所述系數(shù)調(diào)整所述信號差異補(bǔ)償自適應(yīng)濾波器。

優(yōu)選的，所述根據(jù)所述信號差異和所述輸入信號計算所述對輸入信號進(jìn) 行信號差異自適應(yīng)濾波補(bǔ)償?shù)男盘柌町愌a(bǔ)償自適應(yīng)濾波器的系數(shù)具體包括：

獲取所述輸入信號延遲后的多個延遲信號；

計算所述信號差異的共軛，并乘以所述信號差異補(bǔ)償自適應(yīng)濾波器的對 應(yīng)步長因子；

將乘積分別與對應(yīng)的所述多個延遲信號相乘；

將所述相乘的結(jié)果與原濾波器系數(shù)相加，得到所述對輸入信號進(jìn)行信號 差異自適應(yīng)濾波補(bǔ)償?shù)牟町愌a(bǔ)償自適應(yīng)濾波器的系數(shù)。

優(yōu)選的，所述信號差異包括：由信號的載波頻率差、信號延遲的時間差 和信號的初始相位差所產(chǎn)生的信號波形差異。