[發明專利]一種基于導航接收機的空時自適應抗干擾方法

有效

• 申請號: 201610008718.4
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105676234B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 劉高高;鮑丹;武斌;秦國棟;蔡晶晶
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種基于導航接收機的空時自適應抗干擾方法，其特征在于：其包括以下步驟：

1)陣列天線接收導航信號后首先經過射頻模塊變為模擬中頻信號，然后將模擬中頻信號送至ADC模數采樣進入FPGA，得到M維數字信號x(n)＝[x₁,x₂,...,x_M]^T＝As(n)+v(n)，其中M為天線數目，A＝[a(θ₁),a(θ₂),...,a(θ_M)]為接收陣列的天線方向矢量，s(n)為接收到的導航信號，v(n)為系統的白噪聲；

2)將x(n)正交下變頻低通濾波，得到正交的兩路數字基帶信號I(n)和Q(n)；

3)數字基帶信號I(n)分成兩路，數字基帶信號Q(n)分成兩路，一路信號根據DSP的指令傳送至DSP端計算自適應權值，一路信號則進行空時自適應濾波；

4)采用數字信號處理芯片C6678進行數據處理，0核從FPGA讀取數據并使用相關相減多級維納算法計算權值，同時1核則使用MDL準則計算干擾信號數量，根據干擾信號數量調整多級維納濾波中的降維次數；

5)接收計算得出的自適應權值，與經過P階延遲的M路信號空時自適應濾波；

6)濾除干擾后的信號上變頻，數模轉換，在射頻輸出模擬導航信號。

2.根據權利要求1所述的一種基于導航接收機的空時自適應抗干擾方法，其特征在于：所述步驟1)中使用M個天線陣列組成均勻圓陣接收信號，首先在模擬端使用射頻模塊變頻至模擬中頻信號，然后經過模數轉換芯片變為數字中頻信號。

3.根據權利要求1所述的一種基于導航接收機的空時自適應抗干擾方法，其特征在于：所述步驟2)中進入FPGA的數字中頻信號數字正交下變頻，變為正交的兩路基帶信號。

4.根據權利要求1所述的一種基于導航接收機的空時自適應抗干擾方法，其特征在于：所述步驟3)具體為：數字基帶數據I(n)和Q(n)分成兩路，一路I、Q信號送至DSP，另一路I、Q信號分別作P階延遲，然后與自適應權值相乘，完成干擾濾波，輸出為：

其中y_I、y_Q分別為I、Q路的輸出，w_{opt_I}、w_{opt_Q}分別為對應支路的自適應權值。

5.根據權利要求1所述的一種基于導航接收機的空時自適應抗干擾方法，其特征在于：所述步驟4)中述的相關相減多級維納濾波算法為：

前向迭代初始化：

d₀(n)＝S^HX(n) X₀(n)＝X(n)-Sd₀(n)

前向迭代

d_i(n)＝h_i(n)X_i-1(n)

X_i(n)＝X_i-1(n)-h_i(n)d_i(n)

其中，i＝1,2,3,…,D；

后向迭代初始化

e_D(n)＝d_D(n)

后向迭代

e_j-1(n)＝d_j-1(n)-w_je_j(n)

其中，i＝D,D-1,…,3,2,1；

權向量初始化

w_p＝1

權向量迭代計算

w_i＝w_p

令T_MWF＝[S,h₁,…,h_D],W_T＝[1,W₁,…,W_D]^T,則W_MWF＝T_MWFW_T

其中，d₀是需要逼近的期望響應初始信號，X(n)表示輸入信號矩陣,即X(n)＝[x(n),x(n-1),…,x(n-M)]^T,S＝[1,0,…,0]^T為約束矢量,上標H表示共軛轉置，d_i(n)表示需要逼近的期望響應信號,M為濾波器階數,X₀(n)表示輸入的觀測數據向量,D為迭代次數,h_i為歸一化的互相關向量,表示輸入信號X(n)與期望信號d_i(n)的互相關向量，*表示共軛轉置，e_i(n)表示濾波器輸出的估計誤差，w_i、w_p、T_MWF和W_T均表示計算過程的中間值，W_MWF表示最終計算出的最優權向量；

MDL準則計算干擾信號數量為：

其中n＝0,...,M-1,Λ(n)為似然函數：

其中，λ_i為M路數據的特征值，從大到小排列；將計算出的干擾數量發核間中斷信息傳送給0核；

DSP讀取到數據后分成相同的兩份存儲到共享緩存區，一份用于0核的權值運算，一份用于1核的干擾數量估計；干擾數量通過發核間中斷的方式發送到0核，當沒有干擾時，多級維納濾波降維次數為7；當有一個寬帶干擾時，降維次數為5；當有兩個寬帶干擾時，降維次數為7；三個寬帶干擾時，降維次數為9。