[發明專利]無線電信號干擾源平面空間角度定向系統及方法

在審

• 申請號: 201710922529.2
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107728103A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 鄭名洋;鄧力;李書芳;張貫京;葛新科;張紅治
• 申請（專利權）人: 深圳市景程信息科技有限公司
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無線電信號干擾源排查的技術領域，尤其涉及一種無線電信號干擾源平面空間角度定向系統及方法。

背景技術

隨著通信技術的突飛猛進，無線通信產品和設備的使用越來越廣泛。依賴度也越來越高。但同時也帶來了無線電信號相互干擾、頻段使用不規范的各種問題。因此，需對無線電信號干擾源進行排查，而無線電信號干擾源排查需排查出無線電信號干擾源的具體位置“空間譜”表示無線電信號在空間各方向上的能量分布。因此，如果能得到無線電信號的“空間譜”，就能得到信號的波達方向(DOA)，即獲得信號接收天線相對于無線電信號干擾源的角度，可以定位無線電干擾源的位置

發明內容

為克服上述技術缺陷，本發明提供一種無線電信號干擾源平面空間角度定向系統及方法，旨在解決無法準確獲得信號接收天線相對于無線電信號干擾源的角度的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種無線電信號干擾源平面空間角度定向系統，包括USRP設備和干擾源平面空間角度定向裝置，所述USRP設備包括信號接收天線，所述干擾源平面空間角度定向裝置安裝有Labview平臺軟件，所述干擾源平面空間角度定向裝置通過通信網絡連接USRP設備：

所述USRP設備用于收集無線電信號干擾源的兩路無線電信號，以及將所述兩路無線電信號轉換為IQ調制信號；

所述干擾源平面空間角度定向裝置用于利用Labview平臺軟件從所述兩路IQ調制信號中采集陣列快拍數據；

所述干擾源平面空間角度定向裝置還用于利用MUSIC算法處理所述快拍數據陣列獲得無線電信號干擾源的無線電信號的空間譜函數P_MUSIC；

所述干擾源平面空間角度定向裝置還用于利用Labview平臺軟件繪制MUSIC算法空間譜函數P_MUSIC的空間譜圖，在P_MUSIC的空間譜圖中搜索無線電信號產生的頻率極值，該頻率極值在空間譜圖橫坐標對應的位置即為信號接收天線相對于無線電信號干擾源的角度。

優選的，所述USRP設備通過兩個接收天線接收無線電信號干擾源的無線電信號。

優選的，所述陣列快拍數據包括由Labview平臺軟件同時從所述兩路IQ調制信號中采集的數據。

優選的，所述干擾源平面空間角度定向裝置還用于利用MUSIC算法處理所述快拍數據陣列獲得無線電信號干擾源的無線電信號的空間譜函數P_MUSIC的方式為：

利用信號接收天線采集的無線電信號構建一個陣列快拍數據協方差矩陣R，該陣列快拍數據協方差矩陣定義為如下(1)式：

其中(1)式中的R_s＝E[s(t)s^H(t)]為信號協方差矩陣，I為單位矩陣，為噪聲方差，A為信號對應的方向矩陣，A^H為A的轉置共軛矩陣，X(t)為所有信號(包括有效信號和噪聲)IQ矩陣，s(t)為有效信號矩陣，X^H(t)為X(t)的轉置共軛矩陣，s^H(t)為s(t)的轉置共軛矩陣；

對R協方差矩陣進行特征分解得到如下(2)式：

其中(2)式中的λ_i代表特征值，Λ_S＝diag[λ₁,λ₂,…,λ_N]是N個大特征值構成的對角陣，Λ_n＝diag[λ_N+1,λ_N+2,…,λ_M]是由M-N個小特征值構成的對角陣，U_S＝[e₁,e₂,…,e_n]是由N個大特征值對應的特征向量組成的信號子空間，U_n＝[e_N+1,e_N+2,…,e_M]是由M-N個小特征值對應的特征向量組成的噪聲子空間，U_S^H為U_S的轉置共軛矩陣；

利用信號R協方差矩陣的最大似然估計值來代替理論值，得到R協方差矩陣的最大似然估計值表示如下(3)式：

其中(3)式中的L為快拍數，X(i)為第i時刻陣列采樣數據向量，X^H(i)為X(i)的轉置共軛矩陣；