[發明專利]面向高速跳頻通信的欠采樣裝置及時敏抗干擾方法

在審

• 申請號: 202010779501.X
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111786698A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 劉長劍;楊飛;賀江;王連杰;向榮;溫黔偉
• 申請（專利權）人: 成都盟升科技有限公司
• 主分類號: H04B1/7097
• 分類號: H04B1/7097
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 許馳

1.面向高速跳頻通信的信號欠采樣裝置，其特征在于，包括：

至少兩組信號接收模塊，每組信號接收模塊包括接收天線陣元、射頻通道和欠采樣組件，天線陣元用于接收通信信號和干擾，射頻通道用于放大信號和限制帶外噪聲及干擾，欠采樣組件用于采集寬帶中頻信號，欠采樣組件的采樣速率低于奈奎斯特采樣速率，接收天線陣元的信號輸出端與射頻通道的信號輸入端連接，射頻通道的信號輸出端與欠采樣組件的信號輸入端連接；

至少兩個用于產生采樣時鐘的鎖相環，每個鎖相環產生的采樣時鐘各不相同；

至少兩個用于控制多個欠采樣組件的采樣時鐘的射頻開關，射頻開關為單刀雙擲開關，每個射頻開關的第一支路與其中一個鎖相環連接，一個射頻開關的第二支路與一個鎖相環連接，一個射頻開關的公共端與一個欠采樣組件的連接。

2.根據權利要求1所述的面向高速跳頻通信的信號欠采樣裝置，其特征在于，每個欠采樣組件包括用于選擇窄帶帶通模式或寬帶低通模式的選擇器、采樣保持器和模數轉換器，采樣保持器用于提升模數轉換器的模擬輸入帶寬，模數轉換器用于將寬帶模擬信號轉換為數字信號，選擇器的信號輸出端與采樣保持器的信號輸入端連接，采樣保持器的信號輸出端與模數轉換器的信號輸入端連接，射頻開關的公共端與采樣保持器和模數轉換器的采樣時鐘引腳連接，若處于寬帶頻譜感知時隙，選擇器選擇接通寬帶低通模式，否則選擇器選擇接通窄帶帶通模式。

3.根據權利要求1或2所述的面向高速跳頻通信的信號欠采樣裝置，其特征在于，每個鎖相環產生的采樣時鐘互質。

4.面向高速跳頻通信的時敏抗干擾方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將信號欠采樣裝置中各模數轉換器的采樣率設置為f_si，i＝{1,2,...,M}，采集含有干擾的寬帶信號R(t)，獲得M路欠采樣數據流；

S2、基于欠采樣的寬帶頻譜感知，對欠采樣數據流進行分析與處理，獲得干擾在整個跳頻頻率范圍內的全部信息；

S3、根據提前產生的跳頻序列和干擾在整個跳頻頻率范圍內的全部信息判斷下一跳頻子信道是否存在干擾，若存在，則進入S4，若不存在，則進入S6；

S4、根據干擾在整個跳頻頻率范圍內的全部信息確定LMS抗干擾算法的初始加權值；

S5、根據初始化加權值實施LMS算法；

S6、輸出抗干擾處理后的通信信號。

5.根據權利要求4所述的面向高速跳頻通信的時敏抗干擾方法，其特征在于，在S2中包括：

S21、使用平均周期圖法估計欠采樣數據的功率譜f_i＝i×f_s/N，i＝{1,2,…,N}，l＝1,2,...,M，N是采樣點數量，并對它進行周期性延拓得到1≤m≤L_l，L_l是延拓的數量；

S22、采用平滑濾波器對PE_l(f_j+m×f_sl)進行平滑處理得到PS_l(f_j+m×f_sl)＝PE_l(f_j+m×f_sl)*h(k)，1≤k≤Z，其中*是卷積符號，Z是濾波器的抽頭數量，h(k)是平滑濾波器的沖激響應；

S23、將平滑后的功率譜PS_l(f_j+m×f_sl)與閾值比較可以得到在各個頻點的二元檢測結果PB_l(f_j+m×f_sl)＝PS_l(f_j+m×f_sl)≥γ，γ是比較閾值，“1”代表該頻點存在干擾，“0”代表該頻點不存在干擾；

S24、通過比較M組二元檢測結果PS(f_j)＝PB₁(f_j)PB₂(f_j)…PB_M(f_j)，其中是邏輯與操作符，可以獲得干擾在整個跳頻范圍內的信息。

6.根據權利要求4或5所述的面向高速跳頻通信的時敏抗干擾方法，其特征在于，在S4中從整個跳頻范圍的干擾信息PS(f_j)可以獲得跳頻子信道的干擾信息PS_ch(f_j)＝PS(f_j+f_o)，其中f_o是跳頻子信道對應的頻率位置偏移，LMS抗干擾算法的初始加權值可以由PS_ch(f_j)計算得到w_ini(n)＝IFFT(PS_ch(f_j))，IFFT(·)是逆傅里葉變換操作。