[發(fā)明專利]面向高速跳頻通信的欠采樣裝置及時(shí)敏抗干擾方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010779501.X
• 申請(qǐng)日: 2020-08-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111786698A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉長(zhǎng)劍;楊飛;賀江;王連杰;向榮;溫黔偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都盟升科技有限公司
• 主分類號(hào): H04B1/7097
• 分類號(hào): H04B1/7097
• 代理公司: 北京天奇智新知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 許馳

本發(fā)明公開(kāi)了面向高速跳頻通信的信號(hào)欠采樣裝置及時(shí)敏抗干擾方法，涉及通信領(lǐng)域，信號(hào)欠采樣裝置包括信號(hào)接收模塊、鎖相環(huán)和射頻開(kāi)關(guān)，方法包括S1采集含有干擾的寬帶信號(hào)，獲得欠采樣數(shù)據(jù)流；S2對(duì)欠采樣數(shù)據(jù)流處理，獲得干擾的全部信息，S3根據(jù)提前產(chǎn)生的跳頻序列和干擾的全部信息判斷下一跳頻子信道是否存在干擾，存在進(jìn)入S4，反之進(jìn)入S6，S4確定初始加權(quán)值；S5實(shí)施LMS算法，S6輸出抗干擾處理后的通信信號(hào)；通過(guò)射頻開(kāi)關(guān)連接設(shè)計(jì)確保采樣時(shí)鐘相位一致；每個(gè)采樣時(shí)鐘互質(zhì)確保準(zhǔn)確重構(gòu)寬帶中頻信號(hào)的頻譜；且時(shí)敏抗干擾方法可以估計(jì)整個(gè)跳頻頻率范圍內(nèi)的干擾信息，為后續(xù)抗干擾處理提供先驗(yàn)信息，在對(duì)性能無(wú)影響情況下加速了抗干擾算法的收斂速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及面向高速跳頻通信的欠采樣裝置及時(shí)敏抗干擾方法。

背景技術(shù)

對(duì)于窄帶通信系統(tǒng)主要面對(duì)的干擾類型可分為有意干擾和無(wú)意干擾。針對(duì)無(wú)意干擾，一般是弱能量非持續(xù)性干擾，通過(guò)擴(kuò)頻、跳頻等傳統(tǒng)通信技術(shù)即可有效抑制干擾，實(shí)現(xiàn)無(wú)意干擾環(huán)境下的正常通信；針對(duì)有意干擾，一般是高能量持續(xù)性干擾，此時(shí)傳統(tǒng)的擴(kuò)頻、跳頻技術(shù)難以有效抑制強(qiáng)干擾，需要采用專用抗干擾技術(shù)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行干擾預(yù)處理，以保證系統(tǒng)正常通信，現(xiàn)有的頻域窄帶干擾抑制算法處理延遲大，難以滿足高速跳頻駐留時(shí)間短、對(duì)收斂速度要求高的要求；現(xiàn)有的預(yù)測(cè)濾波干擾抑制算法對(duì)單音干擾收斂速度快，但對(duì)多窄帶干擾收斂速度慢，也難以滿足駐留時(shí)間短的高速跳頻對(duì)收斂速度要求高的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問(wèn)題設(shè)計(jì)了面向高速跳頻通信的欠采樣裝置及時(shí)敏抗干擾方法。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：

面向高速跳頻通信的信號(hào)欠采樣裝置，包括：

至少兩組信號(hào)接收模塊，每組信號(hào)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(hào)和干擾，射頻通道用于放大信號(hào)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(hào)，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(hào)輸出端與射頻通道的信號(hào)輸入端連接，射頻通道的信號(hào)輸出端與欠采樣組件的信號(hào)輸入端連接；

至少兩個(gè)用于產(chǎn)生采樣時(shí)鐘的鎖相環(huán)，每個(gè)鎖相環(huán)產(chǎn)生的采樣時(shí)鐘各不相同；

至少兩個(gè)用于控制多個(gè)欠采樣組件的采樣時(shí)鐘的射頻開(kāi)關(guān)，射頻開(kāi)關(guān)為單刀雙擲開(kāi)關(guān)，每個(gè)射頻開(kāi)關(guān)的第一支路與其中一個(gè)鎖相環(huán)連接，一個(gè)射頻開(kāi)關(guān)的第二支路與一個(gè)鎖相環(huán)連接，一個(gè)射頻開(kāi)關(guān)的公共端與一個(gè)欠采樣組件的連接。

進(jìn)一步地，每個(gè)欠采樣組件包括用于選擇窄帶帶通模式或?qū)拵У屯Ｊ降倪x擇器、采樣保持器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采樣保持器用于提升模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模擬輸入帶寬，模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將寬帶模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，選擇器的信號(hào)輸出端與采樣保持器的信號(hào)輸入端連接，采樣保持器的信號(hào)輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端連接，射頻開(kāi)關(guān)的公共端與采樣保持器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣時(shí)鐘引腳連接，若處于寬帶頻譜感知時(shí)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。

進(jìn)一步地，每個(gè)鎖相環(huán)產(chǎn)生的采樣時(shí)鐘互質(zhì)。

面向高速跳頻通信的時(shí)敏抗干擾方法，包括以下步驟：

S1、將信號(hào)欠采樣裝置中各模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣率設(shè)置為f_si，i＝{1,2,...,M}，采集含有干擾的寬帶信號(hào)R(t)，獲得M路欠采樣數(shù)據(jù)流；

S2、基于欠采樣的寬帶頻譜感知，對(duì)欠采樣數(shù)據(jù)流進(jìn)行分析與處理，獲得干擾在整個(gè)跳頻頻率范圍內(nèi)的全部信息；

S3、根據(jù)提前產(chǎn)生的跳頻序列和干擾在整個(gè)跳頻頻率范圍內(nèi)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(jìn)入S4，若不存在，則進(jìn)入S6；

S4、根據(jù)干擾在整個(gè)跳頻頻率范圍內(nèi)的全部信息確定LMS抗干擾算法的初始加權(quán)值；

S5、根據(jù)初始化加權(quán)值實(shí)施LMS算法；