[發(fā)明專利]一種多波束衛(wèi)星干擾抑制方法、存儲介質(zhì)及計算設(shè)備

有效

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• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112543047B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范建存;羅杰;劉洪吉;劉澤宇;羅新民;張瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04B7/0408
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種多波束衛(wèi)星干擾抑制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、多波束衛(wèi)星接收端的M個接收天線接收連續(xù)感知數(shù)據(jù)，經(jīng)濾波采樣后，在第k個節(jié)拍，用M維的列向量表示接收信號；

S2、根據(jù)步驟S1獲得的接收信號確定接收信號的協(xié)方差矩陣；

S3、對步驟S1獲得的接收信號進行陣列信號處理，通過最大化信干噪比準則計算最優(yōu)的波束形成矢量，根據(jù)角度互易性原理估計期望信號的導向矢量；

S4、根據(jù)所有可能方向上的空間譜分布和步驟S2得到的接收信號協(xié)方差矩陣，利用Capon空間譜估計器重構(gòu)干擾加噪聲的協(xié)方差矩陣；

S5、利用基于最差情況性能優(yōu)化的波束形成準則，對步驟S3估計出的期望信號導向矢量和步驟S4重構(gòu)的干擾加噪聲的協(xié)方差矩陣進行修正，使用修正后的波束形成矢量對接收數(shù)據(jù)進行處理，完成干擾抑制；

當期望信號與干擾信號的到達角間隔大于波束寬度時，做如下近似，設(shè)干擾信號的數(shù)目等于1，當只有一個干擾源時，用特征分解形式表示同時用陣列信號形式表示聯(lián)合的兩種表示形式進行修正，聯(lián)合的兩種表示形式得到如下：

其中，i＝1,2，γ₁為干擾信號的特征值，γ₂為噪聲信號的特征值，和分別表示期望信號、第i個干擾信號和噪聲的功率，γ_i為重構(gòu)后協(xié)方差矩陣的特征值，為期望信號的導向矢量，e_i為重構(gòu)后協(xié)方差矩陣對應(yīng)的特征向量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中，接收信號x(k)具體為：

s₀(k)、s_i(k)和n(k)分別表示相互統(tǒng)計獨立的期望信號、干擾和噪聲，a₀為期望信號假定先驗已知的導向矢量，P為干擾信號個數(shù)，a_i為第i個信號或干擾的導向矢量，具體為：

其中，λ為電磁波長，j為復數(shù)標志，d為接收天線間距，為實際信號到達角。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中，用K個快照的樣本協(xié)方差矩陣替代接收信號的協(xié)方差矩陣R，具體為：

其中，x(k)為第k個節(jié)拍的觀測值，(·)^H為共軛轉(zhuǎn)置操作。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，期望信號的導向矢量為：

其中，λ為電磁波長，j為復數(shù)標志，d為接收天線間距，w₀為已知的波束中間角。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，最優(yōu)的波束形成矢量w_opt如下：

其中，R_in是實際的干擾加噪聲的協(xié)方差矩陣，a₀是期望信號假定先驗已知的導向矢量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4中，干擾加噪聲的協(xié)方差矩陣為：

其中，γ_i和e_i分別是重構(gòu)后協(xié)方差矩陣的特征值和對應(yīng)的特征向量，且特征值是按降序排列的E_I＝[e₁,...,e_P]和E_N＝[e_P+1,...,e_M]分別表示干擾子空間和噪聲子空間，P為干擾信號個數(shù)。

7.一種存儲一個或多個程序的計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述一個或多個程序包括指令，所述指令當由計算設(shè)備執(zhí)行時，使得所述計算設(shè)備執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的方法中的任一方法。

8.一種計算設(shè)備，其特征在于，包括：

一個或多個處理器、存儲器及一個或多個程序，其中一個或多個程序存儲在所述存儲器中并被配置為所述一個或多個處理器執(zhí)行，所述一個或多個程序包括用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的方法中的任一方法的指令。