[發明專利]一種衛星移動通信系統中的干擾測向方法

在審

• 申請號: 202110311636.8
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113075613A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 張源;楊麗
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01S3/16
• 分類號: G01S3/16;G01S19/21;G01S19/42
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 任志艷

本發明公開了一種衛星移動通信系統中的干擾測向方法，首先構成衛星側均勻矩陣陣列接收信號空間的一組正交基；然后將陣列接收信號和授權用戶發射信號的導向矢量分別投影到各個正交基向量上，選取投影值較大的基向量，從與接收信號相關的基向量中去掉與授權信號相關的基向量，得到干擾信號對應的基向量，可以確定干擾信號的方向范圍；隨后用MVDR算法在該方向范圍內進一步確定干擾信號的具體方向。與現有技術相比，本發明方法沒有求得所有發射信號的方向，只獲取了期望的干擾信號方向，另外本方法先對干擾信號的方向進行了范圍估計，在較小的范圍內用MVDR算法進行譜峰搜索，大大降低了復雜度，由仿真結果表明，也提高了角度的分辨率。

技術領域

本發明屬于衛星移動通信技術領域，特別涉及一種衛星移動通信系統中的干擾測向方法。

背景技術

在5G體制的移動通信系統中，所有接入終端都需要進行鑒權識別用戶真偽，并經授權后用戶才能發起業務傳輸。在衛星移動通信系統的上行鏈路中，地面非授權用戶發射的信號對授權用戶發射信號造成了干擾，干擾使得系統無法正常工作或者降低系統的工作效率，因此為了躲避干擾，需要知道干擾源的準確定位，即干擾信號的來波到達方向估計問題。

干擾信號的方向估計主要有兩類技術：單脈沖測角技術和空間譜估計技術。單脈沖測角技術主要應用于雷達目標探測領域,空間譜估計技術起源于常規波束形成法(Conventional Beamforming,CBF)，該方法是傅里葉譜估計在空域的擴展，陣列的角度分辨力受到瑞利限的限制。Burg和Capon分別通過最大熵法和最小方差法解決了CBF瑞利限問題，Capon提出了最小方差無失真響應(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)波束形成算法，具有很高的空間信號方位分辨能力。R.O.Schmidt提出了多重信號分類算法(Multiple Signal Classfication，MUSIC)，將向量空間概念引入空間譜估計，獲得超高分辨能力的方位估計。R.Roy和T.Kailath提出了旋轉不變參數估計算法(Estimationof Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques，ESPRIT)，揭示了信號子空間和噪聲子空間的旋轉不變性，降低MUSIC算法的運算量。但MVDR算法和MUSIC算法在進行方位搜索時需要巨大的計算量，且這兩種方法同時對入射到陣列的所有信號進行定位，這樣在授權用戶發射信號已知的情況下，重復獲取了授權信號的方向，大大增加了復雜度。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提出一種衛星移動通信系統中的干擾測向方法，在授權用戶的發射信號方向已知的情況下，避免重復獲取授權信號方向，減小計算量。

技術方案：本發明提出了一種衛星移動通信系統中的干擾測向方法，所述方法主要包括：

步驟1、在衛星移動通信系統的上行鏈路中，由DFT變換的系數矩陣的列向量構成接收信號空間的一組正交基，將陣列接收信號用角域表示；并且對接收信號在各正交基向量上進行投影，設定第一閾值，選取大于等于第一閾值的投影長度對應的基向量；本發明中第一閾值大小為4。

步驟2、對授權用戶發射信號的導向矢量在各正交基向量上進行投影，設置設定第二閾值，選取大于等于第二閾值的投影長度對應的基向量；本發明中第二閾值大小為1。

步驟3、從陣列接收信號對應的基向量中去掉授權用戶信號對應的基向量，得到干擾信號對應的基矢量；

步驟4、將所有方向即俯仰角在0到45度之間，方位角在0到360度之間入射到陣列的信號的導向矢量與干擾信號對應的基向量做內積，選取內積值大于內積閾值的信號對應的俯仰角和方位角，從而得到干擾信號對應的方向范圍；本發明中的內積閾值采用0.8。

步驟5、用MVDR波束形成算法對上一步得到的方向范圍進行準確定位，得到干擾信號的俯仰角和方位角；