[發(fā)明專利]一種基于空時(shí)自適應(yīng)抗干擾算法的信號(hào)處理方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210297545.8
• 申請(qǐng)日: 2022-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN114384559B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊林;張龍;楊峰;馬琳茹;孟漣肖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 軍事科學(xué)院系統(tǒng)工程研究院網(wǎng)絡(luò)信息研究所
• 主分類號(hào): G01S19/21
• 分類號(hào): G01S19/21;G01S19/37
• 代理公司: 中國(guó)和平利用軍工技術(shù)協(xié)會(huì)專利中心 11215
• 代理人: 周玄

本發(fā)明提出一種基于空時(shí)自適應(yīng)抗干擾算法的信號(hào)處理方法和系統(tǒng)。方法包括：獲取多元天線陣輸出的用于導(dǎo)航定位的射頻信號(hào)，利用模擬下變頻模塊的多通道射頻前端對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，從而得到模擬中頻信號(hào)，并將模擬中頻信號(hào)發(fā)送至自適應(yīng)抗干擾處理器；自適應(yīng)抗干擾處理器對(duì)接收到的模擬中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換以獲取數(shù)字中頻信號(hào)，基于數(shù)字中頻信號(hào)和本地載波正交兩路信號(hào)來(lái)生成無(wú)失真基帶信號(hào)，并進(jìn)一步估計(jì)無(wú)失真基帶信號(hào)的復(fù)共軛對(duì)稱的協(xié)方差矩陣；自適應(yīng)抗干擾處理器基于復(fù)共軛對(duì)稱的協(xié)方差矩陣求解用于過濾干擾噪聲的最優(yōu)權(quán)重系數(shù)，將最優(yōu)權(quán)重系數(shù)與無(wú)失真基帶信號(hào)的實(shí)部做內(nèi)積運(yùn)算，以獲取經(jīng)干擾抑制的輸出信號(hào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于空時(shí)自適應(yīng)抗干擾算法的信號(hào)處理方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

空時(shí)自適應(yīng)處理是一種空域與時(shí)域二維聯(lián)合處理的去除衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)中的有意或無(wú)意干擾的有效方式。

在高動(dòng)態(tài)復(fù)雜多變環(huán)境的環(huán)境下，傳統(tǒng)的空時(shí)自適應(yīng)算法中對(duì)協(xié)方差矩陣直接求逆的運(yùn)算復(fù)雜度大、效率較低，難以保證自適應(yīng)權(quán)矢量的計(jì)算速度。近年空時(shí)自適應(yīng)算法在運(yùn)算速度上的改進(jìn)方向主要集中在降維、降秩方面，通過降低系統(tǒng)自由度來(lái)加快低訓(xùn)練快拍下的收斂性。雖然這些方法在快拍支持有限的情況下顯著提高了濾波器雜波抑制和目標(biāo)檢測(cè)的性能，但自適應(yīng)權(quán)矢量高計(jì)算復(fù)雜度仍然是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)抗干擾接收機(jī)的一個(gè)待解決問題。

傳統(tǒng)空時(shí)自適應(yīng)抗干擾算法大多采用直接求逆的功率倒置算法，且不能實(shí)時(shí)、快速的對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行捕獲跟蹤與定位解算。傳統(tǒng)的空時(shí)自適應(yīng)算法中對(duì)協(xié)方差矩陣直接求逆的運(yùn)算復(fù)雜度大、效率較低，難以保證自適應(yīng)權(quán)矢量的計(jì)算速度。且大多采用直接求逆的功率倒置算法，且不能實(shí)時(shí)、快速的對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行捕獲跟蹤與定位解算。

近年空時(shí)自適應(yīng)算法在運(yùn)算速度上的改進(jìn)方向主要集中在降維、降秩方面，通過降低系統(tǒng)自由度來(lái)加快低訓(xùn)練快拍下的收斂性。雖然這些方法在快拍支持有限的情況下顯著提高了濾波器雜波抑制和目標(biāo)檢測(cè)的性能，但自適應(yīng)權(quán)矢量高計(jì)算復(fù)雜度仍然是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)抗干擾接收機(jī)的一個(gè)待解決問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于空時(shí)自適應(yīng)抗干擾算法的信號(hào)處理方案；該方案通過基于GPU的批處理方法，對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊抗干擾處理，并對(duì)信號(hào)協(xié)方差矩陣進(jìn)行Cholesky分解，以計(jì)算功率倒置算法(PI)的最優(yōu)權(quán)系數(shù)，降低資源消耗，增強(qiáng)算法的實(shí)時(shí)性。

本發(fā)明第一方面公開了一種基于空時(shí)自適應(yīng)抗干擾算法的信號(hào)處理方法。所述方法包括：

步驟S1、獲取多元天線陣輸出的用于導(dǎo)航定位的射頻信號(hào)，利用模擬下變頻模塊的多通道射頻前端對(duì)所述射頻信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，從而得到模擬中頻信號(hào)，并將所述模擬中頻信號(hào)發(fā)送至自適應(yīng)抗干擾處理器；

步驟S2、所述自適應(yīng)抗干擾處理器對(duì)接收到的所述模擬中頻信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換以獲取數(shù)字中頻信號(hào)，基于數(shù)字中頻信號(hào)和本地載波正交兩路信號(hào)來(lái)生成無(wú)失真基帶信號(hào)，并進(jìn)一步估計(jì)所述無(wú)失真基帶信號(hào)的復(fù)共軛對(duì)稱的協(xié)方差矩陣；

其中，所述多元天線陣輸出的用于導(dǎo)航定位的射頻信號(hào)中包含干擾噪聲，所述干擾噪聲分布在所述復(fù)共軛對(duì)稱的協(xié)方差矩陣包含的下三角矩陣、上三角矩陣和實(shí)對(duì)角矩陣中；

步驟S3、所述自適應(yīng)抗干擾處理器基于所述復(fù)共軛對(duì)稱的協(xié)方差矩陣求解用于過濾所述干擾噪聲的最優(yōu)權(quán)重系數(shù)，將所述最優(yōu)權(quán)重系數(shù)與所述無(wú)失真基帶信號(hào)的實(shí)部做內(nèi)積運(yùn)算，以獲取經(jīng)干擾抑制的輸出信號(hào)；

步驟S4、所述自適應(yīng)抗干擾處理器對(duì)所述經(jīng)干擾抑制的輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換以獲取經(jīng)干擾抑制的模擬中頻信號(hào)，進(jìn)一步經(jīng)上變頻處理后得到經(jīng)干擾抑制的射頻信號(hào)，并將所述經(jīng)干擾抑制的射頻信號(hào)發(fā)送至傳統(tǒng)接收機(jī)。