一种信号的干扰对消方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种信号的干扰对消方法及系统，所述方法包括以下步骤：S1：计算两组回波信号样本之间的信号延迟差，并基于该信号延迟差对其中一组回波信号样本进行校正，以获得时间同步的回波信号样本；S2：对校正后的回波信号样本进行多组延迟处理，并计算该多组延迟信号样本的采样相关矩阵，以及该多组延迟信号样本与未被校正的回波信号样本之间的相关矢量；S3：构建横向滤波器，并基于采样相关矩阵和相关矢量，获得横向滤波器的预先权重的矢量；S4：利用预先权重的矢量求解横向滤波器的权重以及干扰对消后的回波信号样本。本发明专利技术能够消除干扰信号，提高信号的精度和准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗健康器械和雷达
，尤其涉及一种信号的干扰对消方法及系统。
技术介绍
人体生命参数测量雷达通过非接触式雷达发射接收电磁波的形式对人体目标的微动信号和微多普勒信号进行探测和处理，实现呼吸、心跳、步态等人体生命参数的测量，达到临床监护和家庭健康监护的目的。实际情况中，不同于理想的微波暗室，使用人体生命参数测量雷达的监护场所常常处于复杂的电磁环境中，例如，在特定的工作频段内，人体生命参数测量雷达可能面临来自大功率室内WIFI、GPRS、3G/4G、GPS以及其他标准的或非标的微波源所辐射的电磁波的干扰，这些干扰信号易将本就微弱的人体目标生命参数回波信号掩盖或造成回波的扰动，造成测量不精确或无法测量的结果。
技术实现思路
本专利技术提供了一种能够消除环境中电磁波的干扰，而提高测量信号的精度的信号的干扰对消方法及系统。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：一种信号的干扰对消方法，所述方法通过对两个雷达接收到的对于同一发射信号的回波信号样本进行处理，以获取干扰对消后的回波信号，所述方法包括以下步骤：S1：计算两组所述回波信号样本之间的信号延迟差，并基于该信号延迟差对其中一组回波信号样本进行校正，以获得时间同步的回波信号样本；S2：对所述校正后的回波信号样本进行多组延迟处理，并计算该多组延迟信号样本的采样相关矩阵，以及该多组延迟信号样本与未被校正的回波信号样本之间的相关矢量；S3：构建横向滤波器，并基于所述采样相关矩阵和所述相关矢量，获得所述横向滤波器的预先权重的矢量；S4：利用所述预先权重的矢量求解所述横向滤波器的权重以及干扰对消后的回波信号样本。作为优选，所述步骤S1之前还包括步骤S0：分别对两个所述雷达同时接收到的回波信号进行正交解调，并将解调后的信号作为两组回波信号样本。作为优选，所述步骤S1包括：S11：通过获取两组所述回波信号样本的互相关函数的最大值，获取两组回波信号样本的所述时间延迟；S12：按照所计算出的时间延迟的值，对其中一组所述回波信号样本进行圆移操作，以对该回波信号样本进行校正，同时同步两组回波信号样本。作为优选，所述步骤S2包括：S21：按照下式计算多组延迟信号样本；u2,i(k)=u2[i+k-(K+1)/2],i=1,2,...,N,k=1,2,...,K,]]>其中，表示延迟信号样本，K表示组数；表示第k组延迟信号样本的第i个样点，N表示样本长度；S22：计算步骤S21中多组信号样本的采样相关矩阵，其中所述采样相关矩阵中的第k行第l列的元素为bkl^=15KΣi=15Ku2,i(k)u2,i(l)*,k=1,2,...,K,l=1,2,...,K,]]>其中，*表示共轭算子，表示采样相关矩阵；S23：计算该多组所述延迟信号样本与未经校正的回波信号样本的相关矢量，其中相关矢量中第k个元素为dk^=15KΣi=15Ku2,i(k)u1,i*,k=1,2,...,K,]]>其中，u1,i＝s1[i]，s1[i]表示未经校正的回波信号样本；表示第k个元素。作为优选，所述步骤S3中，根据求解方程组获得所述横向滤波器的权重以及干扰对消后的回波信号样本；其中，表示所述采样相关矩阵，表示所述相关矢量，W0表示预先权重的矢量。作为优选，所述步骤S4为将所述横向滤波器的预先权重的矢量作为初值，利用最速梯度下降法求解所述横向滤波器的权重以及干扰对消后的回波信号样本。作为优选，所述步骤S5中通过下式求解所述横向滤波器的权重以及干扰对消后的回波信号样本；ui(out)=u1,i-Σk=1Kwik*u2,i(k),w(i+1)k=wik+μu2,i(k)ui(out)*,i=1,2,...,N]]>其中，表示干扰对消后的回波信号样本的第i个样点，wik表示第i次迭代时横向滤波器第k个通道的估计值，u1,i＝s1[i]表示干扰对消前的回波信号样本的第i个样点，表示所述步骤3中多组盐池信号样本中第k组延迟信号样本的第i个样点，N表示样本长度，μ表示步进参数。作为优选，所述延迟信号样本的组数为3或5。另外，本专利技术还提供了一种信号的干扰对消系统，其应用如上所述的信号的干扰对消方法，所述干扰对消系统包括：第一雷达，其配置为接收和发送信号；第二雷达，其配置为接收信号；数据处理模块，其配置为基于所述第一雷达和第二雷达同时接收到的关于所述第一雷达发送的信号的回波信号样本，获取干扰对消后的回波信号。作为优选，所述数据处理模块进一步包括：校正单元，其用于计算两个所述回波信号样本之间的信号延迟差，并基于所述信号延迟差对一个回波信号样本进行校正；延迟单元，其配置为对校正后的回波信号样本进行多组的延迟处理，并计算出多组延迟信号样本的采样相关矩阵，以及所述采样相关矩阵和未被校正的回波信号样本之间的相关矢量；干扰对消单元，其配置为构建横向滤波器，并基于所述采样相关矩阵和所述相关矢量，获得所述横向滤波器的预先权重的矢量，并求解所述横向滤波器的权重以及干扰对消后的回波信号样本。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术技术方案可以通过两部人体生命参数测量雷达组成双通道系统，可有效对消去除进入到雷达接收机中的干扰信号，实现人体生命参数的无干扰精确测量；2、本专利技术技术方案的干扰对消方法是自适应在线进行，保证了人体生命参数测量雷达的实时工作能力。附图说明图1为常规生命参数测量雷达系统工作示意图；图2为本专利技术实施例中双通道生命参数测量雷达系统工作示意图；图3为本专利技术实施例中的一种信号的干扰对消方法的原理流程图；图4本专利技术实施例中校正回波信号样本获得同步回波信号的方法的流程图；图5为本专利技术实施例中图3中步骤S2的原理流程图；图6为专利技术实施例中的一种信号的干扰对消系统的原理框图；图7为本专利技术实施例中数据处理模块的原理框图。附图标记说明1-第一雷达 2-第二雷达3-数据处理模块 31-校正单元32-延迟单元 33-干扰对消单元具体实施方式下面，结合附图对本专利技术的具体实施例进行详细的说明，但并不作为本专利技术的限定。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同
的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属
中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。本专利技术实施例提供了一种信号的干扰对消方法，其是基于自适应干扰对消实施的。而且，本专利技术实施例所提供的信号的干扰对消方法能够有效的消除信号传播是收到的干扰，提高了信号的精度。下面，在详细介绍本专利技术的实施方式的细节之前，先简单描述自适应干扰对消的一些概念和原理。图1为常规的生命参数测量雷达系统工作示意图，其中，如图1所示，常规的生命参数测量雷达在存在干扰源且干扰信号从天线主瓣进入雷达接收机时，无法使用有效的方法将干扰滤除，造成信号的严重失真。图2为本专利技术实施例的双通道生命参数测量雷达系统工作示意图，其中如图2所示，使用空间分置的两部生命参数测量雷达组成相参系统，其中一部雷达用作发射-接收站(T/R站)，另一部雷达只作接收站(R站)，利用两个雷达回波中目标信号的弱时空相关性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号的干扰对消方法，其特征在于，所述方法通过对两个雷达接收到的对于同一发射信号的回波信号样本进行处理，以获取干扰对消后的回波信号，所述方法包括以下步骤：S1：计算两组所述回波信号样本之间的信号延迟差，并基于该信号延迟差对其中一组回波信号样本进行校正，以获得时间同步的回波信号样本；S2：对所述校正后的回波信号样本进行多组延迟处理，并计算该多组延迟信号样本的采样相关矩阵，以及该多组延迟信号样本与未被校正的回波信号样本之间的相关矢量；S3：构建横向滤波器，并基于所述采样相关矩阵和所述相关矢量，获得所述横向滤波器的预先权重的矢量；S4：利用所述预先权重的矢量求解所述横向滤波器的权重以及干扰对消后的回波信号样本。

【技术特征摘要】
1.一种信号的干扰对消方法，其特征在于，所述方法通过对两个雷达接收到的对于同一发射信号的回波信号样本进行处理，以获取干扰对消后的回波信号，所述方法包括以下步骤：S1：计算两组所述回波信号样本之间的信号延迟差，并基于该信号延迟差对其中一组回波信号样本进行校正，以获得时间同步的回波信号样本；S2：对所述校正后的回波信号样本进行多组延迟处理，并计算该多组延迟信号样本的采样相关矩阵，以及该多组延迟信号样本与未被校正的回波信号样本之间的相关矢量；S3：构建横向滤波器，并基于所述采样相关矩阵和所述相关矢量，获得所述横向滤波器的预先权重的矢量；S4：利用所述预先权重的矢量求解所述横向滤波器的权重以及干扰对消后的回波信号样本。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括步骤S0：分别对两个所述雷达同时接收到的回波信号进行正交解调，并将解调后的信号作为两组回波信号样本。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S11：通过获取两组所述回波信号样本的互相关函数的最大值，获取两组回波信号样本的所述时间延迟；S12：按照所计算出的时间延迟的值，对其中一组所述回波信号样本进行圆移操作，以对该回波信号样本进行校正，同时同步两组回波信号样本。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S21：按照下式计算多组延迟信号样本；u2,i(k)=u2[i+k-(K+1)/2],i=1,2,...,N,k=1,2,...,K,]]>其中，表示延迟信号样本，K表示组数；表示第k组延迟信号样本的第i个样点，N表示样本长度；S22：计算步骤S21中多组信号样本的采样相关矩阵，其中所述采样相关矩阵中的第k行第l列的元素为其中，*表示共轭算子，表示采样相关矩阵；S23：计算该多组所述延迟信号样本与未经校正的回波信号样本的相关矢量，其中相关矢量中第k个元素为其中，u1,i＝s1[i]，s1[i]表示未经校正的回波信号样本；表示第k个元素。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄亦谦，
申请(专利权)人：北京千安哲信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11