该发明专利技术公开了一种空频自适应导航抗干扰算法的实现方法，属于卫星导航通信领域。该方法通过采用对输入数据滑窗分块处理的方式提高了数据利用率；同时采用一种分块矩阵求权值的方法减少了计算量和资源消耗；最后对输出的时域数据采用两路数据拼接合成的方式，减小了每段数据块边缘数据畸变产生的影响，增强了干扰系统的性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于卫星导航通信领域，特别设及卫星导航系统中抗干扰算法的优化，具 体的讲是用采用求统计平均的办法求得自相关矩阵，然后通过分块矩阵直接矩阵求逆求得 权值的方法。
技术介绍
全球卫星导航系统利用导航卫星发射导航卫星信号，地面、海洋和空间的用户通 过接收机接收卫星导航信息从而享受连续、实时、高精度的定位、导航和授时服务。近几十 年，卫星导航系统发展迅速，在许多领域得到广泛应用，同时产生了显著地社会效益和经济 效益。建设和发展导航系统能够在一定程度上促进国家的政治、经济和文化建设，所W各国 都投入大量人力、物力和财力对卫星导航系统进行研究。 通常导航卫星均被设计成发射功率仅有几毫瓦的弱信号卫星，该对于卫星降低造 价和延长使用寿命是需要的。但由于卫星信号弱，所W非常容易受到干扰。除了在战争中 可能面对敌方专口的干扰机的故意干扰，一些频率较高的商业电视台、航空卫星通信和机 动卫星系统终端都可能削弱导航卫星信号，而且自然界所发生的一些现象也会引起信号干 扰。 一旦卫星信号被干扰就可能中断其使用，使定位误差增大甚至完全无法实现导航 功能。目前，社会生活甚至战争对导航技术的依赖越来越大，导航接收机抗干扰性能的要求 也越来越高。专口针对导航接收机的抗干扰技术的研究就具有了现实意义。 目前针对导航抗干扰采取的主要方法是空时自适应信号处理（STAP，SpaceTime AdaptiveProcessing)的办法，该方法是在空域滤波器的基础上在每个阵元后面增加时域 抽头。不同阵元的相同延迟节点构成的空域滤波器可W对不同来向的空间干扰形成分辨能 力，对于每个天线阵元来说，增加的延时抽头数可构成时域滤波器，可对不同频率的干扰源 形成分辨能力。STAP算法由于增加了时域自由度，相比单纯的空域滤波性能有了明显的提 高，然而其计算复杂度也相应增加。对于M个阵元P个延迟节点的STAP，往往要进行MPXMP 维的矩阵处理，运算量过大。 因此，另外一种算法空频自适应信号处理（SFAP，SpaceRrequen巧Adaptive Processing)(如图1所示）成为了导航抗干扰领域开始研究的算法。 SFAP算法首先是将每个阵元的输入数据截取K段，对每段数据进行J点的FFT(快 速傅里叶变换）运算，获得每个阵元分别在J个频点的信息，最后得到K组窄带频率分量， 每组有J点数据。然后通过该K组数据分别在该J个频点中进行自适应滤波抑制干扰，最 后将滤波后的J个频点的值进行IFFT(快速傅里叶反变换），得到输出值。[000引在单个频点进行抗干扰处理实际就相当于空域滤波，所W采用的算法和空域抗干 扰算法一样，只是把每个频点上每个阵元的信息当作每个阵元的输入数据。在导航系统中， 由于发射的卫星信号非常微弱，常常被淹没在强干扰信号和高斯白噪声中。所W采取功率 倒置算法能取得较好的效果。 功率倒置自适应算法是基于一定的约束条件而建立起来的算法，不需考虑有用信 号和干扰信号的来向，该算法会自适应的在干扰信号来向处形成零陷，使输出功率最小，达 到提高系统的输出信干噪比的目的。功率倒置算法结构图如图3所示。 假设有M个阵元，则阵列接收信号为 x(n) = T(1) 全部阵列的权向量为 W=K，W2,…，wJT(2) 阵列输出为 y(n) =w\(n) (3) 则输出信号功率为 P〇ut=E{|y(n)I^} =E{w\x\} = (4)[001引其中馬,=￡^(11^(11)?}，为接收信号义(11)的相关矩阵。 现约束/3。= 1，即角度为0。的信号无失真通过，同时要求输出信号功率最小。 由于有用信号的来向未知，通常令导向量S。 s〇=T 妨 则可得Wi= 1，即将约束条件变为 min"Hr"W (6) St.Wi=l 通过求解可得功率倒置算法的权值wpi为【主权项】1. ，其特征在于包括以下步骤： a. 将每个阵元的输入信号进行滑窗分块处理，即选取输入信号的第1，2,…，J个点作 为第一个数据块处理，第J/2+1，J/2+2,…，J+l，J+2,…，J+J/2个点作为第二个数据块处 理，以此类推； b. 将a中的数据块依次送入FFT模块，对每个数据块进行J个点的FFT变换，得到每个 数据块在J个频点的输入信息； c. 经过b中FFT后得到每个阵元在单个频点的输入数据，在每个频点计算其相关矩阵， 将该相关矩阵与前一时刻数据块求得的相关矩阵的和再相加，最后得到K次累加的相关矩 阵； d. 将c中得到的K次累加的相关矩阵送入干扰抑制模块，通过分块矩阵直接求逆求得 权值； e. 用d中得到的权值进行干扰抑制，将每个频点的输入信号与权值相乘得到每个频点 的输出值； f. 将e中得到抗干扰后的每个频点的值送入IFFT模块，即将每个数据块抗干扰后的输 出值进行J个点的IFFT，得到该数据块的时域输出数据； g. 将该数据块得到的时域输出数据与下一个数据块得到的时域输出数据相拼接，即将 该数据块的第1/至I·/个数据作为输出数据的前I·/个数据，然后将下一个数据块的1?/ 4 4 2 4 至作为后个数据，组成输出的J个时域数据，得到的值即为最后的输出值。 4 2【专利摘要】该专利技术公开了，属于卫星导航通信领域。该方法通过采用对输入数据滑窗分块处理的方式提高了数据利用率；同时采用一种分块矩阵求权值的方法减少了计算量和资源消耗；最后对输出的时域数据采用两路数据拼接合成的方式，减小了每段数据块边缘数据畸变产生的影响，增强了干扰系统的性能。【IPC分类】G01S19-21, G01S19-39【公开号】CN104865584【申请号】CN201510260764【专利技术人】李会勇, 周正, 张远芳, 李洋, 谢菊兰 【申请人】电子科技大学【公开日】2015年8月26日【申请日】2015年5月20日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种空频自适应导航抗干扰算法的实现方法，其特征在于包括以下步骤：a.将每个阵元的输入信号进行滑窗分块处理，即选取输入信号的第1,2,…,J个点作为第一个数据块处理，第J/2+1,J/2+2,…,J+1,J+2,…,J+J/2个点作为第二个数据块处理，以此类推；b.将a中的数据块依次送入FFT模块，对每个数据块进行J个点的FFT变换，得到每个数据块在J个频点的输入信息；c.经过b中FFT后得到每个阵元在单个频点的输入数据，在每个频点计算其相关矩阵，将该相关矩阵与前一时刻数据块求得的相关矩阵的和再相加，最后得到K次累加的相关矩阵；d.将c中得到的K次累加的相关矩阵送入干扰抑制模块，通过分块矩阵直接求逆求得权值；e.用d中得到的权值进行干扰抑制，将每个频点的输入信号与权值相乘得到每个频点的输出值；f.将e中得到抗干扰后的每个频点的值送入IFFT模块，即将每个数据块抗干扰后的输出值进行J个点的IFFT，得到该数据块的时域输出数据；g.将该数据块得到的时域输出数据与下一个数据块得到的时域输出数据相拼接，即将该数据块的第至个数据作为输出数据的前个数据，然后将下一个数据块的至作为后个数据，组成输出的J个时域数据，得到的值即为最后的输出值。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李会勇，周正，张远芳，李洋，谢菊兰，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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