一种基于周期重采样的周期调频干扰消除方法技术

本发明专利技术提供一种基于周期重采样的周期调频干扰消除方法，包括：利用无线接收机获得数字化接收信号数据；对接收数据进行多重自相关运算，检测周期调频成分的调频周期；根据调频干扰的周期特性将接收的信号进行重采样，获得若干组重采样数据，检测并消除重采样数据中的干扰分量，最后进行信号重构，获得消除干扰后的信号。本申请方法能够将分散的宽带干扰能量集中到少数频点，减少了干扰与期望信号的交叠程度，在消除干扰成分时对期望信号损伤较小。

A method of eliminating periodic frequency modulation interference based on periodic resampling

【技术实现步骤摘要】
一种基于周期重采样的周期调频干扰消除方法
本专利技术涉及一种卫星导航接收机抑制周期调频干扰的方法，尤其涉及一种基于周期重采样的周期调频干扰消除方法，属于无线电接收机射频干扰抑制领域。
技术介绍
周期调频干扰信号是卫星导航接收机常见的干扰类型，该类干扰可能产生于雷达、或者恶意干扰机，不易被时域或频域干扰抑制技术消除。为了保障GNSS服务的连续性和可靠性，研究人员从信号与干扰在时频域、空域以及空时域的差异着手，研究了大量的干扰抑制方法。空域以及空时域方法，利用多个天线的空间分辨率，对多个干扰处理能力较强，且对信号损伤较小。但是天线阵的空间成本和经济成本较高，不适于在空间狭小、预算较少的领域应用。适用于单天线接收机的变换域干扰检测与抑制方法仍是研究热点。常规单天线方法为：将接收信号转换到时频域，检测干扰参数，再利用滤波器或者消隐技术消除干扰成分。典型的时频变换方法有：短时傅里叶变换(Short-TimeFourierTransform,STFT)、小波变换(WaveletTransform,WT)、wigner-ville分布(Wigner-VilleDistribution,WVD),分数阶傅里叶变换(FractionalFouriertransform,FrFT)。变换域及其计算方式的不同会影响干扰信号的能量聚集性。基于STFT的方法无法有效地累积信号能量,且有因窗口宽度不变带来的分辨率问题；WVD的非线性变换带来的交叉项严重影响了干扰参数估计精度；FrFT不但解决交叉项问题,且估计精度高,有较强的鲁棒性,但离散的非正交性会对接收性能带来较大的影响。因此，进一步降低周期调频干扰信号检测与消除方法，并增加多个干扰信号的适应能力是相关领域学者的研究重点。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有适用于单天线卫星导航接收机的周期调频干扰检测与抑制算法对期望卫星信号损伤较大，对于快变和多个周期调频干扰信号抑制效果不佳的问题，提出一种适用于单天线接收机的基于周期重采样的周期调频干扰消除方法。本专利技术的目的是这样实现的：步骤如下：步骤一：对接收信号进行周期调频分量检测，获得各周期调频分量的调频周期参数；步骤二：根据获得的调频周期参数对接收信号进行重采样，再消除重采样后各组数据中的干扰成分；然后将处理后的各组信号进行重构，获得后续处理信号。本专利技术还包括这样一些结构特征：1.步骤一包括：(1.1)对单天线接收机接收到的射频信号，经过射频处理和数字化处理，获得T个采样点的数字接收信号矢量x；x＝[x(1)x(2),…,x(t),…,x(T)]T，其中t＝1,2,…T，表示采样时刻,[·]T表示转置；(1.2)采用多重自相关方法估计接收信号矢量x中周期调频干扰的调频周期，得到调频周期估计值下角标n＝1,2，…，N为周期成分标号，N为周期参数的总个数。2.步骤(1.2)包括：(1)计算x的第一次自相关函数，结果记为其中τ为时间延迟量；取T1＜T，进行自相关计算得到一重自相关结果重复取Tc＜Tc-1，进行自相关计算得到其中c＝1,2,…C为多重自相关次数，取得C重自相关结果(2)检测中的峰值序列的周期，获得调频周期估计值3.所述步骤(2)具体包括：(a)初始化峰值提取门限(b)提取大于ρ的峰值(c)搜索中是否存在的峰值，如果存在，结束迭代，峰值所对应的最小非0的τ为周期调频干扰信号公共调频周期，记为否则进行步骤(d)；(d)采用序列周期估计方法，估计峰值的周期，获得序列的周期(e)判断是否成立；如果成立，停止迭代，输出估计的周期值否则降低门限值为ρ＝ρ/2，返回步骤(b)。4.步骤二包括：(2.1)根据第n个周期值，可以将接收信号分成Qn段，获得第n组第q段数据的方式为：xn,q＝[xn-1(q)xn-1(Pn+q)…xn-1((m-1)Pn+q)…]T，其中x0＝x，m＝1,2，...，M为重组数据标号，其中M≤T/Pn；(2.2)对各段组数据频域滤波，获得消除干扰后数据(2.3)将消除干扰后数据进行重构，获得后续处理所需信号本专利技术的核心
技术实现思路
在于：首先，利用周期信号的多重自相关函数仍是周期函数且含噪声较小的特点，提出一种多重自相关周期估计方法，估计接收信号中周期调频分量的调频周期；再根据周期调频干扰信号的广义周期特性，专利技术一种周期重采样技术把接收数据分成若干组，从而将分散在原接收数据中多个宽带周期调频干扰能量集中到每组数据中几个甚至单个频点；进而在重采样数据的频域完成干扰抑制。本专利技术的有益效果在于：本专利技术申请的一种基于周期重采样的周期调频干扰消除方法中的周期重采样技术能够将分散在原接收数据中多个宽带周期调频干扰能量集中到每组数据中几个甚至单个频点，降低期望信号与干扰信号的交叠程度，使得消除干扰的同时能够有效保护期望信号。本专利技术适用于处理快变和多个周期调频干扰场景。附图说明图1是干扰信号参数表；图2是本专利技术所述方法抗干扰效果表；图3是方法流程总框图；图4是基于周期重采样的干扰抑制技术原理框图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术按照接收信号中周期调频干扰的周期特性对接收信号进行重采样，获得若干组重采样后数据，然后消除重采样数据中的干扰能量，并将信号进行重构，获得干扰抑制后信号。具体实施步骤为：(1)对单天线接收机接收到的射频信号，经过射频处理和数字化处理，获得T个采样点的数字接收信号矢量x；x＝[x(1)x(2),…,x(t),…,x(T)]T，其中t＝1,2,…T，表示采样时刻,[·]T表示转置；(2)计算x的第一次自相关函数，结果记为其中τ为时间延迟量；取(T1＜T)进行自相关计算得到一重自相关结果重复取(Tc＜Tc-1)进行自相关计算得到其中c＝1,2,…C为多重自相关次数，取得C重自相关结果(3)检测中的峰值序列的周期，具体步骤如下①初始化峰值提取门限②提取大于ρ的峰值③搜索中是否存在的峰值，如果存在，结束迭代，峰值所对应的最小非0的τ为周期调频干扰信号公共调频周期，记为否则进行步骤④；④采用序列周期估计方法，估计峰值的周期，获得序列的周期⑤判断是否成立；如果成立，停止迭代，输出估计的周期值否则降低门限值为ρ＝ρ/2，返回步骤②。最终，获得调频周期估计值(4)根据获得的周期参数对接收信号进行重采样，再消除重采样后各组数据中的干扰成分；然后将处理后的各组信号进行重构，获得后续处理信号，重复N次，消除所有干扰成分，具体步骤如下：①令n＝1；②根据第n个周期值，将接收信号分成Qn段，获得第n组第q段数据的方式为：xn,q＝[xn-1(q)xn-1(Pn+q)…xn-1((m-1)Pn+q)…]T，其中x0＝x，m＝1,2，.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于周期重采样的周期调频干扰消除方法，其特征在于：步骤如下：/n步骤一：对接收信号进行周期调频分量检测，获得各周期调频分量的调频周期参数；/n步骤二：根据获得的调频周期参数对接收信号进行重采样，再消除重采样后各组数据中的干扰成分；然后将处理后的各组信号进行重构，获得后续处理信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于周期重采样的周期调频干扰消除方法，其特征在于：步骤如下：
步骤一：对接收信号进行周期调频分量检测，获得各周期调频分量的调频周期参数；
步骤二：根据获得的调频周期参数对接收信号进行重采样，再消除重采样后各组数据中的干扰成分；然后将处理后的各组信号进行重构，获得后续处理信号。


2.根据权利要求1所述的一种基于周期重采样的周期调频干扰消除方法，其特征在于：步骤一包括：
(1.1)对单天线接收机接收到的射频信号，经过射频处理和数字化处理，获得T个采样点的数字接收信号矢量x；x＝[x(1)x(2),…,x(t),…,x(T)]T，其中t＝1,2,…T，表示采样时刻,[·]T表示转置；
(1.2)采用多重自相关方法估计接收信号矢量x中周期调频干扰的调频周期，得到调频周期估计值下角标n＝1,2，…，N为周期成分标号，N为周期参数的总个数。


3.根据权利要求2所述的一种基于周期重采样的周期调频干扰消除方法，其特征在于：步骤(1.2)包括：
(1)计算x的第一次自相关函数，结果记为其中τ为时间延迟量；取T1＜T，进行自相关计算得到一重自相关结果重复取Tc＜Tc-1，进行自相关计算得到其中c＝1,2,...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚连刚，国强，王亚妮，项建弘，韩颜泽，滕龙，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23