低功耗抗干扰方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种低功耗抗干扰方法及系统，属于抗干扰通信技术领域，所述方法包括：获取空间干扰信号；采用信号处理方法对所述空间干扰信号进行处理，得到干扰参数，所述干扰参数包括干扰数量、干扰功率及干扰带宽；基于所述干扰参数对干扰抑制结构中阵元的数量及抽头的数量进行动态调节，所述干扰抑制结构默认以阵元数量最大值及抽头数量最大值实现抗干扰算法；其中，所述抽头的数量与所述干扰功率或所述干扰宽带为正比关系，所述阵元的数量为N+1，N为所述干扰数量。本发明专利技术可在保证高性能抗干扰的同时，极大程度地降低系统功耗，达到低功耗的目的。功耗的目的。功耗的目的。

【技术实现步骤摘要】
低功耗抗干扰方法及系统


[0001]本专利技术涉及抗干扰通信
，具体涉及一种低功耗抗干扰方法及系统。

技术介绍

[0002]在卫星通信以及导航系统中，需要对各种类型的干扰信号进行抑制，以保障正常的卫星通信和导航定位功能。干扰抑制通常采用空时自适应滤波方法来实现，空时自适应滤波方法需要在空域
‑
时域二维使用大量的干扰抑制单元PM，以达到干扰抑制的目的。这导致抗干扰系统通常具有较高的功耗和系统资源消耗，不利于导航系统的便携性和续航能力。
[0003]全球导航系统在民用和军用领域都扮演着不可替代的角色，为了使导航系统正常工作，要求卫星信号在复杂电磁环境下也能够正常接收，所以，导航接收机具有良好的抗干扰能力尤其重要。由于干扰的随机性，干扰信号的信号形式、方向和位置均是未知的，这就需要采用多阵元的自适应天线阵来进行干扰抑制。
[0004]传统的自适应阵列利用空域自由度在干扰来向进行方向图置零以对消干扰，这种方法对于宽带干扰信号抑制具有很好的作用，然而对窄带干扰信号的对消效果并不好，特别是当空间有多径效应存在时，空域自适应滤波并不能对干扰信号进行很好的抑制。宽带干扰信号的对消需要抗干扰系统具有空域和时域上的自由度，空时结合抗干扰处理能够同时抑制干扰及其多径干扰，其基本结构如图1所示。该滤波器的工作原理是根据约束目标及其他反馈信号动态改变空时二维权值，从而滤除各种形式的干扰信号及多径干扰。延时时间T应小于1/B，B是系统的处理带宽。各个滤波器的总延时(P
‑
1)T对不同多径延时具有不同的要求，自适应滤波器选择合适的滤波权值以便在保留期望卫星信号的同时最大化地滤除所有的干扰信号。
[0005]空时自适应处理算法(Space Time Adaptive Processing，STAP)的优点使其能够抑制多个窄带和宽带信号，还能明显抑制复杂环境中的多径干扰。使用空时自适应处理算法能够将干扰抑制到接近噪声水平而不会对卫星信号产生严重的损害。然而上述方法的缺点是需要先验信息，即期望信号的来向和卫星位置等关键信息。
[0006]由于期望信号先验信息难以获取，另一种基于功率倒置算法(Power Inversion，PI)被应用于导航接收机中，功率倒置算法的优点很明显，它不需要卫星信号的先验信息。
[0007]另一种抑制多宽带干扰信号的方法是采用空频自适应处理方法，该方法将阵列信号接收后利用傅里叶变化将之变换到频域，然后在频域对信号自适应滤波之后再将信号还原为时域信号输出。
[0008]基于图1所示的空时自适应滤波结构，当干扰强度大小、干扰个数位置时，STAP算法、PI算法以及空频自适应处理方法通常都需要使用大量的阵元数来对不同的干扰个数进行覆盖；同时还需要对每个阵元使用大量的时域抽头，用以抑制宽带干扰和窄带干扰情况，因而使得滤波结构变得非常复杂和庞大。以抑制最多6个宽带干扰为例，抗干扰阵列需要至少7个阵元组成接收天线阵列，同时为了抑制宽带干扰，需要使用20个以上的抽头系数组成
时域滤波器。此时，在抗干扰系统实现硬件实现时，160个抗干扰单元同时运行，会导致抗干扰系统的功耗非常大。但是，通常情况下，系统运行时，通常不会同时存在6个宽带干扰，一般以无干扰或少量干扰的情况为主，这都造成了抗干扰系统的极大资源和能源浪费。
[0009]相关技术中，公布号为CN112162299A的中国专利技术专利文献记载了一种空时自适应抗干扰方法，包括以下步骤：采集数字中频信号，并对所述数字中频信号进行正交变频，得到复基带信号；将各路所述复基带信号按空时抗干扰架构进行时域抽头处理，得到抽头数据；计算各所述抽头数据的协方差矩阵，并对所述协方差矩阵进行求逆，得到逆矩阵；根据所述逆矩阵采用LCMV准则计算各抽头数据的抗干扰权值；利用所述抗干扰权值对相应抽头数据进行空时二维滤波，得到抗干扰滤波后的复基带信号。但该方案重点在于使用LCMV准则，使用矩阵求逆实现抗干扰，不具备可调功能。

技术实现思路

[0010]本专利技术所要解决的技术问题在于如何降低抗干扰系统的功耗，避免资源浪费。
[0011]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0012]本专利技术提出了一种低功耗抗干扰方法，所述方法包括：
[0013]获取空间干扰信号；
[0014]采用信号处理方法对所述空间干扰信号进行处理，得到干扰参数，所述干扰参数包括干扰数量、干扰功率及干扰带宽；
[0015]基于所述干扰参数对干扰抑制结构中阵元的数量及抽头的数量进行动态调节，所述干扰抑制结构默认以阵元数量最大值及抽头数量最大值实现抗干扰算法；
[0016]其中，所述抽头的数量与所述干扰功率或所述干扰宽带为正比关系，所述阵元的数量为N+1，N为所述干扰数量。
[0017]本专利技术基于空间干扰信号获取干扰参数，并依据干扰参数检测结果，动态调整干扰抑制结构的抽头数及阵元数量，且为了保证抗干扰效果最强，干扰抑制结构默认阵元个数、抽头个数最多，可在保证高性能抗干扰的同时，极大程度地降低系统功耗，达到低功耗的目的。
[0018]进一步地，所述采用信号处理方法对所述空间干扰信号进行处理，得到干扰参数，包括：
[0019]采用信源个数估计方法对所述空间干扰信号进行处理，得到所述干扰数量；
[0020]采用快速傅里叶变换对所述空间干扰信号进行处理，得到所述干扰功率计所述干扰宽带。
[0021]进一步地，所述基于所述干扰参数对干扰抑制结构中阵元的数量及抽头的数量进行调节，包括：
[0022]基于所述抽头数量与所述干扰功率或所述干扰宽带之间的正比关系，确定使能数量，并通过使能控制信号控制与所述使能数量对应的抽头使能；
[0023]当某一阵元的所有抽头均不使能时，控制该阵元停止参与抗干扰。
[0024]进一步地，所述抗干扰算法采用STAP算法或功率倒置算法或空频自适应处理方法。
[0025]进一步地，所述阵元阵列为二维面阵或三维阵。
[0026]此外，本专利技术还提出了一种低功耗抗干扰系统，所述系统包括：信号接收模块、干扰参数检测模块、调节模块及可控干扰抑制结构，信号接收模块的输出端分别与所述干扰参数检测模块及所述可控干扰抑制结构的输入连接，所述干扰参数检测模块的输出经所述调节模块与所述可控干扰抑制结构连接，其中：
[0027]所述信号接收模块，用于获取空间干扰信号；
[0028]所述干扰参数检测模块，用于采用信号处理方法对所述空间干扰信号进行处理，得到干扰参数，所述干扰参数包括干扰数量、干扰功率及干扰带宽；
[0029]所述调节模块，用于基于所述干扰参数对所述可控干扰抑制结构中阵元的数量及抽头的数量进行动态调节，所述可控干扰抑制结构默认以阵元数量最大值及抽头数量最大值实现抗干扰算法；
[0030]其中，所述抽头的数量与所述干扰功率或所述干扰宽带为正比关系，所述阵元的数量为N+1，N为所述干扰数量。
[0031]进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低功耗抗干扰方法，其特征在于，所述方法包括：获取空间干扰信号；采用信号处理方法对所述空间干扰信号进行处理，得到干扰参数，所述干扰参数包括干扰数量、干扰功率及干扰带宽；基于所述干扰参数对干扰抑制结构中阵元的数量及抽头的数量进行动态调节，所述干扰抑制结构默认以阵元数量最大值及抽头数量最大值实现抗干扰算法；其中，所述抽头的数量与所述干扰功率或所述干扰宽带为正比关系，所述阵元的数量为N+1，N为所述干扰数量。2.如权利要求1所述的低功耗抗干扰方法，其特征在于，所述采用信号处理方法对所述空间干扰信号进行处理，得到干扰参数，包括：采用信源个数估计方法对所述空间干扰信号进行处理，得到所述干扰数量；采用快速傅里叶变换对所述空间干扰信号进行处理，得到所述干扰功率计所述干扰宽带。3.如权利要求1所述的低功耗抗干扰方法，其特征在于，所述基于所述干扰参数对干扰抑制结构中阵元的数量及抽头的数量进行调节，包括：基于所述抽头数量与所述干扰功率或所述干扰宽带之间的正比关系，确定使能数量，并通过使能控制信号控制与所述使能数量对应的抽头使能；当某一阵元的所有抽头均不使能时，控制该阵元停止参与抗干扰。4.如权利要求1所述的低功耗抗干扰方法，其特征在于，所述抗干扰算法采用STAP算法或功率倒置算法或空频自适应处理方法。5.如权利要求1所述的低功耗抗干扰方法，其特征在于，所述阵元阵列为二维面阵或三维阵。6.一种低功耗抗干扰系统，其特征在于，所述系统包括：信号接收模块、干扰参数检测模块、调节模块及可控干扰抑制结构，信号接收模块的输出端分别与所述干扰参数检测模块及所述可控干扰抑制结...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭维，贾可新，张晨，王烁，张志成，张正宇，张茹斌，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：