窗函數(shù)引起的信號失真，從而進(jìn)一步提高了整個(gè)系統(tǒng) 的抗干擾性能。
【附圖說明】
[0025] 圖1為傳統(tǒng)空頻自適應(yīng)算法結(jié)構(gòu)框圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明兩路信號加窗重疊抗干擾的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 如圖2所示為本發(fā)明兩路信號加窗重疊的原理圖。
[0028] a.將兩路信號進(jìn)行分塊處理，并對第二路信號進(jìn)行延遲處理。
[0029] 設(shè)對輸入信號要進(jìn)行J點(diǎn)的FFT，則將輸入數(shù)據(jù)按每J個(gè)數(shù)據(jù)一塊進(jìn)行分塊，即第 一路信號第一塊數(shù)據(jù)為：
[0030] xinl(n) = (x(n)，x(n+l)，…，x(n+J-l)) (2)
[0031] 其中x(n) = h (n), x2(n),…xM(n))T，表示M個(gè)陣元在第n時(shí)刻的快拍值。將第 一路信號延遲1/2數(shù)據(jù)塊作為第二路輸入信號，即第二路信號第一塊數(shù)據(jù)為：
[0032] xin2(n) = (x(n+J/2)，x(n+J/2+l)，…，x(n+J/2+J-l)) (3)
[0033] b.將輸入信號進(jìn)行加窗處理。
[0034] 對數(shù)據(jù)塊加窗實(shí)際上就是將數(shù)據(jù)塊乘以一個(gè)窗函數(shù)系數(shù)。不同的窗函數(shù)對FFT變 換的頻譜泄露抑制程度不一樣，這主要由主瓣寬度和旁瓣值來決定，不加窗的情況其實(shí)等 效于加矩形窗，另外不同的窗函數(shù)對原始信號的信噪比下降程度也不一樣。
[0035] 綜合考慮頻譜泄露改善和信噪比下降這兩方面因素，hamming窗的綜合性能最好。 長度為J的hamming窗函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為
[0037] 可以調(diào)用MATLAB函數(shù)hamming(J)生成J點(diǎn)的窗函數(shù)系數(shù)，然后將第一路與第二 路輸入信號與生成的窗函數(shù)系數(shù)相乘，即可得到加窗處理后的輸入信號。
[0038] c.將加窗處理后的信號送入FFT模塊：
[0039] 將第一路和第二路加窗后的數(shù)據(jù)依次送入FFT模塊，設(shè)每一路信號一共送入了 K 個(gè)數(shù)據(jù)塊，進(jìn)行J點(diǎn)的FFT運(yùn)算，則可以得到K組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)有J個(gè)頻點(diǎn)的信息。則可 以得到每一路信號第k個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行FFT后的J個(gè)點(diǎn)的值X k (f ^，Xk (f2)，…，Xk (fV)。
[0040] d.對得到的頻域信號進(jìn)行預(yù)處理。
[0041] 首先選取合適的門限，由于干擾信號相對于導(dǎo)航信號是強(qiáng)干擾，所以門限選取要 求不高，一般用一階矩法，一階矩法的干擾門限計(jì)算公式為
[0043] 其中a(i)是第i根譜線的幅值。X是門限優(yōu)化因子，一般取值為2到5之間。入 的取值直接影響到抗干擾的效果，需根據(jù)實(shí)際情況具體確定。
[0044] 確定門限后，可以對每個(gè)頻點(diǎn)的幅值進(jìn)行檢查，將大于門限的頻點(diǎn)的幅值降低到 某個(gè)選定的值，并且保留其相位特性。經(jīng)過預(yù)處理的信號可以抑制掉強(qiáng)的窄帶干擾。
[0045] e.將d中預(yù)處理后的信號進(jìn)行空頻抗干擾處理。
[0046] 選取特定的自適應(yīng)濾波算法，通過分別在J個(gè)頻點(diǎn)計(jì)算該頻點(diǎn)的權(quán)值w(fj)。由于 空頻自適應(yīng)濾波算法的特點(diǎn)，在每個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行權(quán)值計(jì)算時(shí)，只需要進(jìn)行MXM矩陣的運(yùn)算， 大大減少了計(jì)算量，所以使用功率倒置算法中直接矩陣求逆來求得權(quán)值。功率倒置算法中 設(shè)導(dǎo)向矢量s = [1，0,…，0]，則在第j個(gè)頻點(diǎn)計(jì)算權(quán)值的公式為：
[0048] 其中Mfj)為相關(guān)矩陣，可以由K組數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)平均得出，即
[0050] 其中K為選取的求平均的快拍數(shù)，最后得到每個(gè)頻點(diǎn)的輸出值為
[0051] Y(fj) =X(fj)w*(fj) (8)
[0052] f.把e中得到的第一路數(shù)據(jù)進(jìn)行1/2個(gè)數(shù)據(jù)塊的延遲，然后再與第二路數(shù)據(jù)相加， 得到最后的輸出。
[0053] 加窗重疊的總體思想就是上支路加窗后進(jìn)行干擾抑制，然后進(jìn)行1/2數(shù)據(jù)塊的延 遲；下支路先進(jìn)行1/2數(shù)據(jù)塊的延遲，然后再加窗，最后進(jìn)行干擾抑制。上支路和下支路都 進(jìn)行了 1/2數(shù)據(jù)塊的延遲保證了上下支路相加時(shí)在時(shí)間上時(shí)對應(yīng)的。如果沒有干擾存在， 干擾抑制模塊不會對FFT模塊的輸出信號做任何處理，IFFT模塊的輸出信號和FFT模塊的 輸入信號是一樣的。
[0054] 由于窗函數(shù)對輸入信號的包絡(luò)有影響，加窗重疊的結(jié)構(gòu)可以保證兩路信號疊加后 的信號包絡(luò)和輸入信號包絡(luò)接近，可以達(dá)到輸入信號在不失真的情況下進(jìn)行干擾抑制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種閾值處理和空頻自適應(yīng)算法結(jié)合的導(dǎo)航抗干擾算法，其特征在于包括以下步 驟： a. 將每個(gè)陣元的輸入信號進(jìn)行分塊處理作為第一路信號，即選取輸入數(shù)據(jù)的連續(xù)J個(gè) 點(diǎn)作為一個(gè)數(shù)據(jù)塊處理；將第一路信號的數(shù)據(jù)延遲半個(gè)數(shù)據(jù)塊，延遲后的信號作為第二路 信號，然后進(jìn)行與第一路相同的分塊處理； b. 將a中的第一路和第二路信號分別進(jìn)行加窗處理，即將第一路和第二路的輸入數(shù)據(jù) 與窗函數(shù)相乘得到加窗后的輸入數(shù)據(jù)； c. 將b中經(jīng)過加窗處理后的信號進(jìn)行FFT處理，即對每個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行J個(gè)點(diǎn)的FFT變 換，得到輸入數(shù)據(jù)在各個(gè)頻點(diǎn)的信息； d. 將c中得到的信號進(jìn)行門限處理，選擇剔除或者削掉某一頻點(diǎn)的值； e. 將d中處理之后的信號傳入空頻抗干擾模塊在每個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行抗干擾處理，即在每個(gè) 頻點(diǎn)通過自適應(yīng)抗干擾算法得到權(quán)值，再將權(quán)值與輸入信號相乘得到抗干擾后的每個(gè)頻點(diǎn) 的輸出； f. 將e中得到的每個(gè)頻點(diǎn)的輸出值按順序排列后，作為一個(gè)數(shù)據(jù)塊，傳入IFFT模塊，得 到時(shí)域的輸出信號，即將每個(gè)數(shù)據(jù)塊在每個(gè)頻點(diǎn)的抗干擾后的輸出值進(jìn)行J個(gè)點(diǎn)的IFFT， 得到該數(shù)據(jù)塊的時(shí)域輸出值； g. 將f?中得到的第一路時(shí)域信號輸出信號延遲半個(gè)數(shù)據(jù)塊的時(shí)間，再將第一路時(shí)域信 號與第二路時(shí)域信號相加，得到最終的時(shí)域輸出信號。2. 如權(quán)利要求1所述的一種閾值處理和空頻自適應(yīng)算法結(jié)合的導(dǎo)航抗干擾算法，其特 征在于：所訴步驟d中采用的門限處理方法為歸零法或者鉗位法。
【專利摘要】該發(fā)明公開了一種閾值處理和空頻自適應(yīng)算法結(jié)合的導(dǎo)航抗干擾算法，屬于衛(wèi)星導(dǎo)航通信領(lǐng)域。該算法將頻域閾值處理算法和空頻自適應(yīng)處理算法相結(jié)合，通過先對變換到頻域的信號進(jìn)行閾值預(yù)處理，再進(jìn)行空頻自適應(yīng)處理的方式，有效提高了抗干擾系統(tǒng)對窄帶強(qiáng)干擾的抗干擾能力。同時(shí)在進(jìn)行空頻自適應(yīng)處理時(shí)采用了兩路數(shù)據(jù)重疊加窗的方法對信號進(jìn)行抗干擾處理，有效降低了傳統(tǒng)空頻自適應(yīng)算法中頻譜泄漏的影響，增強(qiáng)了系統(tǒng)的性能。
【IPC分類】G01S19/21
【公開號】CN104898132
【申請?zhí)枴緾N201510245799
【發(fā)明人】李會勇, 周正, 張遠(yuǎn)芳, 李洋, 謝菊蘭
【申請人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月14日