[发明专利]一种空时自适应滤波方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种空时自适应滤波方法及装置。

背景技术

实际通信中电磁环境相当复杂，存在模式繁多和统计特征时变的人为干扰，尤其是高功率密度的窄带和宽带干扰已经成为破坏通信系统最主要的因素之一。干扰会导致接收机捕获时间延长、虚警概率增加，严重的会造成接收机失锁而无法工作。因而开展卫星导航接收机抗干扰技术的研究是十分必要的，这将为卫星导航接收机的正常工作提供保障。目前为止，空时自适应滤波技术是提高卫星导航接收机抗干扰能力的主要方法。通过在每个通道上连接一定数量的延迟单元并施以一定的时间权系数，天线阵列便拥有更多的自由度来抑制宽带干扰。

现有的空时自适应滤波技术在具体实现中存在着以下不足之处：

首先，在进行空时自适应系数计算时需要采集一段时间的多通道基带数据并保存到存储器中，当阵列阵元数较多时，需要存储的数据量会相当大，通常处理器内部的存储器资源是比较有限的，而外扩存储器又会带来复杂度和成本的提高。

此外，即使处于静态场景中，由于空间中存在噪声，系统处理时也会额外引入噪声，常规的空时自适应算法每次计算出来的系数之间会有较大的波动，系数波动将通过空时滤波器传递到送给导航接收机的中频信号中，影响了接收机中环路工作的稳定性。

发明内容

本发明解决的技术问题是如何减缓空时自适应滤波器系数的波动。

为了解决上述问题，本发明提供了一种空时自适应滤波方法，包括：

获取多通道基带数据并存储；

根据存储的多通道基带数据计算空时自适应滤波系数w；

对所述空时自适应滤波系数w进行平滑处理，得到平滑后的系数w_smooth；

根据平滑后的系数w_smooth对所获取的多通道基带数据进行空时滤波。

进一步地，所述获取多通道的基带数据并存储的步骤包括：

通过模数转换器采集数据长度为P点的多通道中频信号；P为正整数；

将所述多通道中频信号进行下变频处理，得到P点的多通道基带数据；

在所述P点的多通道基带信号中，每L个点的信号中抽取一个点的信号，所述L为小于或等于f_s/2f_c的正整数，其中f_s为所述多通道基带信号的最大频率，f_c为所述多通道基带信号的采样频率；

存储所抽取的信号组成的序列。

进一步地，所述根据存储的多通道基带数据计算空时自适应滤波系数的步骤包括：

根据存储的多通道基带数据计算协方差矩阵R＝E[XX^H]；

其中，E为加权平均，X为输入信号矩阵：

X＝[x₁₁，x₁₂，…，x_1N，x₂₁，x₂₂，…，x_2N，…，x_M1，x_M2，…，x_MN]^T；

其中，M为接收阵元的个数，N为各接收阵元后FIR滤波器的阶数；x_mn为第m个阵元后，FIR滤波器第n个抽头的输入信号；m为1到M中的整数，包括1和M；n为1到N的各整数，包括1和N；

求解多线性约束的最小方差方程，得到空时滤波器系数：

w＝R^-1C(C^HR^-1C)^-1b；

其中C为约束矩阵，b为空时滤波输出响应矢量。

进一步地，对所述空时自适应滤波系数w进行平滑处理的步骤是指：

计算w_smooth＝αw′_smooth+βw；

其中，w′_smooth为上一次平滑处理得到的系数，α和β是两个平滑处理的参数，取值范围均为0～1，包括0和1，且α+β＝1。

进一步地，α为0.9，β为0.1。

本发明提供了一种空时自适应滤波装置，包括：

存储单元、空时滤波器；

采样单元，用于获取多通道基带数据并保存在所述存储单元中；

系数计算单元，用于根据存储的多通道基带数据计算空时自适应滤波系数w；