[发明专利]一种多波束卫星干扰抑制方法、存储介质及计算设备

权利要求书

1.一种多波束卫星干扰抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、多波束卫星接收端的M个接收天线接收连续感知数据，经滤波采样后，在第k个节拍，用M维的列向量表示接收信号；

S2、根据步骤S1获得的接收信号确定接收信号的协方差矩阵；

S3、对步骤S1获得的接收信号进行阵列信号处理，通过最大化信干噪比准则计算最优的波束形成矢量，根据角度互易性原理估计期望信号的导向矢量；

S4、根据所有可能方向上的空间谱分布和步骤S2得到的接收信号协方差矩阵，利用Capon空间谱估计器重构干扰加噪声的协方差矩阵；

S5、利用基于最差情况性能优化的波束形成准则，对步骤S3估计出的期望信号导向矢量和步骤S4重构的干扰加噪声的协方差矩阵进行修正，使用修正后的波束形成矢量对接收数据进行处理，完成干扰抑制；

当期望信号与干扰信号的到达角间隔大于波束宽度时，做如下近似，设干扰信号的数目等于1，当只有一个干扰源时，用特征分解形式表示同时用阵列信号形式表示联合的两种表示形式进行修正，联合的两种表示形式得到如下：

其中，i＝1,2，γ₁为干扰信号的特征值，γ₂为噪声信号的特征值，和分别表示期望信号、第i个干扰信号和噪声的功率，γ_i为重构后协方差矩阵的特征值，为期望信号的导向矢量，e_i为重构后协方差矩阵对应的特征向量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，接收信号x(k)具体为：

s₀(k)、s_i(k)和n(k)分别表示相互统计独立的期望信号、干扰和噪声，a₀为期望信号假定先验已知的导向矢量，P为干扰信号个数，a_i为第i个信号或干扰的导向矢量，具体为：

其中，λ为电磁波长，j为复数标志，d为接收天线间距，为实际信号到达角。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，用K个快照的样本协方差矩阵替代接收信号的协方差矩阵R，具体为：

其中，x(k)为第k个节拍的观测值，(·)^H为共轭转置操作。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，期望信号的导向矢量为：

其中，λ为电磁波长，j为复数标志，d为接收天线间距，w₀为已知的波束中间角。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，最优的波束形成矢量w_opt如下：

其中，R_in是实际的干扰加噪声的协方差矩阵，a₀是期望信号假定先验已知的导向矢量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，干扰加噪声的协方差矩阵为：

其中，γ_i和e_i分别是重构后协方差矩阵的特征值和对应的特征向量，且特征值是按降序排列的E_I＝[e₁,...,e_P]和E_N＝[e_P+1,...,e_M]分别表示干扰子空间和噪声子空间，P为干扰信号个数。

7.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至6所述的方法中的任一方法。

8.一种计算设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至6所述的方法中的任一方法的指令。