[发明专利]一种适用于卫星通信的空时联合抗干扰方法、装置及设备

说明书

本发明公开了一种适用于卫星通信的空时联合抗干扰方法、装置及设备，方法包括：采用MUSIC算法估计接收信号的波达方向；采用线性约束最小方差优化准则求解波束赋形权重矢量；根据波束赋形权重矢量对接收信号进行第一级干扰抑制处理；对经过第一级干扰抑制处理后的信号扩展维度；采用基于最大化信号干噪比准则的空时处理方法再次求解波束赋形权重矢量；根据再次求解得到的波束赋形权重矢量对经过维度扩展后的信号进行第二级干扰抑制处理；采用标准MLSE方法对经过第二级干扰抑制处理后的信号进行检测，恢复出有用符号序列。本发明采用两级干扰抑制方法，提高干扰场景下北斗卫星导航系统向电网设备提供无线通信服务的可靠性。

技术领域

本发明涉及天线阵列信号处理技术领域，具体涉及一种适用于卫星通信的空时联合抗干扰方法、装置及设备。

背景技术

目前，北斗卫星导航系统已经完全实现为我国全天候提供精准的导航、授时、定位和短报文通信等服务，在我国经济社会发展过程中扮演着越来越重要的角色。由于卫星通信方式优势明显，受地理位置和时间等客观因素限制较小，因此发展迅速，但发展的过程中仍然面临一定问题，而挑战之一就是日益复杂的电磁环境。由于空间(尤其地面空间)中存在大量电磁干扰，甚至是恶意干扰，导致卫星信号极易受到影响。另一方面，在电网应用场景下，通常有大量电力设备布置在偏远地区，主要通过北斗卫星导航系统提供的授时、定位等服务来实现电网时间基准统一、电站环境监测、电力车辆监控等功能。当干扰严重时，使得地面导航接收机接收信号质量下降，严重影响北斗卫星导航系统服务质量，进而可能带来难以弥补的电力应用损失。因此，如何抑制干扰、提高北斗卫星导航系统通信的可靠性和安全性，保障北斗卫星导航系统服务质量具有重要意义。

发明内容

为了解决卫星通信中干扰抑制能力不足的问题，本发明提供了一种适用于卫星通信的空时联合抗干扰方法。本发明采用两级干扰抑制方法，提高干扰场景下北斗卫星导航系统向电网设备提供无线通信服务的可靠性。

本发明通过下述技术方案实现：

一种适用于卫星通信的空时联合抗干扰方法，包括：

采用多重信号分类算法估计接收信号的波达方向；

基于期望信号的波达方向，采用线性约束最小方差优化准则求解波束赋形权重矢量；所述期望信号的波达方向为接收信号中有用信号的波达方向；

根据波束赋形权重矢量对接收信号进行第一级干扰抑制处理；

根据导向矢量原理对经过第一级干扰抑制处理后的信号进行维度扩展；

采用基于最大化信号干噪比准则的空时处理方法再次求解波束赋形权重矢量；

根据再次求解得到的波束赋形权重矢量对经过维度扩展后的信号进行第二级干扰抑制处理；

采用标准最大似然序列估计方法对经过第二级干扰抑制处理后的信号进行检测，恢复出有用符号序列。

优选的，本发明采用线性约束最小方差优化准则求解得到的波束赋形权重矢量为：

w₁＝R^-1C(C^HR^-1C)^-1f

其中，C为约束矩阵，其由所得信号波达方向对应的导向矢量构造；f为与期望信号方向有关的约束向量；R为天线阵列接收信号的采样协方差矩阵。

优选的，本发明的根据波束赋形权重矢量对接收信号进行第一级干扰抑制处理步骤具体为：

采用求解得到的权重矢量w₁对第k时刻天线阵列接收信号x(k)加权处理，输出信号为

优选的，本发明的根据导向矢量原理对经过第一级干扰抑制处理后的信号进行维度扩展步骤具体为：