[发明专利]一种改善TDRSS阵元信号群时延非一致性的自适应方法

摘要

本发明公开了一种改善跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)反向链路多路阵元信号群时延非一致性对星下波束形成(Digital Beam Forming，以下简称DBF)指向精度影响的自适应联动方法。该方法基于频分复用(FDM)分离滤波器组输出的30路阵元信号群时延的实际统计量和满足系统DBF指向性能要求时30路阵元信号群时延的规定统计量，采用最小均方(LMS)算法优化滤波器组的权系数，通过改变滤波器权系数来调整单路滤波器群时延以满足FDM分离滤波器组输出阵元信号群时延一致性最优。本发明的自适应联动算法可为改善TDRSS的DBF指向偏差(因多通道群时延非一致性引起)提供新的解决思路。

主权项

1.一种改善TDRSS阵元信号群时延非一致性的自适应方法，其特征采用以下步骤：A、在多用户DBF指向精度达到系统性能要求时，可以获得多路阵元信号的群时延一致性需要满足的条件，即假定30路阵元信号的群时延τ_0i(i＝1，2，…，30)分布规律服从规定统计量时，多路阵元信号的群时延非一致性对DBF指向精度的影响就可以忽略。其中，为多路阵元信号群时延规定统计量的均值，为对应方差；B、采用频率响应屏蔽(FRM)技术来设计单路有限冲激响应(FIR)窄过渡带滤波器，其满足过渡带陡峭而带内群时延小的要求，且通过调节单路滤波器的权系数就可以改变对应的FIR滤波器的群时延特性，采用30个这样的FIR滤波器构成TDRSS的反向链路地面终端站的频分复用(FDM)分离滤波器组；C、根据滤波器组30路滤波器输出阵元信号的实际相位和对应的频率，计算出各路滤波器输出阵元信号的群时延最大值τ_i(i＝1，2，…，30)，以得到滤波器组输出的30路阵元信号的群时延实际统计量其中为多路阵元信号实际群时延统计量的均值，为对应的方差；D、定义误差信号根据系统的实际要求设定阈值ε。当e(n)≤ε，也即系统多路阵元信号的群时延特性满足DBF指向精度的要求，此时则无需调整FRM滤波器组的权系数；当e(n)＞ε，也即系统多路阵元信号的群时延特性不能满足DBF指向精度的要求，此时根据多路群时延的实际统计量和规定统计量采用最小均方(LMS)算法，优化调整FDM分离滤波器组的各路滤波器权系数，使误差信号e(n)满足e(n)≤ε。