CN105893334B - 复信号抗干扰矩阵上三角化方法和信号抗干扰处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复信号抗干扰矩阵上三角化方法和信号抗干扰处理装置，其方法包括：在边界处理单元对输入的第一复信号数据进行CORDIC旋转求模运算和对所存储的实数数据进行CORDIC旋转求模运算，得到求模结果值和旋转因子，用求模结果值更新实数数据，并向后向的内部处理单元输出所得到的旋转因子；在内部处理单元根据前向的边界处理单元输出的旋转因子，对输入的复信号数据的以及所存储的第三复信号数据的进行两级CORDIC旋转运算，获得第四复信号数据、第五复信号数据，用第五复信号数据更新第三复信号数据，将第四复信号数据输出至后续的边界处理单元或者内部处理单元，采用本发明方案，可以提高运算速度、减少资源的占用率。

Description

复信号抗干扰矩阵上三角化方法和信号抗干扰处理装置

技术领域

本发明涉及复信号处理技术领域，特别是涉及一种复信号抗干扰矩阵上三角化方法和信号抗干扰处理装置。

背景技术

在北斗导航技术中，抗干扰是在保证期望信号损失尽量小的情况下，抗干扰模块是有效地对外部环境存在的突发窄带干扰以及压制式干扰进行抑制，从而保证后端接收机正常工作的一种预处理方法。在实现过程中，抗干扰软件的本质是采用一种自适应滤波最佳准则，对输入信号自适应配置权值，在干扰来向产生较深零陷，实现干扰对消，从而使输出误差最小。抗干扰算法的选取直接影响到抗干扰效果，判定抗干扰算法优劣主要考虑权值的收敛特性，包括收敛速度和收敛的准确性，为保证算法的收敛速度足够快，结合成本等因素考虑，抗干扰软件通常采用在线可编程逻辑器件(Field-Programmable Gate Array，FPGA)作为解决方案。最佳滤波准则目标方程的解是抗干扰算法的最优解权值，然而，在解方程过程中，需对输入数据的自相关矩阵进行求逆运算，计算复杂度极高，不利于FPGA工程化实现。

传统的解决方法，采用递推的改进算法，对最优权值进行搜索，这避免了对矩阵直接进行求逆运算，降低了算法复杂度，但同时算法的收敛性能以及所得权值的稳定性也相应地降低。QRD-SMI算法是对目标方程求解过程的一种优化算法，其采用Givens旋转对矩阵进行上三角化，从而避免了矩阵求逆，解权值等价于直接矩阵求逆的最优解，在保证抗干扰性能的同时，降低了算法复杂度。QRD-SMI算法在Givens旋转过程中，采用了CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer，坐标旋转数字计算机)技术，但CORDIC本身不支持对复信号数据进行旋转，而实际北斗导航信号需经过模拟和数字下变频至零频复信号进行处理。在CORDIC扩展中，可以加入一个含指数的矩阵实现CORDIC的复数旋转，但由于这种方式中存在复指数运算，在FPGA实现中，或采用常用的查找表方法，占用资源非常庞大，实时性降低，不适用于工程化实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复信号抗干扰矩阵上三角化方法和复信号抗干扰处理装置，可以提高运算速度、减少资源的占用率。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种复信号抗干扰矩阵上三角化方法，所述方法应用于基于FPGA实现的信号抗干扰处理装置中，所述信号抗干装置包括CORDIC旋转阵，所述CORDIC旋转阵包括边界处理单元、内部处理单元，所述方法包括：

将输入的复信号数据矩阵中的数据分配输入给边界处理单元、内部处理单元；

在边界处理单元对输入的第一复信号数据的实部和虚部进行第一级CORDIC旋转求模运算和对所存储的实数数据进行第二级CORDIC旋转求模运算，得到两级旋转求模结果值和旋转因子，用所述两级旋转求模结果值更新所述实数数据，并向后向的内部处理单元输出所得到的旋转因子；

在内部处理单元根据前向的边界处理单元输出的旋转因子，对输入的第二复信号数据的实部和虚部以及所存储的第三复信号数据的实部和虚部进行两级CORDIC旋转运算，获得第四复信号数据、第五复信号数据，用所述第五复信号数据更新所述第三复信号数据，将所述第四复信号数据输出至后续的边界处理单元或者内部处理单元。

一种复信号抗干扰处理装置，包括数据分配单元和CORDIC旋转阵，所述CORDIC旋转阵包括边界处理单元、内部处理单元：

数据分配单将输入的复信号数据矩阵中的数据分配输入给边界处理单元、内部处理单元；

边界处理单元用于对输入的第一复信号数据的实部和虚部进行第一级CORDIC旋转求模运算和对所存储的实数数据进行第二级CORDIC旋转求模运算，得到两级旋转求模结果值和旋转因子，用所述两级旋转求模结果值更新所述实数数据，并向后向的内部处理单元输出所得到的旋转因子；

内部处理单元用于根据前向的边界处理单元输出的旋转因子，对输入的第二复信号数据的实部和虚部以及所存储的第三复信号数据的实部和虚部进行两级CORDIC旋转运算，获得第四复信号数据、第五复信号数据，用所述第五复信号数据更新所述第三复信号数据，将所述第四复信号数据输出至后续的边界处理单元或者内部处理单元。

采用上述本发明的方案，是将复数旋转分解成了两次实数旋转，避免了对数据矩阵直接求逆运算和指数运算，提高了运算速度、减少了资源的占用率，同时，两次实数旋转与原本的复数旋转具有等价性。

附图说明

图1为CORDIC的旋转模式的坐标关系示意图；

图2为基于CORDIC算法的旋转阵；

图3为边界处理单元的处理框架示意图；

图4在输入负旋转角度时内部处理单元的处理框架示意图；

图5在输入正旋转角度时内部处理单元的处理框架示意图；

图6为本发明实施例的复信号抗干扰矩阵上三角化方法的实现流程示意图；

图7为本发明实施例的复信号抗干扰矩阵上三角化方法应用于抗干扰数据处理中的实现流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

为了便于理解本发明的方案，以下首先对传统技术以及传统技术所存在的问题进行说明。

一、CORDIC算法

CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)算法即坐标旋转数字计算方法，是J.D.Volder于1959年首次提出，通过移位和加减运算，能递归计算常用的函数值，如Sin、Cos、Sinh、Cosh等函数，CORDIC技术首先用于导航系统，使得矢量的旋转和定向运算不需要做查三角函数表、乘法、开方及反三角函数等复杂运算。

自适应滤波QRD-SMI算法具有良好的数值稳定性，并可采用Systolic阵列实现实时流水计算，易于在FPGA硬件平台上进行实现，QRD-SMI算法的核心是通过Givens旋转对数据矩阵进行上三角化，CORDIC是一种有效实现Givens旋转的技术。

CORDIC有两种计算模式：旋转模式和求模模式。旋转模式将给定矢量进行要求角度θ的旋转，计算新矢量的坐标值；求模模式则将给定矢量向x轴旋转，以求得原矢量的模长和幅角。下面以旋转为例说明其原理。

旋转模式的坐标关系示于图1，设坐标X₀-Y₀逆时针旋转θ角成为新的X-Y坐标系，矢量P的坐标由(x₀，y₀)变成(x，y)，则有

若将旋转角度θ分解为若干固定角度的线性集合，即

θ＝δ₁a₁+δ₂a₂+…+δ_na_n，δ_i＝±1 (2)

则可将坐标系旋转过程分解成若干次旋转集合，即

若取固定角度集合a_i＝tan^-1(2^-i)，代入式(3)可得

令z_i为要求转角θ与θ_i-1之差z_i＝θ-θ_i-1，其中θ_i-1为已完成旋转的角度，则有

z_i+1＝z_i-δ_ia_i (5)

cosδ_ia_i为公因子，旋转过程中可不进行计算，最后可通过连乘补模，联合式(5)和式(4)可得CORDIC技术的递推公式：

可以看出CORDIC算法实际上只是由一系列简单的移位和加法操作组成，有利于在FPGA中实现。设原矢量(x₀，y₀)经n次基本旋转公式循环后结果为(x′，y′)，原矢量精确旋转θ角度后，新矢量为(x，y)，则有

其中K(n)是在递推过程中，模长的校正值，通过对旋转乘以该校正值，保持原矢量模值不变。

由于tan^-1(1)＝45°，tan^-1(1/2)≈26°，为使CORDIC算法适应于全平面的旋转问题，将上面的基本公式循环增加一步初始旋转，即首先将初始矢量旋转90°，(x₀，y₀)变为(δy₀，δx₀)，δ决定旋转方向。这能够将矢量都旋转到一、四象限。这个改进使CORDIC算法能完成对平面矢量进行从-180°～+180°的旋转运算。

根据式(6)构造旋转矩阵

则有

即任意角度旋转可分解成一系列微旋转之积，每个微旋转仅用到了移位和加法。我们一般取有限角度构成旋转序列，角度集的大小决定了角度逼近程度，即

且

式(10)即为式(8)。

在FPGA硬件中实现时，矩阵上三角化有两种节点，λ_i确定方式不同，构成了两种CORDIC节点即引导节点和旋转节点，令旋转次数为N，则引导节点的处理流程为：

若y＞0，则λ₀＝1，否则，λ₀＝-1，其中，x₁＝λ₀y，y₁＝-λ₀x；对于i从2到N+1，若y_i-1＞0，则λ_i＝1，否则，λ_i＝-1；

旋转节点的处理流程为：

x₁＝λ₀y，y₁＝-λ₀x对于i从2到N+1：

二、CORDIC算法存在的问题

以上是CORDIC旋转技术的介绍，是基于实数的旋转，CORDIC本身不支持复数旋转，在CORDIC扩展中，可以加入一个含指数的矩阵实现CORDIC的复数旋转：

基于CORDIC算法的旋转，旋转即是求模的过程，因此其结果为不小于零的整数，在复数求模过程中，将原复向量分解为一个复矩阵和一个实向量相乘，即进行两次求模运算，式(12)中存在复指数运算，在FPGA实现中，或采用常用的查找表方法，占用资源非常庞大，实时性降低，不适用于工程化实现，为了解决这一问题，本发明方案的原理是对复数旋转进行反递推，提出一种适用于FPGA工程化实现的CORDIC复数旋转方法，该方法结合实际主要应用于抗干扰矩阵上三角化工程中。以下对本发明方案的原理进行详细阐述。

图2为基于CORDIC算法的旋转阵，其中为四路输入复信号的实部，为虚部，数据从顶部流水进入，分配至各处理单元进行处理，处理单元分为边界处理单元(圆形)和内部处理单元(方形)，图中Z11～Z44为各处理单元寄存器编号，用于保存前时刻旋转完毕后的值，θ_ij为数据经过处理单元后，得到的后向处理单元所需输入的旋转参数(在后续称为旋转参数)，下面对复数变换进行递推，并介绍各处理单元的处理过程。

1、复数Givens变换：

复数Givens旋转为以下初等变换：

在上式中，变换矩阵为

消去了x_i下的元素y_i。

为实现这种消去及保证G为酉矩阵，要求

方程(15)的一个解为

2、边界处理单元：

CORDIC旋转阵的边界处理单元的任务就是构造一个酉矩阵，每输入一个复数就将其消为0，并且寄存器中仍保持为正实数。构造的酉矩阵为

具体可由图3中的硬件结构实现：

为方便书写推导，令r为当前边界处理单元的寄存器中的值，a₁和a₂对应输入复信号数据的实部和虚部值，与图2中和对应，r、a₁和a₂为实数。

其中，

构造的酉矩阵消去过程如下式所示

将(19)带入(18)可得：

证明构造的酉矩阵是有效的。

3、内部处理单元：

边界处理单元通过二级旋转完成边界处理，并将形成的旋转因子(θ₂和θ₁)传递至内部处理单元，其中，θ₂指c₂、s₂；θ₁指s₁、s₂。由于θ₂带有方向性，在内部处理单元确定初次旋转方向，因此分为两种情况-θ₂(负旋转角度)和θ₂(正旋转角度)讨论内部处理单元的处理流程。

(1)当输入的是-θ₂时

参见图4所示，在负角度内部处理单元实现中，得到：

上式中d₁+id₂为当前内部处理单元中存储的复信号数据，b₁+ib₂为输入到当前内部处理单元中的复信号数据，用r₁+ir₂更新当前内部处理单元中存储的复信号数据，并输出y₁+iy₂。

需要说明的是，公式(26)～(27)中，r₁＝c₁d₁+s₁c₂b₁-s₁s₂b₂、r₂＝c₁d₂+s₁s₂b₁+s₁c₂b₂、y₁＝c₁b₁-s₁c₂d₁-s₁s₂d₂、y₂＝c₁b₂-s₁c₂d₂+s₁s₂d₁。

(2)当输入的是θ₂时

参见图5所示，在正角度内部处理单元实现中，得到

上式中d₁+id₂为当前内部处理单元中存储的复信号数据，b₁+ib₂为输入到当前内部处理单元中的复信号数据，用r₁+ir₂更新当前内部处理单元中存储的复信号数据，并输出y₁+iy₂。

需要说明的是，公式(31)～(34)中，r₁＝c₁d₁+s₁(c₂b₁+s₂b₂)、r₂＝c₁d₂+s₁(c₂b₂-s₂b₁)、y₁＝c₁b₁-s₁(c₂d₁-s₂d₂)、c₁b₂-s₁(c₂d₂+s₂d₁)。

本发明通过递推复数旋转公式，证明了复数旋转分解为两次实数旋转的等价性，实现了基于FPGA的抗干扰矩阵上三角化。以下对本发明方案进行详细阐述。

实施例一

本发明实施例一提供一种复信号抗干扰矩阵上三角化方法，该方法应用于基于FPGA实现的信号抗干扰处理装置中，所述信号抗干装置包括CORDIC旋转阵，所述CORDIC旋转阵包括边界处理单元、内部处理单元。

参见图6所示，为本发明实施例一的复信号抗干扰矩阵上三角化方法的实现流程示意图。如图6所示，本实施例一中的复信号抗干扰矩阵上三角化方法包括如下步骤：

步骤S101：将输入的复信号数据矩阵中的数据分配输入给边界处理单元、内部处理单元；

这里，复信号数据矩阵对应的复信号可以是北斗导航信号，但也不限于此；

具体地，可以预设的分配规则将复信号数据矩阵中的各数据分配输入给对应的边界处理单元、内部处理单元，具体应用时，可以采用任意可以实现的方式；

步骤S102：在边界处理单元对输入的第一复信号数据的实部和虚部进行第一级CORDIC旋转求模运算和对所存储的实数数据进行第二级CORDIC旋转求模运算，得到两级旋转求模结果值和旋转因子，用所述两级旋转求模结果值更新所述实数数据，并向后向的内部处理单元输出所得到的旋转因子；

在其中一个实施例中，对输入的第一复信号数据的实部和虚部进行第一级CORDIC旋转求模运算和对所存储的实数数据进行第二级CORDIC旋转求模运算，得到两级旋转求模结果值和旋转因子的过程可以包括如下步骤：

(1.1)进行对a₁、a₂的第一级CORDIC旋转求模运算，获得c₂、s₂、

其中，a₁、a₂分别为所述第一复信号数据的实部、虚部，

具体地，首先对a₁、a₂进行第一级CORDIC旋转求模运算，得到第一复信号数据的模值，即再基于a₁、a₂、获得c₂、s₂，c_2、s₂表示第一旋转因子，即上述原理叙述中的θ₂；

(1.2)进行对r的第二级CORDIC旋转求模运算，获得c₁、s₁；

其中，r为所述存储数据，

具体地，首先对r进行第一级CORDIC旋转求模运算，得到两级旋转求模结果值，即再基于r、获得s₁、s₂，s₁、s₂表示第二旋转因子，即上述原理叙述中的θ₁；

本发明实施例中的的旋转因子包括这里的第一旋转因子和第二旋转因子。

步骤S103：在内部处理单元根据前向的边界处理单元输出的旋转因子，对输入的第二复信号数据的实部和虚部以及所存储的第三复信号数据的实部和虚部进行两级CORDIC旋转运算，获得第四复信号数据、第五复信号数据，用所述第五复信号数据更新所述第三复信号数据，将所述第四复信号数据输出至后续的边界处理单元或者内部处理单元；

在其中一个实施例中，在根据c₂、s₂确定的旋转角度为负旋转角度时，所述对输入的第二复信号数据的实部和虚部以及所存储的第三复信号数据的实部和虚部进行两级CORDIC旋转运算，获得第四复信号数据、第五复信号数据的过程可以包括步骤：

(2.1)通过c₂、-s₂对b₂、b₁进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂b₂+s₂b₁、c₂b₁-s₂b₂；

本步骤相当于执行上述的公式(22)的过程；

(2.2)通过c₂、-s₂对d₁、d₂进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂d₁+s₂d₂、c₂d₂-s₂d₁；

本步骤相当于执行上述的公式(23)的过程；

(2.3)通过c₁、-s₁对d₁、c₂b₁-s₂b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₁+s₁c₂b₁-s₁s₂b₂；

本步骤相当于执行上述的公式(24)的过程；

(2.4)通过c₁、-s₁对d₂、c₂b₂+s₂b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₂+s₁s₂b₁+s₁c₂b₂；

本步骤相当于执行上述的公式(25)的过程；

(2.5)通过c₁、-s₁对c₂d₁+s₂d₂、b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₁-s₁c₂d₁-s₁s₂d₂；

本步骤相当于执行上述的公式(26)的过程；

(2.6)通过c₁、-s₁对c₂d₂-s₂d₁、b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₂-s₁c₂d₂+s₁s₂d₁；

本步骤相当于执行上述的公式(27)的过程；

(2.7)生成以c₁d₁+s₁c₂b₁-s₁s₂b₂为实部、c₁d₂+s₁s₂b₁+s₁c₂b₂为虚部的第五复信号数据，并生成以c₁b₁-s₁c₂d₁-s₁s₂d₂为实部、c₁b₂-s₁c₂d₂+s₁s₂d₁为虚部的第四复信号数据；

其中，b₁、b₂分别指第二复信号数据的实部和虚部，d₁、d₂分别指第三复信号数据的实部和虚部。

在根据c₂、s₂确定的旋转角度为正旋转角度时，所述对输入的第二复信号数据的实部和虚部以及所存储的第三复信号数据的实部和虚部进行两级CORDIC旋转运算，获得第四复信号数据、第五复信号数据的过程可以包括步骤：

(3.1)通过c₂、-s₂对b₁、b₂进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂b₁+s₂b₂、c₂b₂-s₂b；

本步骤相当于执行上述的公式(29)的过程；

(3.2)通过c₂、-s₂对d₂、d₁进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂d₂+s₂d₁、c₂d₁-s₂d₂；

本步骤相当于执行上述的公式(30)的过程；

(3.3)通过c₁、-s₁对d₁、c₂b₁+s₂b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₁+s₁(c₂b₁+s₂b₂)；

本步骤相当于执行上述的公式(31)的过程；

(3.4)通过c₁、-s₁对d₂、c₂b₂-s₂b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₂+s₁(c₂b₂-s₂b₁)；

本步骤相当于执行上述的公式(32)的过程；

(3.5)通过c₁、-s₁对c₂d₁-s₂d₂、b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₁-s₁(c₂d₁-s₂d₂)；

本步骤相当于执行上述的公式(33)的过程；

(3.6)通过c₁、-s₁对c₂d₂+s₂d₁、b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₂-s₁(c₂d₂+s₂d₁)；

本步骤相当于执行上述的公式(34)的过程；

(3.7)生成以c₁d₁+s₁(c₂b₁+s₂b₂)为实部、c₁d₂+s₁(c₂b₂-s₂b₁)为虚部的第五复信号数据，并生成以c₁b₁-s₁(c₂d₁-s₂d₂)为实部、c₁b₂-s₁(c₂d₂+s₂d₁)为虚部的第四复信号数据；

其中，b₁、b₂分别指第二复信号数据的实部和虚部，d₁、d₂分别指第三复信号数据的实部和虚部。

旋转角度是正旋转角度还是负角度可以采用现有方式实现，具体可以参见上述的引导节点的处理流程，在此不予赘述。在具体实现时，旋转角度是正旋转角度还是负角度一般是由边界处理单元确定。

在FPGA实现上，以四阵元抗干扰天线为例，FPGA芯片选取为xc7a200tfbg484-2，对比传统的复数上三角化方法，比较结果如表1所示。

表1本实施例的抗干扰矩阵上三角化方法与传统方案对比

可以看出，在相同计算精度的条件下，本实施例的抗干扰矩阵上三角化方法相比传统方法，资源占用减少了55％，可在112MHz的时钟下运行，相比传统方法运算速度提高了62％，在FPGA算法工程化过程中，资源和时序是设计师最关心的两个约束，本实施例方案极大地节省了资源占用，提高算法运行速率，同时具有良好的可扩展性，由于各处理单元的接口几乎相同，后续还可以通过时分复用的方式进一步进行资源优化。

上述实施例中的复信号抗干扰矩阵上三角化方法可以较佳的应用于用于抗干扰数据处理中，具有较好的应用前景。参见图7所示，为本发明的复信号抗干扰矩阵上三角化方法应用于抗干扰数据处理中的一个具体的实施例。

首先由外置天线接收卫星导航信号，经过射频模块下变频至中频送至抗干扰处理模块，抗干扰处理模块分为三个部分，首先运用上述实施例中的复信号抗干扰矩阵上三角化方法对输入的复信号数据矩阵进行上三角化，再通过权值解算模块将三角化数据矩阵进行解算，得到最优配置权值，权值配置模块向各通道配置该最优权值，得到干扰抑制的结果ε输出至后续终端进行解析，完成整个抗干扰处理过程。传统的抗干扰处理过程，需要对数据矩阵进行直接求逆，或者按传统的矩阵上三角化方法以避免求逆运算，但同时引入指数运算，复杂度并无明显降低，资源占用非常庞大，采用本发明提出的复信号抗干扰矩阵上三角化方法，在抗干扰处理过程，避免了对数据矩阵进行直接求逆运算和指数运算，同时输出结果在理论上和最佳滤波解是等效的。

根据上述本发明的复信号抗干扰矩阵上三角化方法，本发明实施例还提供一种复信号抗干扰处理装置。

本实施例的复信号抗干扰处理装置包括数据分配单元和CORDIC旋转阵，CORDIC旋转阵包括边界处理单元、内部处理单元，其中，边界处理单元、内部处理单元的个数根据实际需要设置。

数据分配单将输入的复信号数据矩阵中的数据分配输入给边界处理单元、内部处理单元；

边界处理单元用于对输入的第一复信号数据的实部和虚部进行第一级CORDIC旋转求模运算和对所存储的实数数据进行第二级CORDIC旋转求模运算，得到两级旋转求模结果值和旋转因子，用所述两级旋转求模结果值更新所述实数数据，并向后向的内部处理单元输出所得到的旋转因子；

内部处理单元用于根据前向的边界处理单元输出的旋转因子，对输入的第二复信号数据的实部和虚部以及所存储的第三复信号数据的实部和虚部进行两级CORDIC旋转运算，获得第四复信号数据、第五复信号数据，用所述第五复信号数据更新所述第三复信号数据，将所述第四复信号数据输出至后续的边界处理单元或者内部处理单元。

在其中一个实施例中，所述边界处理单元可以包括：

第一旋转求模模块，用于进行对a₁、a₂的第一级CORDIC旋转求模运算，获得c₂、s₂、

第二旋转求模模块，用于进行对r的第二级CORDIC旋转求模运算，获得c₁、s₁、

第一更新与输出模块，用于用更新r，并输出c₂、s₂、c₁、s₁；

其中，a₁、a₂分别为所述第一复信号数据的实部、虚部，r为所述存储数据，c₂、s₂、c₁、s₁表示旋转因子，表示所述两级旋转求模结果值，

在其中一个实施例中，所述可以内部处理单元包括：

第一处理模块，用于在根据c₂、s₂确定的旋转角度为负旋转角度时，通过c₂、-s₂对b₂、b₁进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂b₂+s₂b₁、c₂b₁-s₂b₂；通过c₂、-s₂对d₁、d₂进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂d₁+s₂d₂、c₂d₂-s₂d₁；通过c₁、-s₁对d₁、c₂b₁-s₂b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₁+s₁c₂b₁-s₁s₂b₂；通过c₁、-s₁对d₂、c₂b₂+s₂b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₂+s₁s₂b₁+s₁c₂b₂；通过c₁、-s₁对c₂d₁+s₂d₂、b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₁-s₁c₂d₁-s₁s₂d₂；通过c₁、-s₁对c₂d₂-s₂d₁、b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₂-s₁c₂d₂+s₁s₂d₁；生成以c₁d₁+s₁c₂b₁-s₁s₂b₂为实部、c₁d₂+s₁s₂b₁+s₁c₂b₂为虚部的第五复信号数据，并生成以c₁b₁-s₁c₂d₁-s₁s₂d₂为实部、c₁b₂-s₁c₂d₂+s₁s₂d₁为虚部的第四复信号数据；

第二更新与输出模块，用于用所述第五复信号数据更新所述第三复信号数据，将所述第四复信号数据输出至后续的边界处理单元或者内部处理单元；

其中，b₁、b₂分别指第二复信号数据的实部和虚部，d₁、d₂分别指第三复信号数据的实部和虚部。

在其中一个实施例中，所述内部处理单元可以包括：

第二处理模块，用于在根据c₂、s₂确定的旋转角度为正旋转角度，通过c₂、-s₂对b₁、b₂进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂b₁+s₂b₂、c₂b₂-s₂b，通过c₂、-s₂对d₂、d₁进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂d₂+s₂d₁、c₂d₁-s₂d₂，通过c₁、-s₁对d₁、c₂b₁+s₂b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₁+s₁(c₂b₁+s₂b₂)，通过c₁、-s₁对d₂、c₂b₂-s₂b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₂+s₁(c₂b₂-s₂b₁)，通过c₁、-s₁对c₂d₁-s₂d₂、b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₁-s₁(c₂d₁-s₂d₂)，通过c₁、-s₁对c₂d₂+s₂d₁、b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₂-s₁(c₂d₂+s₂d₁)，生成以c₁d₁+s₁(c₂b₁+s₂b₂)为实部、c₁d₂+s₁(c₂b₂-s₂b₁)为虚部的第五复信号数据，并生成以c₁b₁-s₁(c₂d₁-s₂d₂)为实部、c₁b₂-s₁(c₂d₂+s₂d₁)为虚部的第四复信号数据，第二更新与输出模块，用于用所述第五复信号数据更新所述第三复信号数据，将所述第四复信号数据输出至后续的边界处理单元或者内部处理单元；

其中，b₁、b₂分别指第二复信号数据的实部和虚部，d₁、d₂分别指第三复信号数据的实部和虚部。

在其中一个实施例中的信号抗干扰处理装置，还可以包括：

权值结算模块，用于根据所述CORDIC旋转阵的处理结果进行配置权值的计算；

权值配置模块，用于向数据传输通道配置所计算出的配置权值，获得干扰抑制的结果输出至终端进行解析。

本发明实施例提供的信号抗干扰处理装置，需要指出的是：以上对信号抗干扰处理装置的描述，与上述复信号抗干扰矩阵上三角化方法的描述是类似的，并且具有上述复信号抗干扰矩阵上三角化方法的有益效果，为节约篇幅，不再赘述；因此，以上对本发明实施例提供的信号抗干扰处理装置中未披露的技术细节，请参照上述提供的复信号抗干扰矩阵上三角化方法的描述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种复信号抗干扰矩阵上三角化方法，所述复信号包括北斗导航信号，其特征在于，所述方法应用于基于FPGA实现的复信号抗干扰处理装置中，所述复信号抗干扰处理装置包括数据分配单元、边界处理单元、内部处理单元，所述方法包括：

在数据分配单元将输入的复信号数据矩阵中的数据分配输入给边界处理单元、内部处理单元；

在边界处理单元对输入的第一复信号数据的实部和虚部进行第一级CORDIC旋转求模运算，对通过第一级CORDIC旋转求模运算得到的第一复信号数据的模值和所存储的实数数据进行第二级CORDIC旋转求模运算，得到两级旋转求模结果值和旋转因子，用所述两级旋转求模结果值更新所述实数数据，并向后向的内部处理单元输出所得到的旋转因子；

在内部处理单元根据前向的边界处理单元输出的旋转因子，对输入的第二复信号数据的实部和虚部以及所存储的第三复信号数据的实部和虚部进行两级CORDIC旋转运算，获得第四复信号数据、第五复信号数据，用所述第五复信号数据更新所述第三复信号数据，将所述第四复信号数据输出至后续的边界处理单元或者内部处理单元；

将该基于FPGA的复信号抗干扰矩阵上三角化方法用于抗干扰数据处理中。

2.根据权利要求1所述的复信号抗干扰矩阵上三角化方法，其特征在于，所述对输入的第一复信号数据的实部和虚部进行第一级CORDIC旋转求模运算，对通过第一级CORDIC旋转求模运算得到的第一复信号数据的模值和所存储的实数数据进行第二级CORDIC旋转求模运算，得到两级旋转求模结果值和旋转因子的过程包括：

进行对a₁、a₂的第一级CORDIC旋转求模运算，获得c₂、s₂、

进行对r的第二级CORDIC旋转求模运算，获得c₁、s₁、

其中，a₁、a₂分别为所述第一复信号数据的实部、虚部，r为所述存储的实数数据，c₂、s₂、c₁、s₁表示旋转因子，表示所述两级旋转求模结果值，

3.根据权利要求2的复信号抗干扰矩阵上三角化方法，其特征在于：

在根据c₂、s₂确定的旋转角度为负旋转角度时，所述对输入的第二复信号数据的实部和虚部以及所存储的第三复信号数据的实部和虚部进行两级CORDIC旋转运算，获得第四复信号数据、第五复信号数据的过程包括步骤：

通过c₂、-s₂对b₂、b₁进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂b₂+s₂b₁、c₂b₁-s₂b₂；

通过c₂、-s₂对d₁、d₂进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂d₁+s₂d₂、c₂d₂-s₂d₁；

通过c₁、-s₁对d₁、c₂b₁-s₂b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₁+s₁c₂b₁-s₁s₂b₂；

通过c₁、-s₁对d₂、c₂b₂+s₂b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₂+s₁s₂b₁+s₁c₂b₂；

通过c₁、-s₁对c₂d₁+s₂d₂、b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₁-s₁c₂d₁-s₁s₂d₂；

通过c₁、-s₁对c₂d₂-s₂d₁、b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₂-s₁c₂d₂+s₁s₂d₁；

生成以c₁d₁+s₁c₂b₁-s₁s₂b₂为实部、c₁d₂+s₁s₂b₁+s₁c₂b₂为虚部的第五复信号数据，并生成以c₁b₁-s₁c₂d₁-s₁s₂d₂为实部、c₁b₂-s₁c₂d₂+s₁s₂d₁为虚部的第四复信号数据；

其中，b₁、b₂分别指第二复信号数据的实部和虚部，d₁、d₂分别指第三复信号数据的实部和虚部。

4.根据权利要求2的复信号抗干扰矩阵上三角化方法，其特征在于：

在根据c₂、s₂确定的旋转角度为正旋转角度时，所述根据前向的边界处理单元输出的旋转因子，对输入的第二复信号数据的实部和虚部以及所存储的第三复信号数据的实部和虚部进行两级CORDIC旋转运算，获得第四复信号数据、第五复信号数据的过程包括步骤：

通过c₂、-s₂对b₁、b₂进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂b₁+s₂b₂、c₂b₂-s₂b₁；

通过前向的边界处理单元输出的c₂、-s₂对d₂、d₁进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂d₂+s₂d₁、c₂d₁-s₂d₂；

通过c₁、-s₁对d₁、c₂b₁+s₂b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₁+s₁(c₂b₁+s₂b₂)；

通过c₁、-s₁对d₂、c₂b₂-s₂b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₂+s₁(c₂b₂-s₂b₁)；

通过c₁、-s₁对c₂d₁-s₂d₂、b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₁-s₁(c₂d₁-s₂d₂)；

通过c₁、-s₁对c₂d₂+s₂d₁、b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₂-s₁(c₂d₂+s₂d₁)；

生成以c₁d₁+s₁(c₂b₁+s₂b₂)为实部、c₁d₂+s₁(c₂b₂-s₂b₁)为虚部的第五复信号数据，并生成以c₁b₁-s₁(c₂d₁-s₂d₂)为实部、c₁b₂-s₁(c₂d₂+s₂d₁)为虚部的第四复信号数据；

其中，b₁、b₂分别指第二复信号数据的实部和虚部，d₁、d₂分别指第三复信号数据的实部和虚部。

5.一种复信号抗干扰处理装置，所述复信号包括北斗导航信号，其特征在于，包括数据分配单元、边界处理单元、内部处理单元：

数据分配单元将输入的复信号数据矩阵中的数据分配输入给边界处理单元、内部处理单元；

边界处理单元用于对输入的第一复信号数据的实部和虚部进行第一级CORDIC旋转求模运算，对通过第一级CORDIC旋转求模运算得到的第一复信号数据的模值和所存储的实数数据进行第二级CORDIC旋转求模运算，得到两级旋转求模结果值和旋转因子，用所述两级旋转求模结果值更新所述实数数据，并向后向的内部处理单元输出所得到的旋转因子；

内部处理单元用于根据前向的边界处理单元输出的旋转因子，对输入的第二复信号数据的实部和虚部以及所存储的第三复信号数据的实部和虚部进行两级CORDIC旋转运算，获得第四复信号数据、第五复信号数据，用所述第五复信号数据更新所述第三复信号数据，将所述第四复信号数据输出至后续的边界处理单元或者内部处理单元。

6.根据权利要求5所述的复信号抗干扰处理装置，其特征在于，所述边界处理单元包括：

第一旋转求模模块，用于进行对a₁、a₂的第一级CORDIC旋转求模运算，获得c₂、s₂、

第二旋转求模模块，用于进行对r的第二级CORDIC旋转求模运算，获得c₁、s₁、

第一更新与输出模块，用于用更新r，并输出c₂、s₂、c₁、s₁；

其中，a₁、a₂分别为所述第一复信号数据的实部、虚部，r为所述存储的实数数据，c₂、s₂、c₁、s₁表示旋转因子，表示所述两级旋转求模结果值，

7.根据权利要求6的复信号抗干扰处理装置，其特征在于，所述内部处理单元包括：

第一处理模块，用于在根据c₂、s₂确定的旋转角度为负旋转角度时，通过c₂、-s₂对b₂、b₁进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂b₂+s₂b₁、c₂b₁-s₂b₂；通过c₂、-s₂对d₁、d₂进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂d₁+s₂d₂、c₂d₂-s₂d₁；通过c₁、-s₁对d₁、c₂b₁-s₂b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₁+s₁c₂b₁-s₁s₂b₂；通过c₁、-s₁对d₂、c₂b₂+s₂b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₂+s₁s₂b₁+s₁c₂b₂；通过c₁、-s₁对c₂d₁+s₂d₂、b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₁-s₁c₂d₁-s₁s₂d₂；通过c₁、-s₁对c₂d₂-s₂d₁、b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₂-s₁c₂d₂+s₁s₂d₁；生成以c₁d₁+s₁c₂b₁-s₁s₂b₂为实部、c₁d₂+s₁s₂b₁+s₁c₂b₂为虚部的第五复信号数据，并生成以c₁b₁-s₁c₂d₁-s₁s₂d₂为实部、c₁b₂-s₁c₂d₂+s₁s₂d₁为虚部的第四复信号数据；

第二更新与输出模块，用于用所述第五复信号数据更新所述第三复信号数据，将所述第四复信号数据输出至后续的边界处理单元或者内部处理单元；

其中，b₁、b₂分别指第二复信号数据的实部和虚部，d₁、d₂分别指第三复信号数据的实部和虚部。

8.根据权利要求6的复信号抗干扰处理装置，其特征在于，所述内部处理单元包括：

第二处理模块，用于在根据c₂、s₂确定的旋转角度为正旋转角度，通过c₂、-s₂对b₁、b₂进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂b₁+s₂b₂、c₂b₂-s₂b₁，通过c₂、-s₂对d₂、d₁进行第一级CORDIC旋转运算，得到c₂d₂+s₂d₁、c₂d₁-s₂d₂，通过c₁、-s₁对d₁、c₂b₁+s₂b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₁+s₁(c₂b₁+s₂b₂)，通过c₁、-s₁对d₂、c₂b₂-s₂b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁d₂+s₁(c₂b₂-s₂b₁)，通过c₁、-s₁对c₂d₁-s₂d₂、b₁进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₁-s₁(c₂d₁-s₂d₂)，通过c₁、-s₁对c₂d₂+s₂d₁、b₂进行第二级CORDIC旋转运算，得到c₁b₂-s₁(c₂d₂+s₂d₁)，生成以c₁d₁+s₁(c₂b₁+s₂b₂)为实部、c₁d₂+s₁(c₂b₂-s₂b₁)为虚部的第五复信号数据，并生成以c₁b₁-s₁(c₂d₁-s₂d₂)为实部、c₁b₂-s₁(c₂d₂+s₂d₁)为虚部的第四复信号数据，第二更新与输出模块，用于用所述第五复信号数据更新所述第三复信号数据，将所述第四复信号数据输出至后续的边界处理单元或者内部处理单元；

其中，b₁、b₂分别指第二复信号数据的实部和虚部，d₁、d₂分别指第三复信号数据的实部和虚部。

9.根据权利要求6的复信号抗干扰处理装置，其特征在于，还包括：

权值结算模块，用于根据所述内部处理单元的处理结果进行配置权值的计算；

权值配置模块，用于向数据传输通道配置所计算出的配置权值，获得干扰抑制的结果输出至终端进行解析。