CN110120826A - 一种干扰参数估计对消与stap级联处理的抗干扰方法 - Google Patents

一种干扰参数估计对消与stap级联处理的抗干扰方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110120826A
CN110120826A CN201910324713.6A CN201910324713A CN110120826A CN 110120826 A CN110120826 A CN 110120826A CN 201910324713 A CN201910324713 A CN 201910324713A CN 110120826 A CN110120826 A CN 110120826A
Authority
CN
China
Prior art keywords
interference
stap
signal
parameter estimation
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910324713.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110120826B (zh
Inventor
侯慧中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changsha Yidun Electronic Technology Co Ltd
Original Assignee
Changsha Yidun Electronic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changsha Yidun Electronic Technology Co Ltd filed Critical Changsha Yidun Electronic Technology Co Ltd
Priority to CN201910324713.6A priority Critical patent/CN110120826B/zh
Publication of CN110120826A publication Critical patent/CN110120826A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110120826B publication Critical patent/CN110120826B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/21—Interference related issues ; Issues related to cross-correlation, spoofing or other methods of denial of service
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/36—Means for anti-jamming, e.g. ECCM, i.e. electronic counter-counter measures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/537—Counter-measures or counter-counter-measures, e.g. jamming, anti-jamming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7097—Interference-related aspects
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/7097—Interference-related aspects
    • H04B1/7103—Interference-related aspects the interference being multiple access interference
    • H04B1/7107—Subtractive interference cancellation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

本发明公开了一种干扰参数估计对消与STAP级联处理的抗干扰方法，包括以下步骤：S1、将每一通道的ADC采样数据分别进行数字正交下变频处理，生成数字基带I、Q数据；S2、取某一路数据，对干扰参数进行估计；S3、根据参数估计结果重构干扰信号，并从各个通道中进行对消；S4、对消部分干扰后的数据进一步送往STAP模块进行处理；S5、STAP处理后的数据经过上变频处理，然后经过DAC转换为模拟信号后输出。本发明采用第一级的干扰对消，既可以用于抗窄带干扰，也可应用于抗宽带干扰，适用性强。并且将信号进行干扰参数估计对消与STAP级联处理，对比常规的抗干扰方法，抗干扰性能可提升10dB，抗干扰性能好。

Description

一种干扰参数估计对消与STAP级联处理的抗干扰方法
技术领域
本发明涉及扩频通信与卫星导航信号处理领域，具体的涉及一种干扰参数估计对消与STAP级联处理的抗干扰方法。
背景技术
现代通信系统中，由于各种无线设备(如雷达、卫星通信、移动通信、导航等)的辐射功率越来越大，种类和数目越来越多，频谱越来越宽，使得无线设备所处的电磁环境日趋复杂。无线设备在通信过程中往往会受到各种干扰的影响，而干扰信号对于通信系统来说往往是随机的、未知的甚至是恶意的，若无线设备所处的通话环境存在干扰源，干扰源发送的干扰信号会使无线通信过程中产生解码错误而无法正常数据交互。
目前，抗干扰处理已经广泛应用于卫星导航、无线通信、雷达、声纳等系统中，其主要目的之一就是为接收机提供可靠的干扰抑制能力。现有信号处理的抗干扰方法大部分不能同时应用于窄带抗干扰和宽带抗干扰，能同时应用于两个领域的处理方法又存在抗干扰性能不佳的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种能同时应用于窄带抗干扰和宽带抗干扰、并且抗干扰性能佳的干扰参数估计对消与STAP级联处理的抗干扰方法。
本发明采用的技术方案是：
一种干扰参数估计对消与STAP级联处理的抗干扰方法，包括以下步骤：
S1、将每一通道的ADC采样数据分别进行数字正交下变频处理，生成数字基带I、Q数据；
S2、取某一路数据，对干扰参数进行估计；
S3、根据参数估计结果重构干扰信号，并从各个通道中进行对消；
S4、对消部分干扰后的数据进一步送往STAP模块进行处理；
S5、STAP模块处理后的数据经过上变频处理，然后经过DAC转换为模拟信号后输出。
进一步的，所述步骤S2中干扰参数包括扩频干扰和线性调频干扰，对于扩频干扰，估计其码流、载波相位；对于线性调频干扰，估计其调频斜率、起始频率。
进一步的，扩频干扰的估计方法为
S2a、估计载频，将信号作平方运算，然后进行谱分析，得到载波频率w；
S2b、求I、Q信号的反正切，得到载波相位
S2c、将接收信号与上述载波信号相乘，进行符号判决，得到调制了信息的扩频码，d(t)；
S4d、按照公式：进行干扰信号重构。
进一步的，线性调频干扰的估计方法为：
按照公式0≤n≤N-1计算出信号的调频斜率、起始频率，其中A为信号的幅度，f0为起始频率，k为调频斜率，w(n)为零均值的高斯白噪声，方差为σ2。
进一步的，所述步骤S3中对消方法为：将原始接收信号与干扰重构信号相减。
进一步的，所述步骤S4中STAP采用NLMS算法，迭代公式为w(k+1)＝w(k)+2μkx(k)e*(k)。
进一步的，所述μk为控制算法收敛速度的可变收敛因子，计算公式为其中α∈(0,2)，β≥0。
本发明的有益效果在于：
本发明对数据进行干扰参数估计，根据参数估计结果恢复干扰信号，并从各个通道中进行对消，然后将对消部分干扰后的数据进行STAP处理。本发明采用第一级的干扰对消，既可以用于抗窄带干扰，也可应用于抗宽带干扰，适用性强。并且将信号进行干扰参数估计对消与STAP级联处理，对比常规的抗干扰方法，抗干扰性能可提升10dB，抗干扰性能好。
附图说明
图1为本发明干扰参数估计对消与STAP级联处理的抗干扰方法的流程图；
图2为本发明干扰参数估计对消与STAP级联处理的抗干扰方法的原理图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
如图1-图2所示为本发明的一种干扰参数估计对消与STAP级联处理的抗干扰方法，信号先由天线模块接收后进入低噪声放大器将信号放大，然后经过混频与滤波处理后进入ADC(模数转换器)转换为中频数字信号，然后输入FPGA进行抗干扰处理，包括以下步骤：
S1、将每一通道的ADC采样数据分别进行数字正交下变频处理，生成数字基带I、Q数据；
S2、取某一路数据，对干扰参数进行估计，干扰参数包括扩频干扰和线性调频干扰，对于扩频干扰，估计其码流、载波相位；对于线性调频干扰，估计其调频斜率、起始频率。
其中，扩频干扰的估计方法为
S2a、估计载频，将信号作平方运算，然后进行谱分析，得到载波频率w；
S2b、求I、Q信号的反正切，得到载波相位
S2c、将接收信号与上述载波信号相乘，进行符号判决，得到调制了信息的扩频码，d(t)；
S4d、按照公式：进行干扰信号重构。
其中，线性调频干扰的估计方法为：
按照公式0≤n≤N-1计算出信号的调频斜率、起始频率，其中A为信号的幅度，f0为起始频率，k为调频斜率，w(n)为零均值的高斯白噪声，方差为σ2。
计算过程为：x(n)延迟τ后的信号记为x1(n)，则
令则f1＝f0-kτ，则有
由此可见，x(n)与x1(n)为起始频率不同而调频斜率完全相同的两个信号，因此可以用其中一个信号去调解另一个信号,得到所需的调频斜率，再用直接解线调便可得到信号的起始频率。
S3、根据参数估计结果重构干扰信号，并从各个通道中进行对消，即原始接收信号与干扰重构信号相减；
S4、对消部分干扰后的数据进一步送往STAP(空时自适应处理)模块进行处理，STAP模块采用NLMS算法，迭代公式为
w(k+1)＝w(k)+2μkx(k)e*(k)，
其中，所述μk为控制算法收敛速度的可变收敛因子，计算公式为其中α∈(0,2)，β≥0；
S5、STAP处理后的数据经过上变频处理，然后经过DAC转换为模拟信号后输出。
综上所述，本发明对数据进行干扰参数估计，根据参数估计结果恢复干扰信号，并从各个通道中进行对消，然后将对消部分干扰后的数据进行STAP处理。本发明采用第一级的干扰对消，既可以用于抗窄带干扰，也可应用于抗宽带干扰，适用性强。并且将信号进行干扰参数估计对消与STAP级联处理，对比常规的抗干扰方法，抗干扰性能可提升10dB，抗干扰性能好。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种干扰参数估计对消与STAP级联处理的抗干扰方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将每一通道的ADC采样数据分别进行数字正交下变频处理，生成数字基带I、Q数据；
S2、取某一路数据，对干扰参数进行估计；
S3、根据参数估计结果重构干扰信号，并从各个通道中进行对消；
S4、对消部分干扰后的数据进一步送往STAP模块进行处理；
S5、STAP模块处理后的数据经过上变频处理，然后经过DAC转换为模拟信号后输出。
2.根据权利要求1所述的干扰参数估计对消与STAP级联处理的抗干扰方法，其特征在于：所述步骤S2中干扰参数包括扩频干扰和线性调频干扰，对于扩频干扰，估计其码流、载波相位；对于线性调频干扰，估计其调频斜率、起始频率。
3.根据权利要求2所述的干扰参数估计对消与STAP级联处理的抗干扰方法，其特征在于：扩频干扰的估计方法为
S2a、估计载频，将信号作平方运算，然后进行谱分析，得到载波频率w；
S2b、求I、Q信号的反正切，得到载波相位
S2c、将接收信号与上述载波信号相乘，进行符号判决，得到调制了信息的扩频码，d(t)；
S4d、按照公式：进行干扰信号重构。
4.根据权利要求2所述的干扰参数估计对消与STAP级联处理的抗干扰方法，其特征在于：线性调频干扰的估计方法为
按照公式计算出信号的调频斜率、起始频率，其中A为信号的幅度，f0为起始频率，k为调频斜率，w(n)为零均值的高斯白噪声，方差为σ2。
5.根据权利要求1所述的干扰参数估计对消与STAP级联处理的抗干扰方法，其特征在于：所述步骤S3中对消方法为：将原始接收信号与干扰重构信号相减。
6.根据权利要求1所述的干扰参数估计对消与STAP级联处理的抗干扰方法，其特征在于：所述步骤S4中STAP模块采用NLMS算法，迭代公式为w(k+1)＝w(k)+2μkx(k)e*(k)。
7.根据权利要求6所述的干扰参数估计对消与STAP级联处理的抗干扰方法，其特征在于：所述μk为控制算法收敛速度的可变收敛因子，计算公式为其中α∈(0,2)，β≥0。
CN201910324713.6A 2019-04-22 2019-04-22 一种干扰参数估计对消与stap级联处理的抗干扰方法 Active CN110120826B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910324713.6A CN110120826B (zh) 2019-04-22 2019-04-22 一种干扰参数估计对消与stap级联处理的抗干扰方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910324713.6A CN110120826B (zh) 2019-04-22 2019-04-22 一种干扰参数估计对消与stap级联处理的抗干扰方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110120826A true CN110120826A (zh) 2019-08-13
CN110120826B CN110120826B (zh) 2021-09-28

Family

ID=67521340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910324713.6A Active CN110120826B (zh) 2019-04-22 2019-04-22 一种干扰参数估计对消与stap级联处理的抗干扰方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110120826B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111505588A (zh) * 2020-05-07 2020-08-07 南京航空航天大学 一种抗主瓣恒模干扰时域对消方法及系统
CN111679252A (zh) * 2020-06-18 2020-09-18 宫健 数字射频存储干扰的对抗方法及装置、电子设备、存储介质
CN116032707A (zh) * 2022-12-15 2023-04-28 航天行云科技有限公司 一种tdd无线通信抗干扰方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030122710A1 (en) * 2001-12-05 2003-07-03 Lockheed Martin Corporation System and method for auto calibrated reduced rank adaptive processor
CN206147101U (zh) * 2016-11-05 2017-05-03 长沙海格北斗信息技术有限公司 一种带抗干扰切换开关的北斗抗干扰天线
CN106772457A (zh) * 2017-01-22 2017-05-31 广州海格通信集团股份有限公司 一种基于空时频架构的卫星导航抗干扰方法
CN107888523A (zh) * 2017-11-02 2018-04-06 四川九洲电器集团有限责任公司 一种基于自相关模型的信号对消处理系统和方法
CN108931766A (zh) * 2018-04-28 2018-12-04 河海大学 一种基于稀疏重构的非均匀stap干扰目标滤除方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030122710A1 (en) * 2001-12-05 2003-07-03 Lockheed Martin Corporation System and method for auto calibrated reduced rank adaptive processor
CN206147101U (zh) * 2016-11-05 2017-05-03 长沙海格北斗信息技术有限公司 一种带抗干扰切换开关的北斗抗干扰天线
CN106772457A (zh) * 2017-01-22 2017-05-31 广州海格通信集团股份有限公司 一种基于空时频架构的卫星导航抗干扰方法
CN107888523A (zh) * 2017-11-02 2018-04-06 四川九洲电器集团有限责任公司 一种基于自相关模型的信号对消处理系统和方法
CN108931766A (zh) * 2018-04-28 2018-12-04 河海大学 一种基于稀疏重构的非均匀stap干扰目标滤除方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111505588A (zh) * 2020-05-07 2020-08-07 南京航空航天大学 一种抗主瓣恒模干扰时域对消方法及系统
CN111505588B (zh) * 2020-05-07 2022-04-08 南京航空航天大学 一种抗主瓣恒模干扰时域对消方法及系统
CN111679252A (zh) * 2020-06-18 2020-09-18 宫健 数字射频存储干扰的对抗方法及装置、电子设备、存储介质
CN116032707A (zh) * 2022-12-15 2023-04-28 航天行云科技有限公司 一种tdd无线通信抗干扰方法及装置
CN116032707B (zh) * 2022-12-15 2024-01-30 航天行云科技有限公司 一种tdd无线通信抗干扰方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110120826B (zh) 2021-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7020451B2 (en) Wideband multi-protocol wireless radio transceiver system
CN110120826A (zh) 一种干扰参数估计对消与stap级联处理的抗干扰方法
CN103399324B (zh) 一种卫星导航抗干扰天线
Faulkner DC offset and IM2 removal in direct conversion receivers
CN107026673B (zh) 一种数字辅助的模拟域干扰抵消方法与装置
US9197360B2 (en) Systems and methods for reducing a relatively high power, approximately constant envelope interference signal that spectrally overlaps a relatively low power desired signal
TWI685669B (zh) 雷達裝置及其洩漏修正方法
US20160329949A1 (en) Apparatus and methods for scalable receivers
CN104617981A (zh) 一种基于谱估计的全双工自干扰消除方法及装置
WO2018030920A1 (ru) Способ компенсации влияния фазового шума на передачу данных в радиоканале
CN106453171A (zh) 一种同频同时全双工系统的自干扰消除方法
EP1798924B1 (en) Signal generating unit and signal receiving unit
US10033427B2 (en) Transmitter local oscillator leakage suppression
CN111786698B (zh) 面向高速跳频通信的欠采样装置及时敏抗干扰方法
CN101174842B (zh) 民航地空通信中单通道最优恒模干扰抑制方法及其系统
CN104467915B (zh) 一种非相干超宽带通信系统的相位噪声分析方法
US11700157B2 (en) Frequency modulation tracking for band rejection to reduce dynamic range
Shan et al. FM interference suppression in spread spectrum communications using time-varying autoregressive model based instantaneous frequency estimation
CN210405302U (zh) 实时跳频通信干扰压制电路结构
Zheng et al. On the performance of full duplex cognitive anti-jamming receiver impaired by phase noise
Ting et al. Mitigation of clipping in sensors
Pedross-Engel et al. Self-jamming mitigation via coding for millimeter-wave imaging with direct conversion receivers
CN109347499B (zh) 通信接收机射频前端干扰机理分析方法
Gupta et al. Report: Single Channel Full Duplex Wireless Communication (D20)
Narieda Dual stage analog cancellation of linear and nonlinear self interference for full duplex radio

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant