CN115882881A - 一种强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索方法和终端 - Google Patents

一种强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索方法和终端 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索方法和终端,阵列天线包括多个阵元,设置搜索角度间隔、搜索时长,在搜索时长内的发射信号时间接收本地信号,计算各阵元接收到第一本地信号的协方差矩阵和最优权矢量;将同一搜索角度、同一搜索时长内所有阵元上的最优权矢量进行加权,计算该搜索角度下的峰值功率点和最大信噪比;遍历所有搜索角度,得到最大峰值点和最高信噪比点,其对应的搜索角度即为初始角度,对应的最优权矢量为最佳加权系数,用最佳加权系数对后续接收信号进行空域滤波,进行信号同步和频偏修正后,将所有阵元天线的导频部分数据与本地导频信号数据进行相关,进行信号均衡和解调处理,排除干扰与噪声。

Description

一种强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索方法和终端
技术领域
本发明涉及地空通讯技术领域,尤其是涉及一种强干扰下阵列天 线时分系统初始角度搜索方法和终端。
背景技术
近年来,民航事业的迅猛发展,飞行流量不断增大,对管制部门的 要求越来越高,相应对管制手段的要求也越来越高.主要体现在地空 指挥通信上要求通信质量提高,通信覆盖范围扩大和通信系统的稳定 性和可靠性提高。但中国民航空管地空通信经常受到无线电干扰,无 法保障正常通信。从根本上解决民航地空通信在干扰状态下,如何获 取信号并进行处理,是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜 索方法和终端,根据通信信号的时分特性,设置搜索角度间隔、搜索 时长,在搜索时长内滑动同步获得数据,对数据进行计算,得到各搜 索角度下的峰值功率点、最大信噪比和期望信号的导向矢量α(θ0), 以数值最大的最大信噪比对应的角度为初始角度,计算最佳加权数值, 排除信号数据中的干扰和噪声,获得飞机真实方位角,同时在后续信 号中进行频偏修改、信号均衡和解调处理,提高数据处理精度。
第一方面,本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现:
一种强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索方法,阵列天线包 括M*N个阵元,位于XOY平面,设置搜索角度间隔、搜索时长,在搜 索时长内的发射信号时间接收本地导频信号,计算各阵元接收到第一 本地信号的协方差矩阵和最优权矢量;将同一搜索角度、同一搜索时 长内,对所有阵元上的矢量信号进行加权合并,获得该搜索时长、该 搜索角度下的峰值功率点和最大信噪比;遍历所有搜索角度,得到最 大峰值点和最高信噪比点,其对应的搜索角度即为初始角度,对应的 最优权矢量为最佳加权系数,用最佳加权系数对后续接收信号进行空 域滤波,进行信号同步和频偏修正后,将所有阵元天线的导频部分数 据与本地导频信号数据进行相关,得到最终优化加权数值,进行信号 均衡和解调处理。
本发明进一步设置为:还包括计算时长,计算时长与搜索时长间 隔排列,形成搜索周期;搜索时长包括至少两个接收信号时长和至少 一个发射信号时长,以保证在搜索时长内每次滑动相关时都具有同步 信号。
本发明进一步设置为:同一搜索角度、同一搜索时长内,所有阵 元上采集的数据,组成一个长度为ANT=M*N的复数矢量,对每组数据 计算协方差矩阵R、最优权矢量Wopt,得到最优权矢量数据集,对所 有最优权矢量数据进行加权,得到第一信号;将接收时间内接收到的 本地导频信号,对第一信号在搜索时间内不断的进行同步相关,得到 相关峰值点第二信号,基于相关峰值点第二信号,计算该搜索角度下 的峰值功率点、最大信噪比和期望信号的导向矢量α(θ0)。
本发明进一步设置为:将同一搜索角度下、同一搜索时长内,所 有相关峰值点第二信号的最大值,做为该搜索角度与该搜索时长的峰 值功率点。
本发明进一步设置为:将同一搜索角度下,在本地导频信号序列 长度时间段内,对所有第一信号与本地导频信号进行共轭相关,得到 第三信号,将所有时段内的第三信号进行处理,求取平均值后再取绝 对值最后再平方,得到第一数据,再对所有时段内的第三信号,先取 绝对值然后平方运算,再求取平均值,得到第二数据;将第二数据与 第一数据相减,得第三数据;求第一数据与第三数据的比,得该搜索 角度下第四数据,该搜索角度的所有搜索时长内的第四数据中的最大 数值,为该搜索角度最大信噪比。
本发明进一步设置为:遍历所有搜索角度,得到所有搜索角度对 应的峰值点数据集与最大信噪比数据集,取峰值点数据集中的最大值 为最大峰值点,取最大信噪比数据集中的最大值为最高信噪比。
本发明进一步设置为:计算最大峰值点与最大信噪比点对应的加 权系数,作为最佳加权系数,根据最佳加权系数对ANT根阵元天线进 行空域滤波,得到一路信号,用于在后续进行同步搜索、频偏测量修 正处理,根据同步点确定ANT根天线的导频数据,进行后续计算。
本发明进一步设置为:根据最佳加权系,对后续的接收时间的信 号加权合并,得到D信号,对后续信号同步、频偏测量修正;根据同 步信号,在同步点提取ANT根阵元天线的导频部分数据,和本地导频 信号数据进行相关,得到最终优化加权数值Weightop;将Ka根天线 合并为一个通道,完成后续信号均衡和解调处理。
本发明进一步设置为:搜索方位角的方法,包括以下步骤:
S1、开始;
S2、设置搜索角度间隔Keli,计算最大搜索次数;在计算时间内 通过LCMV计算Wopt,在搜索时长内根据Wopt搜索峰值点;
S3、判断搜索角度是否完成,若是,转S8,若否,进入下一步;
S4、采集接收信号,根据当前循环到的角度,获得该角度的期望 信号的导向矢量α(θ0),进行LCMV计算,得到该角度的加权数值Wopt
S5、根据该角度的加权数值Wopt,对接收信号的Ka根天线合并数 据,得到该角度的第一信号y1sp(t);
S6、本地导频序列在设定的搜索时长Tsearch内滑动相关,记录 当前搜索时长获取到的时长内峰值功率点Peaksp,利用峰值点的相关 信息,计算信噪比;
S7、sp=sp+1,更新搜索角度,转S3;
S8、计算所有搜索角度的峰值功率点中最大数值、信噪比中的最 大数值,获取对应的加权系数WoptO,即从最大数值组中提取出最佳 加权数值WoptO;
S9、采用WoptO,对后续的UL时刻的信号加权合并,得到D信号;
S10、对后续信号同步、频偏测量修正;
S11、根据同步信号,在同步点提取ANT根阵元天线的导频部分数 据,和本地导频信号数据进行相关,得到最终优化加权数值Weightop;
S12、将Ka根天线合并为一个通道,完成后续信号均衡和解调处 理;
S13、结束。
第二方面,本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现:
一种强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索终端,包括存储器、 处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机 程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现本申请所述方法。
与现有技术相比,本申请的有益技术效果为:
1.本申请通过设置对不同搜索角度、发射信号时的接收的本地信 号的最大信噪比进行计算,获得干扰和噪声信号,在接收信号时排 除掉干扰和噪声,提高信号质量;
2.进一步地,本申请通过计算不同搜索角度的峰值功率点,得到 最大峰值功率点对应的角度,做为目标信号角度,以提高接收效率;
3.进一步地,本申请基于最佳加权数值,对后续的信号进行处理, 将多根天线合并为一个通道,以进行信号均衡与解调,提高了运算 效率。
附图说明
图1是本申请的一个具体实施例的机地通讯系统结构示意图;
图2是本申请的一个具体实施例的信号时序与计算时序结构示意 图;
图3是本申请的一个具体实施例的按照搜索角度进行信号处理示 意图;
图4是本申请的一个具体实施例的信号处理流程结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本申请的一种强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索方法,阵 列天线包括M*N个阵元,位于XOY平面,阵元之间等间隔分布成矩形, 阵列一角的阵元位于原点O,在Y轴上阵元个数为M,在X轴上阵元 个数为N,阵元间距为d,阵元的坐标为(xn,ym),信号入射方向与Z轴的夹角为
Figure BDA0003884422140000061
入射方向在XOY平面的投影与X轴之间的夹角为 θ,选取原点为参考点,信号到达阵元(xn,ym)与信号到达原点的 时延差为:
Figure BDA0003884422140000062
式中,c为光速。
信号到达阵元(cn,ym)与信号到达原点的相位差为:
Figure BDA0003884422140000063
式中:f0为入射信号频率,λ0为入射信号波长。
则,在t时刻,M*N个阵元上接收到的信号矢量为:
Figure BDA0003884422140000064
Figure BDA0003884422140000071
式中,s0(t)表示到达原点阵元的入射信号,
Figure BDA0003884422140000072
为入射信号的 导向矢量。
xi,q(t)表示天线阵元(i,q)的入射信号,
Figure BDA0003884422140000073
表示天线阵元(i,q)的 入射信号导向矢量,/>
Figure BDA0003884422140000074
表示天线阵元(i,q)的入射信号角度。
其中,i=(1,2,…,N),q=(1,2,…,M)。
在时分系统中,在发射信号时接收到的本地导频信号不包含有用 信号,只包含干扰和噪声信号,对第一本地信号进行协方差矩阵计算, 并用协方差矩阵实时更新最优权矢量,基于最优权矢量,求解线性约 束最小方差问题,以基于线性约束最小方差准则的自适应波束,形成 算法,通过权矢量的调整,在保证期望信号增益的同时,使总功率最 小,从而抑制干扰和噪声功率。
基于接收多天线的信号数据,得到实际阵列接收信号的协方差矩 阵R:
Figure BDA0003884422140000075
式中,X(k)为接收阵列信号,H表示转置共轭,K表示数据块长度。
在连续信号处理过程中,通过叠加的方式更新R:
Figure BDA0003884422140000076
Figure DA00038844221450349774
式中,n表示叠加次数,X(n)表示第n阵列接收信号。
基于协方差矩阵R,计算最优权矢量为:
Wopt=R-1α(θ0)[αH0)R-1α(θ0)]-1
(7);
式中,(-1)表示对矩阵做逆运算,α(θ0)表示期望信号的导向矢 量。
对线性约束最小方差LCMV(Linearly constrained minimum-variance)的求解,实际上是求解如下约束问题:
Figure BDA0003884422140000082
式中,Pout表示自适应阵列的输出功率,C是常数,一般取C值为 1。
E[|x(t)|2]表示接收信号的功率,
Figure BDA0003884422140000083
表示通过优化Wopt,使得接收信号的功率最小,即计算Wopt使函数最 小。
对式(8)进行拉格朗日乘子法,得到式(7)。
求解最优权矢量,在保证期望信号方向增益一定的情况下,使输 出功率Pout最小,能够有效地抑制干扰和噪声。
在线性约束最小方差LCMV的求解过程中,用到矩阵求逆运算,当 信号是纯信号无干扰与噪声时,矩阵经常无法求逆,导致得不到计算 结果,在实际中,至少需要信噪比小于40dB时,由于噪声的随机独 立性,矩阵才能求逆,得到计算结果,现实系统中,信噪比几乎不可 能大于40dB,基于此,矩阵求逆是可行的。
如图1所示,在机地通信系统中,地面采用全向天线,机上采用 阵元天线。通讯时采用时分方式,飞机往地面发射信号时间TDL与飞 机接收地面信号时间TUL分时进行,飞机往地面发射信号时间TDL为 下行,地面发射信号、飞机接收地面信号为上行。上行数据中包括 UL的同步信号。
根据飞机上各阵元的信号发射时间TDL与接收时间TUL,设置搜 索时长Tsearch,用于数据滑动搜索,在搜索时长后,紧接着设置计 算时长Tcal,用于对搜索到的数据进行计算。
在飞机接收信号中,包括本地导频信号、接收的导频信号和接收 的数据信号。
为保证每个滑动搜索的每次滑动都包含上行数据,从而保证每次 滑动都具有同步信号,搜索时长包括至少2个接收时间和至少1个发 射时间。在本申请中,以搜索时长包括2个接收时间和1个发射时间 为例进行说明,如图2所示。
在搜索时长内,提取用于计算的信号数据时间尽可能短,尽量不 包括接收信号中的有用信号数据,如果包含有用信号数据,则计算结 果会对有用信号产生压制,因为在飞机发射数据时段,飞机接收的数 据一定不包含有用信号,只包含干扰和噪声,因而采用TDL下行时的 飞机接收数据计算线性约束最小方差,以实现对干扰和噪声功率的抵 制。
在机地通信系统中,初始时,飞机因不知道自身所处方位,飞机 需要进行角度搜索。
假定飞机距离较远,此时俯仰角β接近90度,因此搜索时设定初 始俯仰角β0为90度,此时在水平面上,在0~360°范围内以设定搜 索角度间隔keli进行搜索,则总的搜索次数为:MAXsp=360/keli。 角度搜索索引为sp,对应的搜索角度为sp×keli°,sp范围是 [1:MAXsp]。
每次搜索时每滑动相关一次,采集所有阵元上的数据,形成对应 该搜索角度的一组数据,包括M*N个数据,组成一个长度ANT=M*N的 复数矢量。对每组数据,根据公式(5)计算协方差矩阵R,根据公 式(6)在连接数据时进行协方差矩阵更新,根据公式(7)(8)计算最优权矢量Wopt、期望信号的导向矢量α(θ0),得到所有阵元所有搜 索角度的最优权矢量Wopt数据集Woptlist[1:ANT][1:MAXsp]。
在某一个搜索角度thindex×keli°,每个阵元在每个搜索时长内, 每滑动采样一次就相关一次,得到该阵元的一组离散的搜索数据,基 于该阵元的搜索数据,计算该阵元在该搜索角度、该搜索时长的协方 差矩阵Ri,q,sp、最优权矢量Wopt(i,q,sp)
如图3所示,首先计算同一搜索角度,同一搜索时长Tsearch内, 所有阵元上的最优权矢量Wopt(i,q,sp)进行加权,得到第一信号y1sp(t):
y1sp(t)=sum(conj(Wopt(i,q,sp)(1:ANT))×X(t,1:ANT)) (9);
式中,Wopt(i,q,sp)(1:ANT)表示所有阵元的最优权矢量,X(t,1:ANT)表示同一时间的所有阵元的数据,sum函数用于求 和。
将接收时间TUL内接收到的本地导频信号Pliot Locald,对第一 信号在搜索时间内不断的进行同步相关,得到相关峰值点第二信号 y2sp(t),基于相关峰值点第二信号y2sp(t),计算该搜索角度下的峰值 功率点Peaksp,该搜索角度下的最大信噪比SNRmaxsp
y2sp(t)=sum(y1sp(t:t+Lpliot-1)×conj(PLiotLocal)) (10);
式中,Lpliot表示本地导频信号序列长度,PLiotLocal表示本地导 频信号。此式表示某一搜索角度下,将t时刻到t+本地导频信号序 列长度时刻的所有第一信号与本地导频信号的共轭相关后求和。
求取某一搜索角度,同一搜索时长内,所有相关峰值点第二信号 的最大值,做为该某一搜索角度、该搜索时长的峰值点Peaksp
Peaksp=max(y2sp(t)) (11);
计算某一搜索角度下,搜索时长为t时刻到t+本地导频信号序列 长度时刻,所有第一信号与本地导频信号的共轭相关,作为第三信号 y1(t)sp
y1(t)sp=y1(t:t+Lpliot-1)×conj(PLiotLocal) (12);
conj(PLiotLocal),表示计算复数PLiotLocal的共轭值。
对搜索时长内的所有第三信号进行处理,求取平均值后再取绝对 值然后再平方,得到第一数据pws:
pws=(abs(mean(y1(t)sp)))2 (13);
mean(y1(t)sp)表示求数组y1(t)sp的平均值;abs表示绝对值函数。
对搜索时长内的所有第三信号进行处理,先取绝对值然后平方后, 再求取平均值,得到第二数据pwall:
pwall=mean(abs(y1(t)sp)2) (14);
将第二数据与第一数据相减,得第三数据pwn。
pwn=pwall-pws (15);
求第一数据与第三数据的比,得该搜索角度下第四数据snr(t)sp
snr(t)sp=pws/pwn (16);
该搜索角度的所有搜索时长内的第四数据中的最大数值,为该搜 索角度最大信噪比SNRmaxsp
SNRmaxsp=max(snr(t)sp) (17);
在本申请的一个具体实施例中,本地导频信号序列为PN序列、M 序列[1,-1,1,…]。
最后,遍历所有搜索角度,得到所有搜索角度对应的峰值点与最 大信噪比。
对所有峰值点排序,得到最大峰值点Peak_V和最高SNR点,这个 点对应的角度即飞机角度,本地导频为已知导频。
[maxPeakV,maxpP]=MAX(y2sp) (18);
[SNRpmaxmax,maxpS]=MAX(SNRmaxsp) (19);
maxPeakV表示峰值复数矢量信号,maxpP表示峰值点所在的索引 位置,SNRpmaxmax表示最大的信噪比,maxpS表示最大信噪比所在 的索引位置。
maxpP×keli°或maxpS×keli°表示目标飞机的角度。
根据后续仿真显示,还是按照最大SNR为基准测量更加准确,因 而以maxpS×keli°作为最终的角度。
根据最大数值索引maxpS,计算最大峰值点与最大信噪比点对应 的加权系数,作为最佳加权系数WoptO:
WoptO=WoptList[1:ANT][maxpS] (20);
根据WoptO对ANT根阵元天线进行空域滤波,得到D信号:
d=sum(x_ul(1:ANT,t)×conj(WoptO(1:ANT))) (21);
信号d中的干扰已经被抑制,能够进行后续的同步搜索、频偏测 量修正的后续处理,同时进一步根据同步点确定ANT根天线的导频数 据,进行后续计算。
搜索角度得到所处方位的方法,如图4所示,包括以下步骤:
S1、开始;
S2、设置搜索角度间隔Keli,计算最大搜索次数;在计算时间内 通过LCMV计算Wopt,在搜索时长内根据Wopt搜索峰值点;
S3、判断搜索角度是否完成,若是,转S8,若否,进入下一步;
S4、采集接收信号,根据当前循环到的角度,获得该角度的期望 信号的导向矢量α(θ0),进行LCMV计算,得到该角度的加权数值Wopt
S5、根据该角度的加权数值Wopt,对接收信号的Ka根天线合并数 据,得到该角度的第一信号y1sp(t);
S6、本地导频序列在设定的搜索时长Tsearch内滑动相关,记录 当前搜索时长获取到的时长内峰值功率点Peaksp,利用峰值点的相关 信息,计算信噪比SNR(sp);
S7、sp=sp+1,更新搜索角度,转S3;
S8、计算所有搜索角度的峰值功率点中最大数值、信噪比中的最 大数值,获取对应的加权系数WoptO,即从最大数值组中提取出最佳 加权数值WoptO;
S9、采用WoptO,对后续的接收时间UL的信号加权合并,得到D 信号;
S10、信号同步,频偏测量修正;
S11、根据同步信号,在同步点提取ANT根阵元天线的导频部分数 据,和本地导频信号数据进行相关,得到最终优化加权数值Weightop; 其中,根据前面相关峰值点能够找到信号同步点。
S12、将Ka根天线合并为一个通道,完成后续信号均衡和解调处 理;
S13、结束。
在步骤S10中,采用SMI(Sample Matrix Inversion)采样矩阵 求逆算法,对采样数据进行处理,得到优化加权数值Weightop。
计算出最佳加权数值WoptO后,用于后续计算。
在后续采集到的接收信号进行加权求和后,与数据段中的已知序 列做滑动相关捕获,当捕获到后续数据段中的已知序列后,再利用已 知序列的数据进行信噪比估计并记录。
一般情况下,数据段中的已知序列,位于每段数据的前面,为前 导头,利用多个前导头的独立互相关特性和数据序列中插入的前导头, 对定时误差进行初始估计,并用内插环路进行定时估计误差的跟踪, 获得定时同步的实时调整,用于做滑动相关捕获,当捕获到前导头后, 再利用前导头的数据进行信噪比估计并记录。
遍历所有搜索角度后,取信噪比估计值最大的方向为搜索得到的 飞机方位角。
实际中搜索得到的实际方位角,与估计方位角存在比较大的差别, 但这并不影响对上行信号的解调,待根据解调的信息得到机地位置时, 能够计算出真实方位角。
在本申请的一个具体实施例中,设上行时间TUL为2ms,下行时 间TDL为8ms,为保证每次滑动时有同步信号,设置搜索时长为 8+2*2=12ms,计算时长为1ms;则搜索周期为12ms+1ms=13ms。
搜索角度间隔为10,则360度的搜索总次数为360/10=36。
经过36次搜索,用时13ms*36=0.468s。
设期望信号方向是20度,干扰信号方向是70度,以10度的间隔 进行搜索,经过36次的搜索,在70度时干扰最大,测量得到的SNR 最小,则确定干扰方向是70度,在20度时SNR最大,确定20度为 期望信号方向。
计算来波方向有两种途径,包括根据相关峰值功率大小确定、通 过测量SNR数值大小确定。
根据相关峰值功率大小确定来波方向时,期望信号的来波方向相 关峰值功率并不一定最高,干扰方向相关峰值功率并不一定最低。
通过测量SNR数值大小确定来波方向时,能够准确地根据SNR的 大小,估计出干扰信号的来波方向和期望信号的来波方向。
本发明一实施例提供的一种强干扰下阵列天线时分系统初始角 度搜索终端设备,该实施例的终端设备包括:处理器、存储器以及存 储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,例如运算 程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现本申请所述方法。
示例性的,所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元, 所述一个或多个模块/单元被存储在所述存储器中,并由所述处理器 执行,以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特 定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述所述计算机程 序在所述强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索终端设备中的执 行过程。例如,所述计算机程序可以被分割成多个模块,各模块具体 功能如下:
1.数据处理模块,用于获得搜索时长内的滑动数据;
2.计算模块,用于计算数据的协方差、最大功率点等;
3.后续数据处理模块,用于基于最佳加权数值,对后续信号进行 处理。
所述强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索终端设备可以是 桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述强 干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索终端设备可包括,但不仅限于, 处理器、存储器。本领域技术人员可以理解,所述上述示例仅仅是所 述强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索终端设备的示例,并不构 成对所述强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索终端设备的限定, 可以包括比图示更多或更少的部件,或组合某些部件,或不同的部件, 例如所述强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索终端设备还可以 包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit, CPU),还可以是其他通用处理器、数据信号处理器 (Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编 程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编 程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处 理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等,所 述处理器是所述一种强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索终端 设备的控制中心,利用各种接口和线路连接整个所述一种强干扰下阵 列天线时分系统初始角度搜索终端设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块,所述处理器 通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块,以及 调用存储在存储器内的数据,实现所述一种强干扰下阵列天线时分系 统初始角度搜索终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程 序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功 能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等;存储数 据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等) 等。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失 性存储器,例如硬盘、内存、插接式硬盘,智能存储卡(Smart MediaCard,SMC),安全数字(SecureDigital,SD)卡,闪 存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易 失性固态存储器件。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例,并非依此限 制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等 效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索方法,阵列天线包括M*N个阵元,位于XOY平面,其特征在于,设置搜索角度间隔、搜索时长,在搜索时长内的发射信号时间接收本地导频信号,计算各阵元接收到第一本地信号的协方差矩阵和最优权矢量;将同一搜索角度、同一搜索时长内,对所有阵元上的矢量信号进行加权合并,获得该搜索时长、该搜索角度下的峰值功率点和最大信噪比;遍历所有搜索角度,得到最大峰值点和最高信噪比点,其对应的搜索角度即为初始角度,对应的最优权矢量为最佳加权系数,用最佳加权系数对后续接收信号进行空域滤波,进行信号同步和频偏修正后,将所有阵元天线的导频部分数据与本地导频信号数据进行相关,得到最终优化加权数值,进行信号均衡和解调处理。
2.根据权利要求1所述强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索方法,其特征在于,还包括计算时长,计算时长与搜索时长间隔排列,形成搜索周期;搜索时长包括至少两个接收信号时长和至少一个发射信号时长,以保证在搜索时长内每次滑动相关时都具有同步信号。
3.根据权利要求1所述强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索方法,其特征在于,同一搜索角度、同一搜索时长内,所有阵元上采集的数据,组成一个长度为ANT=M*N的复数矢量,对每组数据计算协方差矩阵R、最优权矢量Wopt,得到最优权矢量数据集,对所有最优权矢量数据进行加权,得到第一信号;将接收时间内接收到的本地导频信号,对第一信号在搜索时间内不断的进行同步相关,得到相关峰值点第二信号,基于相关峰值点第二信号,计算该搜索角度下的峰值功率点、最大信噪比和期望信号的导向矢量α(θ0)。
4.根据权利要求3所述强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索方法,其特征在于,将同一搜索角度下、同一搜索时长内,所有相关峰值点第二信号的最大值,做为该搜索角度与该搜索时长的峰值功率点。
5.根据权利要求3所述强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索方法,其特征在于,将同一搜索角度下,在本地导频信号序列长度时间段内,对所有第一信号与本地导频信号进行共轭相关,得到第三信号,将所有时段内的第三信号进行处理,求取平均值后再取绝对值最后再平方,得到第一数据,再对所有时段内的第三信号,先取绝对值然后平方运算,再求取平均值,得到第二数据;将第二数据与第一数据相减,得第三数据;求第一数据与第三数据的比,得该搜索角度下第四数据,该搜索角度的所有搜索时长内的第四数据中的最大数值,为该搜索角度最大信噪比。
6.根据权利要求1所述强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索方法,其特征在于,遍历所有搜索角度,得到所有搜索角度对应的峰值点数据集与最大信噪比数据集,取峰值点数据集中的最大值为最大峰值点,取最大信噪比数据集中的最大值为最高信噪比。
7.根据权利要求1所述强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索方法,其特征在于,计算最大峰值点与最大信噪比点对应的加权系数,作为最佳加权系数,根据最佳加权系数对ANT根阵元天线进行空域滤波,得到一路信号,用于在后续进行同步搜索、频偏测量修正处理,根据同步点确定ANT根天线的导频数据,进行后续计算。
8.根据权利要求7所述强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索方法,其特征在于,根据最佳加权系,对后续的接收时间的信号加权合并,得到D信号,对后续信号同步、频偏测量修正;根据同步信号,在同步点提取ANT根阵元天线的导频部分数据,和本地导频信号数据进行相关,得到最终优化加权数值Weightop;将Ka根天线合并为一个通道,完成后续信号均衡和解调处理。
9.根据权利要求1所述强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索方法,其特征在于,搜索方位角的方法,包括以下步骤:
S1、开始;
S2、设置搜索角度间隔Keli,计算最大搜索次数;在计算时间内通过LCMV计算Wopt,在搜索时长内根据Wopt搜索峰值点;
S3、判断搜索角度是否完成,若是,转S8,若否,进入下一步;
S4、采集接收信号,根据当前循环到的角度,获得该角度的期望信号的导向矢量α(θ0),进行LCMV计算,得到该角度的加权数值Wopt
S5、根据该角度的加权数值Wopt,对接收信号的Ka根天线合并数据,得到该角度的第一信号y1sp(t);
S6、本地导频序列在设定的搜索时长Tsearch内滑动相关,记录当前搜索时长获取到的时长内峰值功率点Peaksp,利用峰值点的相关信息,计算信噪比;
S7、sp=sp+1,更新搜索角度,转S3;
S8、计算所有搜索角度的峰值功率点中最大数值、信噪比中的最大数值,获取对应的加权系数WoptO,即从最大数值组中提取出最佳加权数值WoptO;
S9、采用WoptO,对后续的UL时刻的信号加权合并,得到D信号;
S10、对后续信号同步、频偏测量修正;
S11、根据同步信号,在同步点提取ANT根阵元天线的导频部分数据,和本地导频信号数据进行相关,得到最终优化加权数值Weightop;
S12、将Ka根天线合并为一个通道,完成后续信号均衡和解调处理;
S13、结束。
10.一种强干扰下阵列天线时分系统初始角度搜索终端,包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于:所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-9任一所述方法。
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