专利名称：一种卫星导航接收设备空时二维抗干扰实现方法
技术领域：
本发明涉及一种卫星导航接收设备的空时二维抗干扰方法，尤其涉及基于阵列天 线并使用迭代方法求取空时二维权矢量的卫星导航信号空时二维抗干扰处理实现方法。
背景技术：
传统的卫星导航接收机自适应抗干扰方法主要有空域滤波方法、时域滤波方法和 频率滤波方法。这些抗干扰方法均存在一定的缺陷。空域滤波方法的原理是使接收天线在 干扰来波方向上产生零馅，但是不能区分干扰源的频率；时域滤波方法可有效滤除窄带干 扰，但是对于宽带干扰的抑制能力很弱。频域滤波方法对窄带干扰、带外强干扰有效，但是 对于宽带干扰无能为力。接收机空时二维抗干扰技术，是在阵列天线的各个天线上增加相同数目的延迟抽 头，从而形成空时二维联合处理结构。如
图1所示，从单个天线的角度来看，形成时域滤波 结构。从同一个时间延迟节点来看，形成空域滤波结构。通过空时处理可以抑制多种窄带、 宽带干扰信号，同时可以对干扰的方向加以区分。因此，空时二维联合抗干扰技术与上述传 统抗干扰技术相比，在不增加天线阵元的情况下，大大增加了导航接收机的抗干扰处理自 由度，使得其抗干扰能力有质的提高。目前，空时二维抗干扰处理技术的关键点在于空时权矢量求解的实现方法。空时 权矢量主要采用多种准则来约束，目前常用的约束准则有最小均方误差准则、最大信干噪 比准则、最大似然准则和线性约束最小方差准则。根据不同的工程需要可以选择不同的约 束准则。在这些准则中，线性约束最小方差准则具有一定的优势。它主要利用导航信号功 率远低于噪声和干扰功率的特性，大大削弱干扰能量，而导航信号成分基本不受影响。线性约束最小方差(LCMV=Linearly Constrained Minimum Variance)准则，也称 为最小方差(MV:Minimum Variance)准则。当难以将信号从干扰中分离出来时，最优处理 器为保证信号无损失，在空时联合处理下同时对空域和时域进行约束，调整权值使输出信 号方差最小，即使输出信号的功率最小。LCMV准则可用数学表达式描述为
权利要求
一种卫星导航接收设备空时二维抗干扰实现方法，该方法计算得到一组权值，把权值与阵列天线接收到的各路信号进行加权处理并合路输出，卫星导航接收设备对合路输出的信号进行测距、定位，其特征在于(1)通过线性迭代方法完成自适应权值的估计；(2)通过现场可编程门阵列(FPGA)内的流水线实现方案完成上述自适应权值估计过程。
2.根据权利要求1所述的一种卫星导航接收设备空时二维抗干扰实现方法，其特征在 于所述线性迭代方法的权值求解过程所用的公式为W = (I-Rx) W+S = CW+S其中W = [wi;w2,…，Wmp]τ，是空时二维权矢量；C = I-Rx，为迭代算法的系数矩阵；I为 单位阵，Rx为输入数据的协方差矩阵；M为天线阵元数目，P为时间单元数目，S为MPX 1维 的约束向量。
3.根据权利要求2所述的一种卫星导航接收设备空时二维抗干扰实现方法，其特征在 于所述线性迭代方法为简单迭代法与高斯——赛德尔迭代法相结合方法，其计算公式为
4.根据权利要求3所述的一种卫星导航接收设备空时二维抗干扰实现方法，其特征在 于每一次权值迭代计算包含如下步骤步骤501 将空时处理维数MP分成若干段，每一段具有m个数据，并尽量使Iog2Hi ^ MP/ m，其中m为同时并行执行的乘法器个数；步骤502 进行m个系数和m个权值的乘法运算，同时进行上一次权值更新时所得结果 的累加运算，即求取m/2个加法结果与m/2个加法结果的和；步骤503 进行m个系数和m个权值的乘法运算，同时在步骤502中所得加法运算结果 的基础上继续进行加法运算，即求取m/4个加法结果与m/4个加法结果的和；步骤504 进行m个系数和m个权值的乘法运算，同时对步骤501和步骤502中所得的 乘法运算结果进行加法运算，并求取上次权值计算时m/8个加法结果与m/8个加法结果的 和；步骤505 按照上述规律继续进行运算，直到本次权值运算中最后m个乘法结果与m个 加法结果的和求取完毕，并且上一次权值运算结果的累加过程完毕为止； 步骤506 迭代结束后，输出权值。
全文摘要
本发明公开了一种卫星导航接收机空时二维抗干扰实现方案，它涉及基于阵列天线的空时二维联合抗干扰自适应权值的求取方法和实现方案。本发明主要包含如下两个方面一、使用简单迭代法和高斯-赛德尔迭代法相结合的方法实现空时二维自适应权值的线性迭代求解；二、给出了使用上述线性迭代方法进行权矢量求解的流水线式硬件实现方案。本发明将复杂的空时二维联合抗干扰算法用低复杂度的、利于硬件实现、并可提高空时抗干扰实时性的方法来实现，为空时抗干扰算法的应用提供一种有效的解决途径。
文档编号G01S19/21GK101937088SQ20101023041
公开日2011年1月5日 申请日期2010年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者司东晓, 蔚保国, 邓志鑫 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所
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