一种稳健的高动态GNSS干扰抑制算法

为了解决在高动态环境下干扰信号来向迅速变化并移出波束零陷,导致抗干扰算法性能下降的问题,提出了一种基于零陷展宽并加深的稳健波束形成算法。首先在干扰区间内设置多个虚拟干扰代替单个干扰,然后通过协方差矩阵前后向空间平滑技术对协方差矩阵进行数据修正。仿真结果表明,新算法不但可以有效加宽并加深干扰信号来向上的零陷,使得阵列有较好的输出信干噪比,而且当干扰来向快速变化时能保持较强的稳健性。在高动态环境下,当干扰快速运动时仍然具有较高的阵列输出。因此所提算法与其他算法相比具有更好的性能,并具有良好的稳健性,可为高动态环境下的强干扰抑制提供理论参考。     

基于零陷展宽并加深的高动态GNSS 抗干扰算法

为解决高动态下自适应抗干扰算法在零陷展宽后深度变浅的问题,提出了干扰扰动服从高斯统计分布的 零陷展宽并加深算法。该算法通过投影变换方法对数据进行预处理,提取采样信号中的干扰分量,并通过系数 加权增强干扰分量,在零陷展宽算法基础上构造新的协方差矩阵,最后利用功率倒置算法完成干扰抑制,达到 零陷展宽并加深的目的。仿真实验结果表明,在高动态条件下,所提算法在零陷展宽算法的基础上实现了深度 的增加,提高了零陷展宽抗干扰算法的稳健性。     

零陷展宽算法的性能研究

自适应波束形成算法能将零陷自动对准干扰方向,但在干扰快速移动或天线平台出现振动等情况下,很可能由于干扰位置的扰动而使自适应权和数据失配.通过对于扰导向矢量的左右旋转,利用对协方差矩阵的数值处理,推导出一种和干扰方向无关的自适应零陷加宽技术.由于零陷的加宽,在干扰方向与数据失配的情况下,仍能够较好地抑制干扰,从而提高算法的稳健性.     

基于功率倒置阵的特征分析法

功率倒置算法能在干扰方向形成零陷,并且干扰越强,形成的零陷越深.但对于弱干扰源的情况,该算法形成的零陷不够深,对干扰的抑制有限.基于子空间理论,对功率倒置算法进行特征矢量的分析,揭示功率倒置算法实质,并通过对干扰子空间正交投影,使方向图在弱干扰的地方形成较深零陷.计算机仿真证明了该算法的有效性.     

大角度干扰抖动下的零陷展宽算法研究

自适应波束形成算法能将零陷自动对准干扰方向，但在干扰快速移动或天线平台出现振动等情况下，很可能由于干扰位置的扰动而使自适应权和数据失配．通过对干扰导向矢量的左右旋转，利用对协方差矩阵的数值处理，推导出一种和干扰方向无关的自适应零陷加宽技术．该方法通过对角度偏移量的跟踪，尤其适合较大抖动角度情况下零陷的展宽，在干扰方向与数据失配的情况下，仍能够较好地抑制干扰，从而提高算法的稳健性．     

基于特征投影预处理零陷加深的抗主瓣干扰算法

当主瓣干扰功率较大时,基于特征投影预处理(EPB)的自适应波束形成算法抑制旁瓣干扰的能力大大下降甚至无法有效抑制,因此,在EPB算法的基础上提出了基于特征投影预处理零陷加深的抗主瓣干扰算法。首先将特征投影预处理后的数据向去除了主瓣干扰的干扰信号子空间上投影,对得到的数据进行适当的加权,再加到特征投影预处理后的数据上,以加强旁瓣干扰信号功率;其次利用干扰加强后的采样信号形成新的协方差矩阵,并计算其自适应权矢量;最后利用求得的自适应权矢量获得阵列输出,并对该算法的信干噪比进行了简要分析。仿真结果表明,当主瓣干扰功率较高时,该算法能够在旁瓣干扰方向上形成较深的零陷,具有更好的旁瓣抑制效果。     

基于多参数二次规划的零陷展宽和旁瓣控制方法

自适应波束形成算法能将零陷自动对准干扰方向,但在干扰源角度抖动等情况下,会使自适应权和数据失配.此外,在快拍数较少的情况下,传统的自适应波束形成方法可能会出现很高的旁瓣.针对上述问题,提出了一种有效的基于多参数二次规划的零陷展宽和旁瓣控制方法.首先,利用锥化矩阵修正采样协方差矩阵展宽干扰源的零陷;然后,用主瓣区域外的多个二次不等式控制旁瓣;最后用多参数二次规划方法求解优化问题.该方法不仅能获得更高的阵列输出增益,而且可以通过实值计算得到最优权向量.仿真结果验证了算法的有效性.     

基于GS算法的天线方向图零陷加宽方法

为了自适应数字波束形成(ADBF)中应用Gram-Schmidt(GS)算法使天线方向图自适应零陷加宽,通过构造附加离散个干扰源的数学模型重构干扰信号子空间,并修正阵列快拍数据的协方差矩阵,进而对协方差矩阵GS正交化.在干扰噪声较大时,适当调整附加干扰源的位置和个数,得到期望的零陷宽度.算法简单易行,在传统GS算法基础上所增加的运算量很小.仿真证明了该方法的有效性.     

基于现场可编程门阵列的矩阵求逆算法设计

针对自适应抗干扰算法在更新最优权值时存在时间延迟问题,提出了一种基于Cholesky分解的矩阵求逆算法实现架构。该实现架构主要包括协方差矩阵计算模块、Cholesky分解模块、计算下三角矩阵的逆矩阵模块、三角矩阵相乘和权值计算模块。本设计可完成在最短权值更新时间的前提下,对高阶采样矩阵进行求逆运算。仿真结果表明,在FPGA的硬件平台上,一次权值的更新时间只需要1.2 ms。本设计为自适应抗干扰快速求解权值提供了一种切实可行的解决方案,对存在类似需求的权值求解系统具有一定的参考价值。     

基于阵列天线的改进步长抗干扰算法

在空间电磁对抗环境错综复杂的情形下,所接收的导航信号很容易被干扰,信号极易因被干扰而无法正常接收。针对以上问题,基于阵列天线,对抗干扰算法进行了研究,为简化运算,避免求逆问题,提出迭代逼近的方法对权值进行更新。针对固定步长在权值收敛时的局限性,为了改善算法的动态输入范围,提高收敛速度,提出了一种新的变步长的功率倒置算法。该算法以输入信号的瞬时能量值为基础构造步长的更新模型,有效解决了因步长选取不当产生的矛盾问题。仿真实验表明,相比较于固定步长的抗干扰算法,本文所提的变步长算法可以有效提高权值收敛速度,并对干扰形成更深的零陷,具有较好的干扰抑制能力。     

基于加权稀疏约束的稳健Capon波束成形性能比较

分析比较了几种加权稀疏约束的Capon自适应波束成形算法的性能,这些算法利用天线阵列增益的稀疏分布特性,存在抑制旁瓣,能降低干扰零陷,提高系统稳健性.通过仿真分析发现:相比于传统的Capon波束成形算法,稀疏Capon波束成形(SCCB)算法和加权稀疏Capon波束成形(WSCCB)算法的旁瓣和干扰零陷均有所降低,但是都存在着干扰零陷不准现象.     

通信卫星干扰源定位与自适应调零一体化技术

上行干扰会造成卫星通信系统性能严重下降 ,故提出了干扰源定位与自适应调零技术一体化实现的新构想。基于多波束天线的空间谱估计方法可对干扰源进行精确定位 ,利用获取的 DOA估计信息进一步实现干扰信号的有效抑制。应用 MUSIC算法的计算机仿真实验表明该方案是可行的。     

基于空频滤波的并行单星约束波束形成算法

由于空域抗干扰算法形成零陷时会导致有用信号一定程度失真,提出了基于空频滤波的并行单星约束波束形成算法。针对宽带接收机的应用,在空频二维宽带处理器的模型下,将各阵元接收数据变换到频域;通过频域并行单星约束方程,保证信号带宽内每个频点上的信噪比,有效防止了传统算法对有用信号的衰减。最后,将每颗卫星信号逆变换到时域,便得到了干扰抑制之后的全部卫星信号。计算机仿真验证了理论分析的正确性和算法的稳健性。     

Joint multi-user space time block coding and beamforming via convolutional weighting

A convolutional weighting （CW） scheme applied to a half-wavelength spacing array was proposed for multi-user system to joint STBC （space time block ceding） and beam forming （BF）. The transmitting beam is equivalent to the product of two sub-beams. One is used to realize interference suppression, while the other is employed to form a couple of uncorrelated channels from base station （BS） to the desited user （to meet the requirement of STBC） and to maximize SINR （signal-to-interference-plus noise ratio） at the desired receiver. As an optimum combination of STBC and beam forming, the proposed scheme can achieve both full diversity order of STBC and array gain of BF. Meanwhile, it can also effec- tively restrain multi-user interference by nulling. Simulation results show that the proposed scheme can significantly improve the BER （Bit Error Rate） performance and enhance system capacity as compared with the conventional eigen-beamforming （EBF） technique applied to a half-wavelength spacing array.     

边带相关置换算法的窄带干扰抑制技术实现

边带相关置换算法(SCR)适用于抑制频谱具有对称性的信号中的窄带干扰,算法具有处理速度快、计算量小、对信号成分损失小、抑制效果明显等优点,在强干扰下,能较好地保留信号成分抑制干扰成分,对变换域干扰置零方法有较大性能优势.在此主要研究采用边带相关置换算法抑制QPSK信号中窄带干扰的具体实现方法,研究对象为载频和干扰中心频率确知的接收端QPSK信号,结合算法特点给出了实现方法的设计方案,并通过实际应用证明了设计方法用于干扰抑制实现的有效性和可靠性.     

基于时域正交TDO-LMS的变步长盲干扰抑制改进算法

为了寻求一种快速收敛的低复杂度LMS盲多用户检测改进算法,在时域正交TDO-LMS算法基础上,通过对接收向量时域解相关,达到加快步长收敛的目的.静态和动态干扰环境下的仿真结果表明：改进算法克服了传统盲LMS算法中步长受相关矩阵特征值影响的缺点,在保持原先输出信干比性能的前提下,表现出快速的收敛特征和良好的鲁棒性.     

基于复合权的多用户STC联合波束形成技术

为克服基于特征值分解（EVD）的空时编码（STC）联合波束形成技术在多用户干扰系统中性能的恶化，该文提出了1种卷积复合权结构，将发射波束等效为2个分别具有不同功能的子波束的相乘叠加，实现空时编码在空间分集上的技术优势与波束形成在加强期望信号和干扰抑制特性的最优组合，在获得空时编码空间分集增益与波束形成的阵列增益同时，实现对其它用户干扰的零陷抑制。仿真结果表明，基于复合权的联合空时编码与波束形成方案与传统基于特征值分解的联合方案相比，系统可靠性和系统容量都有显著的提高。