资源描述：
《gps接收机抗干扰空时自适应滤波方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、GPS接收机抗干扰空时自适应滤波方法2004年8月第25卷第8期通信JOURNALOFCHINAINSTITUTEOFCOMMUNICATIONS,,bI.25No.8August2004GPS接收机抗干扰空时自适应滤波方法孙晓昶,皇甫堪,陈强,李刚(1.国防科技火学四院信号处理研究室,湖南长沙410073:2.中国电子工程公司研究所,北京100036)摘要:针对联合空时处理使计算量显着增加这一问题,本文研究一种数据分段输入的降秩自适应滤波方法,使GPS接收机空时抗干扰方法具有可行性和易行性.关键词:自适应滤波;联合空时处理:多级嵌套维纳滤波;
2、RLS算法:干扰;GPS中图分类号:TN911.7;TN1188文献标识码:A文章编号:1000—436X(2004)08—0168—06JointpacetimeadaptivefilteringforntSace-timeadativelterinl~10rGPSanti-jammingreceiverSUNXiao—chang,HUANGFUKan,CHENQiang,LIGang(1.CollegeofElectronicalScienceandEngineering,NationalUniv.ofDefenceTechnology,C
3、hangsha410073,China2.TheRe.archInstituteofChineseElectronicalEngineeringco.,Beijing100036,China)Abstract:Torealizethejointspace—timeprocessingunderGPSjammingscenario,thispaperstudiedasegmenteddata—inputtingbasedlow—rankadaptivefilteringalgorithm.Keywords:adaptivefiltering;sp
4、ace—timeprocessing;multistagenestedWinnerfilter;RLSalgorithm;jammer;GPS1引言传统的阵列抗干扰技术应用于GPS接收机抗干扰前端的主要问题是自由度有引,因而普通的抗干扰天线阵对存在大量干扰的场景无法应付,无法应付恶劣场景和主动干扰.采用联合空时处理技术,在不增加阵元的情况下,能使阵列的自由度对于非满带信号大大增加,可以抑制的干扰数目增加,且具有在宽带内处理干扰的能力,从而使抗干扰能力有质的提高.由于联合空时处理在计算量上的增加是很大的,对处理器的要求较高,因此以降低计算量为目的
5、的降秩自适应处理是空时处理的重要研究问题之一p】.经典的LMS自适应算法实现简单,不需要数据存储,计算量很小.但类似LMS算法的收敛速度取决于其输入协方差阵的特征值分布情况,在其特征值散度较大时,算法的收敛速度很慢.另外,很低的信噪比(GPS接收机接收到的GPS信号功率低于背景噪声30dB左右)也使LMS的收敛缓慢,甚至永远都无法收敛.因此LMS算法的应用有其局限性,至少作为GPS抗干扰算法是不合适的.RLS算法及其多种变种【4'引,具有较快的收敛速度,但计算量大,尤其在滤波器阶数高,采样率高时,RLS算法可能无法完成实时处理.收稿日期:200
6、3—0l一08;修订日期:2003—08—20第8期孙晓昶等:GPS接收机抗干扰宁时自适应滤波方法本文针对以上问题,把输入数据按采样时间顺序分段输入,然后在具体准则下构造空时波束形成器,可以达到收敛速度很快的效果.但是求最优解的过程要求计算协方差矩阵,并对其求逆,计算量巨大,且协方差矩阵求逆会造成数值稳定性不好,直接的自适应实现几乎不可能.本文针对这一问题研究了MSNWF(multistagenestedWinnerfilter)16j方法的实现方案,在收敛速度大致不受影响的前提下,较好地改善了计算量问题.这种数据成段输入的降秩自适应滤波方法,
7、收敛速度快(与RLS方法基本相当),计算量小,因而能够快速地适应时变的场景同时易于实时处理的实现.第二个优势是数据分段可以相互衔接也可以间隔,甚至可以重叠,对物理处理器的性能要求宽松,尤其适应于高采样率下的高阶自适应滤波器设计.第三个优势是数据成段输入比传统的逐点输入更有利于并行化处理,与现代数字信号处理的发展趋势相适应.图1GPS接收机联合空时抗干扰处理的基本输入输出关系2GPS接收机抗干扰联合空时自适应方法DMI(directmatrixinversion)I7,剐方法收敛速度较快,允许数据段的间隔或重叠;MSNWF可以把DMI的矩阵求逆问
8、题转化为迭代计算的降秩问题,可以提高计算速度,增加顽健性.数据分段输入的采用如下方式(见图1):设为阵元数,P为时间延迟单元数.每个时间延迟单元的时间
