一种非理想信道下测量零值无偏的频域抗干扰系统及其方法与流程

本发明涉及卫星导航接收机抗干扰设计领域，具体的说是一种卫星导航接收机频域抗干扰方法，其可运用在卫星导航接收机设计中。
背景技术：
：在卫星导航系统的运行以及应用过程中，卫星导航接收机是其核心设备之一。这里所指的卫星导航接收机不但包括用户部分种类繁多的接收机，也指空间部分和地面部分的接收机。后者主要用于完成星地、站间高精度时间同步、通信等功能，一般比用户部分的接收机有着更高的性能要求，对于纳秒量级的系统精度需求，该类接收机需达到亚纳秒量级的测距精度。当测距精度提高到亚纳秒量级时，诸如接收机通道的群时延特性、幅频特性、时频的稳定性等因素都可能造成测量误差。现有的频域抗干扰手段是在假定通道特性理想的情况下，通过对抗干扰滤波器参数进行约束达到任意干扰模式下测量零值不变的目的。通道特性主要包含幅频特性和相频特性两个部分，相频特性对频率求导即可得到群时延响应，群时延响应更能反映通道特性对时延估计的影响，故实际中一般采用群时延响应表示通道的相频特性。但是由于射频线缆、放大器和混频器等模拟器件的失真使得在实际的导航接收机中，其通道一般很难在带内满足幅频响应为常值、群时延响应为常值(相位响应线性)的理想条件。从而上述的抗干扰措施会导致接收机时延估计发生变化，且变化量与抗干扰参数相关。另一方面，虽然实际工程使用的模拟通道很难满足理想通道的条件，但是在设计中一般会保证通道的冲击响应h(t)为实函数。若通道的冲击响应h(t)为复函数，则输入伪码信号将有一部分能量泄漏到正交通道，而且无法通过相位旋转的方法消除。这是工程设计中不期望的，因为能量泄露意味着性能的损失，如误码率提高、跟踪精度下降等。当h(t)为实函数时，若其傅里叶变换为H(f)＝A(f)exp(jφ(f))，则幅频响应A(f)为偶函数，相频响应φ(f)为奇函数，对φ(f)求导可得通道的群时延响应τg(f)为偶函数。因此在实际非理想通道中，幅频响应和群时延响应对称的通道特性是一种工程中最常见，也是除理想通道特性外工程中最希望达到的一种通道特性。技术实现要素：接收通道的非理想特性会导致信号相关峰畸变从而使得接收零值发生变化。对于包含频域抗干扰模块的接收机，其干扰抑制滤波器的带陷效应会进一步恶化相关峰形状。干扰抑制滤波器的幅频响应与干扰的频点与带宽有关。当存在扫频干扰时，干扰抑制滤波器的幅频响应为时变函数，将导致通道零值发生波动，其幅度与通道非理性特性有关，可以达到2～3ns。针对现有技术存在的这一缺陷，本发明从对称通道特性出发，提出了一种非理想信道下测量零值无偏的频域抗干扰系统及其方法，其解决了传统的抗干扰措施在非理想信道下测量零值的波动问题，且工程实现非常简单。本发明的技术方案是：一种非理想信道下测量零值无偏的频域抗干扰系统，包括FFT模块、干扰谱线检测模块、干扰谱线检测模块、干扰谱线抑制模块、对称谱线补偿模块和IFFT模块。其中FFT模块用于输入信号的时域到频域变换。干扰谱线检测模块用于对干扰信号频域分量进行检测。干扰谱线抑制模块用于将干扰信号频域分量的幅度进行抑制。对称谱线补偿模块用于对所抑制频率点关于中心频点对称处的频率分量幅度进行补偿。IFFT模块用于将补偿后的频域信号变换到时域。输入的基带数字信号在非理想信道下测量零值无偏的频域抗干扰系统的整个处理过程如下：基带数字信号输入FFT模块，FFT模块对输入的基带信号进行N点的FFT变换后输出频域信号至干扰谱线检测模块和干扰谱线抑制模块，干扰谱线检测模块对输入信号进行干扰谱线检测后将检测结果输出至干扰谱线抑制模块和对称谱线补偿模块，干扰谱线抑制模块利用干扰谱线检测模块检测出来的检测结果将输入信号中干扰频点处的幅度置零，并将信号输出至对称谱线补偿模块，对称谱线补偿模块利用干扰谱线检测出来的结果对输入信号干扰频点关于中心频率对称位置幅度进行补偿，并将补偿后的信号输出至IFFT模块，IFFT模块将输入信号进行N点IFFT变换后输出。基于上述提供的频域抗干扰系统，本发明还提供一种非理想信道下测量零值无偏的频域抗干扰方法，包括以下步骤：(1)基带数字信号x(n)输入FFT模块；FFT模块对输入的基带信号x(n)进行N点FFT变换后，FFT模块输出X(k)，其中N为FFT点数，n为采样点序号，取值范围从0～N-1；(2)干扰谱线抑制模块检测出X(k)中K1至K2点之间存在干扰，且0≤K1＜K2≤N；干扰谱线抑制模块将K1至K2点的幅度分量置为零，即经过干扰谱线抑制模块输出的Y(k)为X(k)H1(k)，其中H1(k)为：H1(k)=0K1≤k≤K21other]]>(3)对称谱线补偿模块将Y(k)中N-K2至N-K1频点处的幅度值补偿为2，即经过对称谱线补偿模块输出的信号Z(k)为Y(k)H2(k)，其中H2(k)为：H2(k)=2N-K2≤k≤N-K11other]]>(4)IFFT模块将输入的Z(k)进行N点IFFT变换后，IFFT模块输出z(n)，本发明提出的非理想信道下测量零值无偏的频域抗干扰方法在干扰带陷位置将原来的幅频响应加倍，其等效的频域响应为：Ha-jamrev(k)=0K1≤k≤K22N-K2≤k≤N-K11other]]>本发明与传统的方法相比，非理想信道下测量零值无偏的频域抗干扰方法只需在原有的频域抗干扰方法中增加对称谱线补偿模块即可，硬件实现复杂度低。该方法利用了接收通道的幅频响应和群时延响应为偶函数的特点，对带陷频点的镜频权值进行补偿以达到通道零值不变的目的。该方法可应用于同时需要满足抗干扰需求和高精度测距的卫星导航接收机中。附图说明图1本发明的实现结构示意图。图2为传统的频域抗干扰干扰抑制滤波器幅频响应示意图图3本发明的一种非理想信道下测量零值无偏的频域抗干扰滤波器幅频响应示意图。具体实施方式图1是本发明的实现结构示意图，如图所示，本发明包括FFT模块、干扰谱线检测模块、干扰谱线检测模块、干扰谱线抑制模块、对称谱线补偿模块和IFFT模块。输入的基带数字信号在非理想信道下测量零值无偏的频域抗干扰系统的整个处理过程如下：基带数字信号输入FFT模块，FFT模块对输入的基带信号进行N点的FFT变换后输出频域信号至干扰谱线检测模块和干扰谱线抑制模块，干扰谱线检测模块对输入信号进行干扰谱线检测后将检测结果输出至干扰谱线抑制模块和对称谱线补偿模块，干扰谱线抑制模块利用干扰谱线检测模块检测出来的检测结果将输入信号中干扰频点处的幅度置零，并将信号输出至对称谱线补偿模块，对称谱线补偿模块利用干扰谱线检测出来的结果对输入信号干扰频点关于中心频率对称位置幅度进行补偿，并将补偿后的信号输出至IFFT模块，IFFT模块将输入信号进行N点IFFT变换后输出。图2是传统的频域抗干扰干扰抑制滤波器幅频响应示意图，图3是本发明的一种非理想信道下测量零值无偏的频域抗干扰滤波器幅频响应示意图，由图可以看出修正后的干扰抑制滤波器在其带陷频带的对称位置处将幅度值变为原来的两倍。以采样频率为40MHz，伪码码率为10.23MHz，干扰带宽为1.023MHz，干扰中频频率为5MHz的基带信号为例。取FFT点数为128点。则非理想信道下测量零值无偏的干扰抑制滤波器幅频响应为：Ha-jamrev(k)=012≤k≤202108≤k≤1161other]]>综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书界定的范围为准。当前第1页1 2 3