本發(fā)明屬于陣列信號(hào)處理，涉及波束形成技術(shù)，涉及一種應(yīng)用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的對(duì)角加載技術(shù)加載量確定方法。

背景技術(shù)：

1、陣列信號(hào)處理是信號(hào)處理領(lǐng)域的重要分支，它將多個(gè)傳感器分布在空間的不同位置組成傳感器陣列，對(duì)空間傳播信號(hào)進(jìn)行接收與處理。波束形成是陣列信號(hào)處理領(lǐng)域研究的重要方向與內(nèi)容，波束形成根據(jù)各個(gè)傳感器陣元接收到的復(fù)信號(hào)進(jìn)行復(fù)加權(quán)處理，其輸出會(huì)對(duì)不同方向的信號(hào)形成不同的增益。當(dāng)空間中存在多個(gè)信號(hào)源或者存在很多干擾信號(hào)時(shí)，需要對(duì)期望信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)或者提取，抑制不需要的信號(hào)，以使得感興趣的方向上形成一定的增益而在其他方向形成抑制，或者零陷。這一過(guò)程被稱(chēng)為波束形成。

2、針對(duì)陣元位置誤差、幅相誤差、接收數(shù)據(jù)包含期望信號(hào)等情況，波束形成器可能出現(xiàn)輸出信噪比下降，主瓣偏移，副瓣電平升高，信號(hào)相消等問(wèn)題。所以研究出穩(wěn)健的自適應(yīng)波束形成算法顯得尤為重要。對(duì)角加載便是這樣一類(lèi)穩(wěn)健的自適應(yīng)波束形成算法。對(duì)角加載算法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，容易理解，唯一的難點(diǎn)就是對(duì)角加載量的確定沒(méi)有指導(dǎo)性的文獻(xiàn)進(jìn)行說(shuō)明。

3、直接序列擴(kuò)頻通信具有一定的抗截獲和抗干擾能力，信號(hào)在比較寬的頻帶上被擴(kuò)展，即信號(hào)功率譜密度很低，信號(hào)功率譜比較平坦，淹沒(méi)在白噪聲之中。但由于系統(tǒng)的帶寬有限，直擴(kuò)系統(tǒng)的抗干擾能力受擴(kuò)頻增益的限制不會(huì)太高。通常利用波束形成技術(shù)提升系統(tǒng)的抗干擾能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)發(fā)明目的

2、本發(fā)明的目的是：提出一種應(yīng)用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的對(duì)角加載技術(shù)加載量確定方法，利用直擴(kuò)通信的頻譜特性輔助確定對(duì)角加載技術(shù)的加載量。

3、(二)技術(shù)方案

4、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的對(duì)角加載技術(shù)加載量確定方法，其包括以下步驟：

5、步驟1：對(duì)陣列信號(hào)采樣，獲得采樣數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣；

6、步驟2：對(duì)采樣數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣，按n檔分別加載不同的加載因子；

7、步驟3：求解用于波束形成的權(quán)值系數(shù)；

8、步驟4：對(duì)陣列信號(hào)空域?yàn)V波，計(jì)算出n路信號(hào)的信噪比；

9、步驟5：比較n路信號(hào)信噪比的大小，信噪比最大的通路的加載量作為對(duì)角加載技術(shù)加載量。

10、步驟2中，對(duì)采樣數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣，按n檔分別加載不同的加載因子γi，i＝1，2,……,n。

11、步驟2中，加載因子劃分為多檔，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)為γ1＝σn，γ2＝1e1*σn，γ3＝1e2*σn，γ4＝1e3*σn，γ5＝1e4*σn，……，γn＝le(n-1)*σn；σn為陣列信號(hào)噪聲功率。

12、步驟3中，利用公式求得用于波束形成的權(quán)值系數(shù)w1，w2，w3，w4，w5，……，wn；采樣協(xié)方差矩陣用r表示，導(dǎo)向矢量用τsp表示，單位矩陣用i表示。

13、步驟4中，對(duì)陣列信號(hào)空域?yàn)V波，得到n組合路信號(hào)，對(duì)n組合路信號(hào)解擴(kuò)后進(jìn)行fft頻譜分析，分別求出峰值p和噪聲功率n，計(jì)算出n路信號(hào)的信噪比p/n。

14、步驟5中，比較n路合路信號(hào)信噪比的大小，信噪比最大的通路權(quán)值系數(shù)，作為最終用于波束合成的權(quán)值系數(shù)，信噪比最大的通路的加載量γ*i為對(duì)角加載技術(shù)加載量。

15、(三)有益效果

16、上述技術(shù)方案所提供的應(yīng)用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的對(duì)角加載技術(shù)加載量確定方法，采用可變加載因子，加載因子劃分為多檔，根據(jù)仿真設(shè)置加載因子，以保證在信號(hào)的信噪比-20db～50db時(shí)有比較好的抗干擾效果。

技術(shù)特征：

1.一種應(yīng)用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的對(duì)角加載技術(shù)加載量確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的對(duì)角加載技術(shù)加載量確定方法，其特征在于，步驟2中，對(duì)采樣數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣，按n檔分別加載不同的加載因子γi，i＝1，2,……,n。

3.如權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的對(duì)角加載技術(shù)加載量確定方法，其特征在于，步驟2中，加載因子劃分為多檔，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)為γ1＝σn，γ2＝1e1*σn，γ3＝1e2*σn，γ4＝1e3*σn，γ5＝1e4*σn，……，γn＝le(n-1)*σn；σn為陣列信號(hào)噪聲功率。

4.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的對(duì)角加載技術(shù)加載量確定方法，其特征在于，步驟3中，利用公式求得用于波束形成的權(quán)值系數(shù)w1，w2，w3，w4，w5，……，wn；采樣協(xié)方差矩陣用r表示，導(dǎo)向矢量用τsp表示，單位矩陣用i表示。

5.如權(quán)利要求4所述的應(yīng)用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的對(duì)角加載技術(shù)加載量確定方法，其特征在于，步驟4中，對(duì)陣列信號(hào)空域?yàn)V波，得到n組合路信號(hào)，對(duì)n組合路信號(hào)解擴(kuò)后進(jìn)行fft頻譜分析，分別求出峰值p和噪聲功率n，計(jì)算出n路信號(hào)的信噪比p/n。

6.如權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的對(duì)角加載技術(shù)加載量確定方法，其特征在于，步驟5中，比較n路合路信號(hào)信噪比的大小，信噪比最大的通路權(quán)值系數(shù)，作為最終用于波束合成的權(quán)值系數(shù)，信噪比最大的通路的加載量γ*i為對(duì)角加載技術(shù)加載量。

7.如權(quán)利要求6所述的應(yīng)用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的對(duì)角加載技術(shù)加載量確定方法，其特征在于，步驟2中，對(duì)采樣數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣，按5檔分別加載不同的加載因子γ1＝σn，γ2＝1e1*σn，γ3＝1e2*σn，γ4＝1e3*σn，γ5＝1e4*σn，σn為陣列信號(hào)噪聲功率。

8.如權(quán)利要求7所述的應(yīng)用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的對(duì)角加載技術(shù)加載量確定方法，其特征在于，步驟3中，利用公式求得用于波束形成的權(quán)值系數(shù)w1，w2，w3，w4，w5。

9.如權(quán)利要求8所述的應(yīng)用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的對(duì)角加載技術(shù)加載量確定方法，其特征在于，步驟4中，對(duì)陣列信號(hào)進(jìn)行空域?yàn)V波，得到5組合路信號(hào)，對(duì)5組合路信號(hào)解擴(kuò)后進(jìn)行fft頻譜分析，分別求出峰值p和噪聲功率n，計(jì)算出5路信號(hào)的信噪比p/n。

10.如權(quán)利要求9所述的應(yīng)用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的對(duì)角加載技術(shù)加載量確定方法，其特征在于，步驟5中，比較5路合路信號(hào)信噪比的大小，信噪比最大的通路權(quán)值系數(shù)為最終用于波束合成的權(quán)值系數(shù)，該路的加載量γ*i為對(duì)角加載技術(shù)加載量。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的對(duì)角加載技術(shù)加載量確定方法，其包括以下步驟：步驟1：對(duì)陣列信號(hào)采樣，獲得采樣數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣；步驟2：對(duì)采樣數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣，按N檔分別加載不同的加載因子；步驟3：求解用于波束形成的權(quán)值系數(shù)；步驟4：對(duì)陣列信號(hào)空域?yàn)V波，計(jì)算出N路信號(hào)的信噪比；步驟5：比較N路信號(hào)信噪比的大小，信噪比最大的通路的加載量作為對(duì)角加載技術(shù)加載量。本發(fā)明采用可變加載因子，加載因子劃分為多檔，根據(jù)仿真設(shè)置加載因子，以保證在信號(hào)的信噪比?20dB～50dB時(shí)有比較好的抗干擾效果。

技術(shù)研發(fā)人員：牟明崎,張濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津津航計(jì)算技術(shù)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6