MS)計(jì)算的梯度更 新濾波器抽頭系數(shù)。
[0097] 直接計(jì)算自累積量和互累積量參數(shù)，復(fù)雜度較高。為保障該算法的工程可實(shí)現(xiàn)性， 采用迭代法計(jì)算。
[0098] 表1中列出了 CE-LMS自適應(yīng)濾波算法的實(shí)現(xiàn)流程和執(zhí)行每一步驟所需的乘法次 數(shù)。
[0099] 表1算法實(shí)現(xiàn)流程與復(fù)雜度分析
[0100]
[0101] 綜合考慮算法所有步驟，可得CE-LMS自適應(yīng)濾波算法的乘法運(yùn)算量S (η)和時(shí)間 復(fù)雜度T (η)分別為：
[0102] S(n) = (3XMXM+14XM+2XM+(U+1) XU/2+6) Xn ；
[0103] T (η) = 〇 (η)表示一個(gè)為與η相關(guān)的函數(shù)；
[0104] 其中η為循環(huán)次數(shù)，M為累積量矩陣的維度即窗口長(zhǎng)度，U為指數(shù)函數(shù)的泰勒級(jí)數(shù) 展開(kāi)的階數(shù)?；谌A累積量的麗SE算法S'（η)和時(shí)間復(fù)雜度Τ'（η)分別為：
[0105] S'（η) = (2ΧΜ+3ΧΜ+4) Xn
[0106] Τ'（η) = 〇 (η)
[0107] 由于CE-LMS自適應(yīng)濾波算法的累積量迭代更新和梯度計(jì)算需要進(jìn)行繁復(fù)的乘法 運(yùn)算，因此CE-LMS自適應(yīng)濾波算法計(jì)算量大于基于三階累積量的MMSE算法，但是時(shí)間復(fù)雜 度兩者都是線性階? (η)，因此CE-LMS自適應(yīng)濾波算法也具有較高的執(zhí)行效率。
[0108] 為驗(yàn)證CE-LMS自適應(yīng)濾波算法的性能分析結(jié)果，需要搭建L-DACSl系統(tǒng)仿真平 臺(tái)。L-DACSl的物理層關(guān)鍵技術(shù)為OFDM多載波調(diào)制技術(shù)，其載波帶寬為625kHz，子載波數(shù)為 64,有效子載波帶寬498. 05kHz，有效子載波數(shù)為50,子載波間隔為9. 765kHz。L-DACSl的 符號(hào)長(zhǎng)度為120us，其中包括OFDM信號(hào)符號(hào)長(zhǎng)度為102. 4us和循環(huán)前綴長(zhǎng)度為17. 6us (保 護(hù)間隔4. Sus和窗函數(shù)長(zhǎng)度12. 8us)。主要物理層參數(shù)如表2所示。
[0109] 表2 L-DACSl物理層參數(shù)表
[0110]
[0111] 基于此，本實(shí)施例搭建了 L-DACSl與DME共存時(shí)的物理層鏈路級(jí)仿真驗(yàn)證平臺(tái)，并 完成CE-LMS自適應(yīng)濾波算法的自適應(yīng)干擾消除技術(shù)的性能分析。以時(shí)域加窗、脈沖消隱、 基于三階累積量的MMSE算法作為比較對(duì)象，從系統(tǒng)誤比特率、干擾抑制比評(píng)估CE-LMS自適 應(yīng)濾波算法的優(yōu)越性，并驗(yàn)證了 CE-LMS自適應(yīng)濾波算法的收斂性能和跟蹤性能。
[0112] 圖5為分別采用時(shí)域加窗、脈沖消隱和基于三階累積量的麗SE算法以及CE-LMS 自適應(yīng)濾波算法時(shí)，L-DACSl系統(tǒng)干擾抑制比（Cancellation Ratio)性能曲線。干擾抑制 比定義為算法前后干擾功率之比的度量單位。由圖5可知：1)信噪比越高，上述算法的干擾 抑制比均越大，即算法干擾抑制性能與信干噪比正相關(guān)；2)相較于前三種算法，CE-LMS自 適應(yīng)濾波算法具有更高的干擾抑制比，這表明CE-LMS自適應(yīng)濾波算法抑制DME干擾的效果 更好。
[0113] 圖6為時(shí)域加窗、脈沖消隱和基于三階累積量的麗SE算法以及CE-LMS自適應(yīng)濾 波算法的L-DACSl系統(tǒng)誤比特率曲線。由圖6可知：1)相較于時(shí)域加窗和脈沖消隱算法， CE-LMS自適應(yīng)濾波算法有3-4dB的性能提升；2) CE-LMS自適應(yīng)濾波算法性能比基于三階累 積量的MMSE算法有所提升，更逼近理想的誤比特曲線。
[0114] 圖7為基于三階累積量的麗SE算法與CE-LMS自適應(yīng)濾波算法的誤差均方根曲 線。由圖7可知：1)信噪比越大，自適應(yīng)算法受到信道高斯白噪聲的影響越小，因此算法的 誤差均方根越小。2)相較于基于累積量的MMSE算法，CE-LMS自適應(yīng)濾波算法的誤差均方 根曲線下降更快，表明CE-LMS自適應(yīng)濾波算法的收斂性能更好，干擾抑制能力更強(qiáng)。
[0115] 圖8為基于三階累積量的MMSE算法與CE-LMS自適應(yīng)濾波算法的歸一化系數(shù)誤差 曲線。歸一化系數(shù)誤差γ = I Iw-WiI |/| IwiI I，其中w表示算法計(jì)算得到的抽頭系數(shù)，Wi表 示基于最大信噪比準(zhǔn)則的最優(yōu)抽頭系數(shù)，系數(shù)誤差能夠很好地反映自適應(yīng)算法調(diào)整的準(zhǔn)確 性。由圖8可知：相較于基于三階累積量的MMSE算法，CE-LMS自適應(yīng)濾波算法的歸一化系 數(shù)誤差曲線更低，表明CE-LMS自適應(yīng)濾波算法的跟蹤性能更好。
[0116] 本申請(qǐng)的上述實(shí)施例中，通過(guò)提供一種基于高階統(tǒng)計(jì)量的L-DACSl系統(tǒng)自適應(yīng)干 擾消除方法，將DME與L-DACSl時(shí)頻域交疊的干擾場(chǎng)景建模為確定性信號(hào)疊加高斯有色噪 聲的干擾量化模型，并據(jù)此提出CE-LMS自適應(yīng)濾波算法，該算法采用三階累積量作為體現(xiàn) 兩者差異性的高階統(tǒng)計(jì)量，以誤差信號(hào)的三階自累積量的平方作為代價(jià)函數(shù)，并引入基于 對(duì)數(shù)螺線的變步長(zhǎng)機(jī)制，減少L-DACSl對(duì)DME的影響，同時(shí)提高L-DACSl抗DME干擾的能力。
[0117] 應(yīng)當(dāng)指出的是，上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例， 本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改性、添加或替換，也應(yīng) 屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于高階統(tǒng)計(jì)量的L-DACSl系統(tǒng)自適應(yīng)干擾消除方法，其特征在于按照以下步 驟進(jìn)行： SI:按照Ry(t) =y(t)*y(t+At)對(duì)接收的信號(hào)y(t)進(jìn)行干擾檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)Ry(t)的 最大值實(shí)現(xiàn)測(cè)距機(jī)系統(tǒng)干擾信號(hào)的定位，其中y(t) =X(t)+p(t)+n(t)，X(t)為L(zhǎng)-DACSl系 統(tǒng)信號(hào)，P(t)為來(lái)自測(cè)距機(jī)系統(tǒng)的干擾信號(hào)，n(t)為加性高斯噪聲信號(hào)，At為時(shí)間間隔； S2 :根據(jù)L-DACSl系統(tǒng)信號(hào)與測(cè)距機(jī)系統(tǒng)信號(hào)在高階統(tǒng)計(jì)域的差異特性得到干擾信號(hào) 估計(jì)量/〕⑴； S3:從接收的信號(hào)y(t)中減去干擾信號(hào)估計(jì)量#以），得到純凈的L-DACSl系統(tǒng)信號(hào) x(0-2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高階統(tǒng)計(jì)量的L-DACSl系統(tǒng)自適應(yīng)干擾消除方法，其特 征在于，步驟S2中計(jì)算干擾信號(hào)估計(jì)量/)(〇的具體步驟如下： S21:初始化抽頭系數(shù)W(O) = (w。(0)，％(0)，…，wM1 (O)) =0,M為滑動(dòng)窗口的長(zhǎng)度；S22 :計(jì)算估計(jì)誤差、自累積量以及互累積量，從而得到代價(jià)函數(shù)A的梯度估計(jì)值 g(n)； 所述代價(jià)函數(shù)為誤差信號(hào)的三階累積量的平方，即：所述代價(jià)函數(shù)的梯度估計(jì)值為：的時(shí)間間隔，測(cè)距機(jī)系統(tǒng)的時(shí)域信號(hào)為其中，a是決定脈沖寬度的常數(shù)，At是脈沖對(duì)間隔；為自累積量估計(jì)值，積量估計(jì)值； 523 :按照l(shuí)i(n) =a?(exp(P?e(n)) - 5 )更新步長(zhǎng)，式中，a、0、8均為常數(shù)； 524 :按照W(n+1) =W(n) -y(n)g(n)改變抽頭系數(shù)； 525 :返回步驟S23循環(huán)執(zhí)行，直至代價(jià)函數(shù)為零；3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于高階統(tǒng)計(jì)量的L-DACSl系統(tǒng)自適應(yīng)干擾消除方法，其特 征在于，測(cè)距機(jī)系統(tǒng)的時(shí)域信號(hào)中，a= 4. 5*10ns2,At= 12us或者36us。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于高階統(tǒng)計(jì)量的L-DACSl系統(tǒng)自適應(yīng)干擾消除方法，其特 征在于， 信號(hào)P(t)的自累積量估計(jì)值為：所述自累積量估計(jì)值和互累積量估計(jì)值&、的累積量l，f/)迭代計(jì)算n時(shí)刻的累積量，具體計(jì)算公式為：
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種基于高階統(tǒng)計(jì)量的L-DACS1系統(tǒng)自適應(yīng)干擾消除方法，將DME與L-DACS1時(shí)頻域交疊的干擾場(chǎng)景建模為確定性信號(hào)疊加高斯有色噪聲的干擾量化模型，并據(jù)此提出CE-LMS自適應(yīng)濾波算法，該算法采用三階累積量作為體現(xiàn)兩者差異性的高階統(tǒng)計(jì)量，以誤差信號(hào)的三階自累積量的平方作為代價(jià)函數(shù)，并引入基于對(duì)數(shù)螺線的變步長(zhǎng)機(jī)制，減少L-DACS1對(duì)DME的影響，同時(shí)提高L-DACS1抗DME干擾的能力。與現(xiàn)有干擾抑制方案相比，本發(fā)明在復(fù)雜度、收斂性和精確度不變的前提下，可得到更高的干擾抑制比和更低的誤比特率，為L(zhǎng)-DACS1系統(tǒng)的實(shí)際部署提供參考。
【IPC分類(lèi)】H04J11/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105227258
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510737330
【發(fā)明人】曾孝平, 簡(jiǎn)鑫, 賀淵, 李夢(mèng)如, 李靜, 譚曉衡, 黃杰, 張琦
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年11月3日