【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及通信，特別是一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法及裝置。
技術(shù)介紹
1、在軍事通信和無人機(jī)控制等領(lǐng)域，干擾抑制技術(shù)至關(guān)重要。隨著電子戰(zhàn)技術(shù)的發(fā)展，掃頻干擾成為一種復(fù)雜且難以抑制的干擾方式。掃頻干擾通過在頻譜范圍內(nèi)連續(xù)變化頻率干擾通信信號(hào)，尤其對(duì)采用頻率跳變的無人機(jī)控制系統(tǒng)影響顯著，可能導(dǎo)致信號(hào)丟失或誤檢測(cè)。現(xiàn)有的靜態(tài)濾波器方法因缺乏對(duì)動(dòng)態(tài)頻率變化的適應(yīng)性，難以有效應(yīng)對(duì)此類干擾；傳統(tǒng)的自適應(yīng)濾波技術(shù)如最小均方(lms)算法在低信噪比環(huán)境下性能受限，無法提供高精度的干擾抑制效果。
2、為解決這些不足，瞬時(shí)頻率估計(jì)技術(shù)逐漸受到關(guān)注。它能夠?qū)崟r(shí)追蹤干擾頻率變化，為自適應(yīng)濾波器提供動(dòng)態(tài)參考。然而，當(dāng)前的瞬時(shí)頻率估計(jì)與抑制方法在多干擾共存下效果有限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法及裝置，在跳頻無人機(jī)遙控信號(hào)存在的情況下，通過數(shù)字的方法估算掃頻干擾信號(hào)的瞬時(shí)頻率，并通過自適應(yīng)濾波器進(jìn)行干擾信號(hào)抑制，從而在接收信號(hào)的同時(shí)有效減少干擾。本專利技術(shù)大大抑制了無人機(jī)接受到的目標(biāo)信號(hào)中的干擾，為通信設(shè)備在自干擾抑制和電子攻擊場(chǎng)景下提高無線通信系統(tǒng)的魯棒性和信號(hào)接收精度提供了強(qiáng)大的平臺(tái)支撐與數(shù)字計(jì)算方法。
2、本專利技術(shù)為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
3、第一方面，根據(jù)本專利技術(shù)提出的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法，包括：
4、估計(jì)線性調(diào)頻在無
5、根據(jù)估計(jì)的瞬時(shí)功率在數(shù)字域中重構(gòu)干擾信號(hào)；
6、通過自適應(yīng)濾波將干擾信號(hào)從無人機(jī)遙控器信號(hào)中減去。
7、作為本專利技術(shù)所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，估計(jì)的瞬時(shí)頻率為：
8、
9、其中，為干擾信號(hào)在n時(shí)刻的相位值，為干擾信號(hào)在n-1時(shí)刻的相位值，x(n)為干擾信號(hào)在n時(shí)刻的值，x*(n-1)為干擾信號(hào)在n-1時(shí)刻的值的共軛，為采用單項(xiàng)差分運(yùn)算法估計(jì)的瞬時(shí)頻率。
10、作為本專利技術(shù)所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，采用加權(quán)相位差估計(jì)器估計(jì)瞬時(shí)頻率，使用平滑濾波和時(shí)間平均的方法來降低干擾信號(hào)的方差，對(duì)于信噪比足夠達(dá)到克拉美—羅界的平穩(wěn)信號(hào)，加權(quán)相位差估計(jì)器給出為：
11、
12、其中，為采用加權(quán)相位差估計(jì)器估計(jì)的瞬時(shí)頻率，hn為第n個(gè)平滑窗口，n為窗口總大小。
13、作為本專利技術(shù)所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，
14、
15、作為本專利技術(shù)所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，重構(gòu)干擾信號(hào)x(t)，x(t)如下：
16、
17、其中，a(t)為干擾信號(hào)的瞬時(shí)振幅，w0是與中心頻率有關(guān)的參數(shù)，φ0為初始相位，ψ為掃頻速率，t為時(shí)間，j為虛數(shù)單位，w0是本地重構(gòu)時(shí)用進(jìn)行賦值的。
18、作為本專利技術(shù)所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，針對(duì)大信噪比場(chǎng)景，使用歸一化最小均方差法方法來更新自適應(yīng)濾波的過濾器抽頭以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)功能。
19、第二方面，一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制裝置，包括估計(jì)模塊、重構(gòu)模塊和干擾抑制模塊；其中，
20、估計(jì)模塊，用于估計(jì)線性調(diào)頻在無人機(jī)遙控器信號(hào)的整個(gè)帶寬上的瞬時(shí)頻率；
21、重構(gòu)模塊，用于根據(jù)估計(jì)的瞬時(shí)功率在數(shù)字域中重構(gòu)干擾信號(hào)；
22、干擾抑制模塊，用于通過自適應(yīng)濾波將干擾信號(hào)從無人機(jī)遙控器信號(hào)中減去。
23、作為本專利技術(shù)所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制裝置進(jìn)一步優(yōu)化方案，采用fir濾波器來實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)濾波，自適應(yīng)濾波采用歸一化最小均方算法nlms以動(dòng)態(tài)調(diào)整fir濾波器參數(shù)。
24、第三方面，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器，以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并能夠在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述第一方面或其對(duì)應(yīng)的任一實(shí)施方式的面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法的步驟。
25、第四方面，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述第一方面或其對(duì)應(yīng)的任一實(shí)施方式的面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法的步驟。
26、本專利技術(shù)采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：
27、(1)本專利技術(shù)提出的掃頻干擾抑制方法基于自適應(yīng)濾波技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)中的靜態(tài)干擾抑制方法相比，能夠有效應(yīng)對(duì)非固定窄帶干擾，尤其是掃頻干擾(如線性頻率調(diào)制信號(hào))?，F(xiàn)有的干擾抑制技術(shù)主要針對(duì)恒定頻率或固定帶寬的干擾信號(hào)，而本專利技術(shù)通過實(shí)時(shí)估算干擾信號(hào)的瞬時(shí)頻率，能夠適應(yīng)頻率跳變的干擾信號(hào)特性，顯著提高了干擾抑制的準(zhǔn)確性和魯棒性。
28、(2)本專利技術(shù)中使用的瞬時(shí)頻率估計(jì)方法精確地捕捉掃頻信號(hào)的頻率變化，通過公式實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾信號(hào)的實(shí)時(shí)重建，并通過自適應(yīng)濾波技術(shù)進(jìn)行干擾信號(hào)的濾波處理。這種動(dòng)態(tài)的頻率跟蹤方法相比傳統(tǒng)的固定頻率濾波器，具有更強(qiáng)的適應(yīng)能力，特別是在無人機(jī)遙控系統(tǒng)頻率跳變等復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景中，能夠同時(shí)保持干擾抑制與信號(hào)檢測(cè)的穩(wěn)定性。
29、(3)與現(xiàn)有的廣泛采用的最小均方算法(lms)相比，本專利技術(shù)選擇了歸一化最小均方算法(nlms)，更適合于低信噪比場(chǎng)景下的干擾抑制，并能有效減少誤差的累積，提高了濾波的精度。這種改進(jìn)顯著提升了系統(tǒng)的抗干擾能力，使得無人機(jī)遙控信號(hào)在存在較強(qiáng)干擾的情況下仍然能夠正常接收。
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1.一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法，其特征在于，估計(jì)的瞬時(shí)頻率為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法，其特征在于，采用加權(quán)相位差估計(jì)器估計(jì)瞬時(shí)頻率，使用平滑濾波和時(shí)間平均的方法來降低干擾信號(hào)的方差，對(duì)于信噪比足夠達(dá)到克拉美—羅界的平穩(wěn)信號(hào)，加權(quán)相位差估計(jì)器給出為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法，其特征在于，重構(gòu)干擾信號(hào)x(t)，x(t)如下：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法，其特征在于，針對(duì)大信噪比場(chǎng)景，使用歸一化最小均方差法方法來更新自適應(yīng)濾波的過濾器抽頭以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)功能。
7.一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制裝置，其特征在于，包括估計(jì)模塊、重構(gòu)模塊和干擾抑制模塊；其中，
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)
9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器，以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并能夠在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法的步驟。
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法，其特征在于，估計(jì)的瞬時(shí)頻率為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法，其特征在于，采用加權(quán)相位差估計(jì)器估計(jì)瞬時(shí)頻率，使用平滑濾波和時(shí)間平均的方法來降低干擾信號(hào)的方差，對(duì)于信噪比足夠達(dá)到克拉美—羅界的平穩(wěn)信號(hào)，加權(quán)相位差估計(jì)器給出為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法，其特征在于，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法，其特征在于，重構(gòu)干擾信號(hào)x(t)，x(t)如下：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面向無人機(jī)遙控信號(hào)的掃頻干擾抑制方法，其特征在于，針對(duì)大信噪比場(chǎng)景，使用歸一化最小均方差法方法來更新自...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊博杰，陳向東，張夢(mèng)瑤，石帥，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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