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基于BOC信号的卫星导航抗干扰方法、系统及其接收机与相关技术

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式中u为能量均值;Pi为第i个功率统计段的能量;σ为能量方差;

d. 根据步骤c得到的能量方差、干扰能量的估计值和带宽的估计值,计算当前数据块的门

限值;具体为采用如下算式计算当前数据块的门限值:

Thi=u+β×σ

式中Thi为第i个数据块的门限值;u为能量均值;σ为能量方差;β为陷波滤波器干扰抑制门限因子;

e. 连续计算k个数据块的门限值,从而得到当前抗干扰门限值;具体为采用如下算式计算

得到当前抗干扰门限值:

式中Th为当前抗干扰门限值;Thi为第i个数据块的门限值;

f. 将当前数据块的FFT结果与步骤e得到的当前抗干扰门限值进行比较,从而判定是否存

在干扰;具体为将当前数据块的FFT结果与步骤e得到的当前抗干扰门限值进行比较,若某频点谱线幅值高出当前抗干扰门限值,则判定为存在干扰,同时将该谱线置零;否则判定为不存在干扰;

g. 根据步骤f的判定结果,再次判定干扰类型为单边带干扰或双边带干扰;

由于BOC(二进制偏移载波)调制信号功率谱密度是对称的,即BOC上下边带频谱特性一致,频谱带宽和能量都一样;同样上下边带的导航电文完全一样,每个边带信号的相位信息也相同,所以在检测发现干扰时,需要判断是否干扰仅存在上边带或下边带:若干扰仅存在于上边带或者仅存在于下边带,则判定干扰仅存在于单边带;否则判定干扰存在于双边带;

S4. 根据步骤S3的判断结果,对信号进行处理、选择处理结果进行输出,并标识后续信号

处理的处理方式,从而完成基于BOC信号的卫星导航抗干扰;具体为采用如下步骤进行处理和输出:

若判定为不存在干扰,则输出选取直通通道,步骤S1接收的导航数字中频相对应的信号数据块通过直通重量化模块进行重量化处理,然后通过直通FIFO缓存后输出;若判定为存在干扰,且干扰仅存在于单边带,则步骤S1接收的导航数字信号按照另一个边带的中心频率进行相应的信号处理以及重量化;然后通过FIFO缓存后输出;同时后续信号处理时,选取无干扰一边的BOC信号,按照BPSK信号进行处理;所述的单边带为

BOC信号的一个边带,所述的另一个边带为BOC信号的无干扰边带;

若判定为存在干扰,且干扰同时存在于BOC信号的双边带,设置陷波滤波器的门限值为当前抗干扰门限值,将经过FFT处理的信号通过陷波滤波器处理后,通过IFFT处理和重量化后,输出为抗干扰处理后的结果;同时后续信号处理时,按照BOC信号进行处理。完成上述步骤后,选取下一个数据块数据,同样重复上述步骤,更新门限值,从而完成后续的信号处理。

如图2所示为本技术系统的功能模块图:本技术提供的这种实现上述基于BOC信号的卫星导航抗干扰方法的系统,包括抗干扰通道、直通通道、控制模块、标志模块和输出选择模块;抗干扰通道包括抗干扰FIFO缓存模块、抗干扰FFT模块、抗干扰陷波滤波器模块、抗干扰IFFT(逆快速傅里叶变换)模块和抗干扰重量化模块,且抗干扰FIFO缓存模块、抗干扰FFT模块、抗干扰陷波滤波器模块、抗干扰IFFT模块和抗干扰重量化模块依次串联;直通通道包括直通重量化模块和直通FIFO缓存模块,且直通重量化模块和直通

FIFO缓存模块串联;抗干扰重量化模块的输出端和直通FIFO缓存模块的输出端均连接选

择输出模块的输入端,选择模块的输出端为系统的输出端;控制模块的数据输入端连接抗干扰FFT模块的输出端;控制模块的输出端同时连接抗干扰陷波滤波器的控制端、抗干扰IFFT模块的控制端、抗干扰重量化模块的控制端、输出选择模块的控制端和标志模块的数据输入端;抗干扰通道用于在导航数字中频信号存在干扰时,对导航数字中频信号进行抗干扰处理,并将处理结果上传输出选择模块;直通通道用于在导航数字中频信号不存在干扰或单边带干扰时,对导航数字中频信号进行直接处理,并将处理结果上传输出选择模块;输出选择模块用于根据控制模块输出的控制指令,选择直通通道的信号输出,或者选择抗干扰通道的信号输出;控制模块用于根据抗干扰FFT模块传递的数据信息,检测并获取数字中频信号的频域谱线,判断信号是否存在干扰以及干扰的类型,并根据判断结果设置抗干扰陷波滤波器模块的门限值,根据干扰状态控制抗干扰IFFT模块和抗干扰重量化模块的工作状态,并且控制输出选择模块选择相应的通道信号进行输出,以及设置标志模块的标志位。标志模块用于接收控制模块下发的控制指令,设置自身的标志位,标志当前处理的数据块是否存在干扰,是否为单边带干扰,以及干扰的频点、幅值等,后续信号处理单元通过读取标志来选取相应的信号处理方式和获取当前信号的干扰状态。

其中抗干扰通道在对信号进行处理时,首先进行FIFO缓存,然后通过FFT变换得到数据,将数据传递至控制模块;控制模块根据接收的FFT处理后的数据,获取数字中频信号的频域谱线,然后判断信号是否存在干扰以及干扰的类型,同时对信号进行处理、选择处理结果进行输出;同时,控制模块需要根据干扰的类型,对标志模块进行置位从而标识后续信号处理的处理方式;然后控制模块设置陷波滤波器的门限值,FFT变换后的数据通过陷波滤波器、IFFT处理和重量化后,得到抗干扰通道的数据处理结果;

直通通道则直接将原始接收的信号进行重量化,再通过FIFO缓存后,直接输出数据处理的结果;

当判定为不存在干扰时,控制模块下发控制信号关闭抗干扰IFFT模块的时钟信号和抗干扰重量化模块的时钟信号,从而降低本系统的功耗。

本技术针对干扰具有突发性、间歇性特点,以及BOC信号具有双边带完全对称的特点,对输入信号进行频谱分析,采用自适应抗干扰策略对输出结果进行动态控制,能够有效降低抗干扰系统的功耗,提升导航信号的载噪比。

本技术的价值具体体现在以下几个方面:(1)采用了灵活的抗干扰控制策略,根据输入信号的功率动态调整干扰门限,针对干扰的特点动态关闭部分抗干扰处理单元的时钟,能够有效降低抗干扰系统的平均功耗,有助于整个芯片低功耗策略的实现;(2)在无干扰或仅存在单边带干扰的情况下,输出不经过频谱分析的信号,其有用的信号损失较低,能够有效提高基带处理输入信号的载噪比,提升链路的可靠性。

基于BOC信号的卫星导航抗干扰方法、系统及其接收机与相关技术

式中u为能量均值;Pi为第i个功率统计段的能量;σ为能量方差;d.根据步骤c得到的能量方差、干扰能量的估计值和带宽的估计值,计算当前数据块的门限值;具体为采用如下算式计算当前数据块的门限值:Thi=u+β×σ式中Thi为第i个数据块的门限值;u为能量均值;σ为能量方差;β为陷波滤波器干扰抑制门限因子;e.连续计算k个数
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