七通道北斗自適應(yīng)抗干擾算法與FPGA實(shí)現(xiàn)研究.pdf

1、隨著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的迅速發(fā)展，以北斗系統(tǒng)為核心的北斗產(chǎn)業(yè)也正在蓬勃發(fā)展之中，基礎(chǔ)產(chǎn)品、北斗終端、運(yùn)維等產(chǎn)業(yè)體系已經(jīng)逐步形成。衛(wèi)星信號(hào)屬于弱信號(hào)，其到達(dá)地面的信號(hào)強(qiáng)度約-130dBm，且沒有附加的防護(hù)措施，極易受到外界各種形式的干擾而導(dǎo)致導(dǎo)航定位功能失效。干擾的形式、距離、方位和功率等信息的不確定導(dǎo)致對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的防護(hù)極為困難。因此抗干擾水平日益成為衡量導(dǎo)航系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標(biāo)。針對(duì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)容易受到干擾而導(dǎo)致無(wú)法正常工作的弱點(diǎn)，我國(guó)在北斗抗

2、干擾領(lǐng)域投入了大量人力物力，致力于抗干擾研究。本項(xiàng)目探討了一種基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的七通道干擾抑制算法，并在FPGA上驗(yàn)證該算法。
　　首先，本文對(duì)典型自適應(yīng)干擾抑制算法進(jìn)行簡(jiǎn)略介紹。給出干擾抑制方法的基本分類，有空域?yàn)V波、時(shí)域?yàn)V波及空時(shí)結(jié)合抗干擾濾波等。隨后講述了自適應(yīng)波束形成方法，該算法能夠在抑制干擾的同時(shí)增強(qiáng)有用信號(hào)。最后，詳細(xì)描述了幾種自適應(yīng)濾波算法，如遞歸最小二乘算法和最小均方誤差算法等。
　　其次，在基本自適應(yīng)抗干擾

3、算法的基礎(chǔ)上，討論了基于功率倒置算法的七陣元空時(shí)抗干擾的迭代實(shí)現(xiàn)，主要采用LMS算法或RLS算法來(lái)完成迭代過(guò)程。為了使抗干擾算法能夠在硬件平臺(tái)上高速實(shí)時(shí)地進(jìn)行抗干擾處理，利用DLMS算法來(lái)實(shí)現(xiàn)空時(shí)抗干擾。本文討論了DLMS算法的改進(jìn)，即利用重定時(shí)技術(shù)對(duì)空時(shí)功率倒置結(jié)構(gòu)的DLMS算法進(jìn)行改進(jìn)，得到三種改進(jìn)結(jié)構(gòu)，即TF-RDLMS、DF-RDLMS和TDF-RDLMS。本文利用MTLAB工具仿真了上述研究算法，分析了各個(gè)算法的性能及硬件實(shí)現(xiàn)

4、的可行性。
　　然后，本文在FPGA硬件平臺(tái)上對(duì)七通道北斗抗干擾算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，介紹了基于FPGA的硬件系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)，包括ADC、FPGA、DAC等。隨后描述了七陣元自適應(yīng)抗干擾算法的FPGA實(shí)現(xiàn)，包括數(shù)據(jù)的采集同步、對(duì)采樣數(shù)據(jù)的濾波及希爾伯特變換處理、TF-RDLMS算法實(shí)現(xiàn)和數(shù)據(jù)內(nèi)插處理。在FPGA上實(shí)現(xiàn)了干擾的抑制。
　　最后，對(duì)七通道自適應(yīng)抗干擾系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試，對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了搭建，確定了測(cè)試方法和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。