[发明专利]一种综合的DME脉冲干扰抑制方法

说明书

技术领域

本发明属于脉冲干扰抑制技术领域，特别是涉及一种综合的DME脉冲干扰抑制方法。

背景技术

GPS L5信号、Galileo E5信号和北斗B2信号都是未来全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)的重要组成部分，联合其他的卫星信号应用于有关生命安全(Safety of Life，SoL)的服务中，将在民航领域中具有广泛的应用前景。但是在GNSS的建设和发展过程中会遇到与现有的航空无线电设备的电磁兼容问题，例如GPS L5、Galileo E5和北斗B2信号的工作频带与航空无线电导航服务(Aeronautical Radio Navigation Services，ARNS)频带相重叠，同时ARNS频带已经被许多系统占用，因此在这些系统中，距离测量设备(Distance Measuring Equipment，DME)发射的大功率脉冲信号是影响GNSS信号的主要因素。以GPS L5为例，其中心频率为1176.45MHz，DME的工作频带为962-1213MHz，当机载DME询问器工作在信道64-126X模式时，地面DME应答机的转发频率将位于1151-1213MHz范围内，因此覆盖GPS L5的频带范围。在卫星导航系统中，典型的卫星信号传输功率为50W，DME地面站台传输功率最高可达2kW，相比而言，飞机离卫星较远而离地面DME站台较近。在飞机飞行过程中，来自地面DME站台的大功率脉冲进入机载GNSS接收机会降低接收机的信干噪比，如果不进行任何干扰抑制处理，很可能会影响接收机对卫星信号的捕获，从而使接收机跟踪环不能收敛，结果造成解码困难。尤其当飞机飞得越高时，障碍物的减少使得可见DME站台增多，接收到的脉冲干扰信号越多，对接收机正常工作的影响更严重。因此有必要研究GNSS中DME脉冲干扰抑制方法。

现有的DME干扰抑制方法主要分为以下几类：时域消隐法，频域陷波滤波法，时频混合滤波法和基于小波包变换的方法。其中时域消隐法是最为常用的脉冲干扰抑制方法，它通过在时域将超过预设门限的接收信号置零来消除干扰，但当脉冲干扰密度升高时，时域消隐法将滤除大量的脉冲干扰，同时也损失大量的有用卫星信号。频域陷波滤波法将信号转换到频域并在频域设置门限来滤除干扰，但同时也滤除掉干扰频率处的有用信号。时频混合滤波法首先将接收卫星信号通过一个时域滑动窗口进行时域脉冲干扰检测，当检测到DME脉冲对干扰时，将检测窗口内的信号转换到频域进行滤波，最后将滤波后的信号代替原始检测窗口内的信号作为输出，此方法相比前两种方法能保存更多的有用信号。与前三类方法不同的是，基于小波包变换的方法是将接收信号变换到小波系数域，在小波系数域设定门限检测和滤除干扰。虽然上述这些方法在脉冲干扰信号密度较低时有较好的性能，但是，随着脉冲干扰信号密度的升高，这些方法的性能严重下降，因此很有必要研究一种在脉冲干扰密度较高情况下仍有较好性能的DME脉冲干扰抑制方法。此外，由于在实际环境中，接收信号的脉冲干扰环境并非预先知道，因此有必要对脉冲干扰的密度进行评估，并且考虑到干扰抑制方法的性能和计算复杂度，有必要研究出一种综合的脉冲干扰抑制方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供了一种综合的DME脉冲干扰抑制方法，其使得接收机根据不同的DME干扰占空比自适应选择合适的干扰抑制方法，从而得到较好的干扰抑制性能，使得接收机正常捕获卫星信号。

为了达到上述目的，综合的DME脉冲干扰抑制方法，其特征在于，其包括按顺序进行的下列步骤：

(1)输入接收机接收到的信号，并计算输入信号的干扰占空比；

(2)当输入信号的干扰占空比小于门限值γ时，采用时频混合滤波方法进行DME脉冲干扰抑制；

(3)当输入信号的干扰占空比大于门限值γ时，采用参数估计和小波包变换联合方法进行DME脉冲干扰抑制。

在步骤(1)中，所述的干扰占空比的计算由消隐占空比来表征，消隐占空比定义为大于时域消隐门限的样本数占总样本数的比例。

在步骤(3)中，所述的参数估计和小波包变换联合方法包括按顺序进行的下列步骤：

a.对步骤(1)输入的信号在时域用滑动的时间长度为25μs的窗口进行DME脉冲干扰检测，当检测到信号的幅度高于预定门限时，表明检测窗口范围内有干扰，进行后续的干扰抑制处理，否则不进行处理而直接输出无干扰信号；