[发明专利]基于空时功率倒置阵的宽带干扰抑制装置及抑制方法

权利要求书

1.一种基于空时功率倒置阵的宽带干扰抑制装置，其特征在于：包括空时二维功率倒置阵结构及重定时延时最小均方滤波器；所述空时二维功率倒置阵结构由M个阵元组成，设第一个阵元为参考阵元，其他M-1个阵元为权值阵元，每个权值阵元各有N个单位延时器，每个单位延时器都有1个复数权值，使得每个权值阵元构成一个阵元FIR滤波器；

重定时延时最小均方滤波器包括M-1组权值处理模块、两个单位延时器、第一加法器、一个单位延时器及第二加法器；两个单位延时器的输入端连接参考阵元接收信号，每个权值处理模块一路输入端一一对应连接权值阵元接收信号、每个权值处理模块另一路输入端一一对应连接一个初始信号，每组权值处理模块一路输出端连接三个单位延时器的输入端、三个单位延时器的输出端连接权值处理模块；所有权值处理模块另一路输出端均连接第二加法器的输入端，第二加法器的输出端和两个单位延时器的输出端均连接第一加法器的输入端，第一加法器的输出端连接一个单位延时器的输入端，一个单位延时器的输入端分别与每个权值处理模块的输入端相连；

抑制方法如下：

S1）初始化空时二维功率倒置阵模型，包括以下子步骤：

S11）空时二维功率倒置阵结构由M个阵元组成，设第一个阵元为参考阵元1，其他M-1个阵元为权值阵元，M个阵元的接收信号分别记为x₀(n)、x₁ (n)、……、x_M-1(n)，其中，x₀ (n)表示参考阵元接收信号，x₁(n) 、……、x_M-1(n)为权值阵元接收信号，n表示当前时刻；

S12）每个权值阵元各有N个单位延时器，记为x_i (n)、x_i (n-1) 、……、x_i (n-N+1)，其中，i=0、……、M-1，每个单位延时器的复数权值记为w_ij，i=0、……、M-1，j=1、……、N，其中i表示阵元序号，j表示延时单元序号；

S13）初始化参考阵元x₀路权值为w₀₁=1，w_0j=0，其中j=2、……、N，初始化权值路x₁、……、x_M-1的权值为

w_ij=0，其中i=1、……、M-1,j=1、……、N

记输入信号向量为

x(n)=[x₁ (n)⋯x₁ (n-N+1)⋯x_M-1 (n)⋯x_M-1(n-N+1)]^T∈C^(M-1)×N

记权向量为

w=[w_1,1 w_1,2⋯w_1,N⋯w_M-1,1 w_M-1,2⋯w_M-1,N ]^T∈C^(M-1)×N

初始化当前时刻为n=1；

S2）根据多径信道环境计算处理延时量，将参考阵元接收信号进行延时，将x₀路信号x₀(n)延时2D，得到x₀ (n-2D)，其中2D要大于最大多径传播时延；

S3）利用权值处理模块计算输出信号、误差信号以及权向量的更新，具体为：

S31）对于n=1,2,3,……，利用当前权值w，计算输出信号为

y(n)=w_1,1^* x₁ (n)+w_1,2^* x₁ (n-1)+⋯+w_1,N^* x₁ (n-N+1)+⋯+w_M-1,1^* x_M-1 (n)+w_M-1,2^* x_M-1(n-1)+⋯+w_M-1,N^* x_M-1 (n-N+1)=w^H x(n)

计算期望延时信号为

d(n-2D) = -x₀ (n-2D)

计算延时误差信号为

e(n-2D) = d(n-2D)-y(n-2D)

S32）设置步长μ，对于空时二维功率倒置阵，μ由移位器实现，μ为2^-8~2^-12，并进行权值的更新，权向量更新为：

w(n+1) = w(n)+μx(n-2D)e^* (n-2D)

S4）令n=n+1，转子步骤S31），直到满足‖w(n+1)-w(n)‖₂²≤ε，其中ε为迭代终止阈值；

S5）为实现自适应宽带干扰抑制，对于当前时刻n，输出信号为y ̃(n)=x₀(n)+w^H x(n)。