[发明专利]一种水下移动通信用抗干扰处理方法

摘要

本发明公开一种水下移动通信用抗干扰处理方法，步骤是：利用N个声纳形成2个相邻的均匀线阵所组成的嵌套阵列接收信号；利用嵌套阵列对水声信号进行采样，得到阵列输出信号；根据阵列输出信号计算虚拟阵列接收数据矢量；根据压缩感知原理利用凸优化算法对接收信号进行稀疏重构，构造超完备基；采用凸优化方法求解稀疏约束方程，得到估计值；根据估计值得到干扰DOA的估计值，构造干扰子空间矩阵及其正交空间投影矩阵，对向量化处理前的原始接收信号利用正交投影的方法完成干扰抑制。此种方法可提高通信的效率，节约通信的成本，具体广泛的应用价值。

主权项

1.一种水下移动通信用抗干扰处理方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1，利用N个声纳形成2个相邻的均匀线阵所组成的嵌套阵列接收信号；步骤2，利用嵌套阵列对水声信号进行采样，得到阵列输出信号x(t)；步骤3，根据阵列输出信号x(t)计算虚拟阵列接收数据矢量z(t)；所述步骤3的具体过程是：3a)根据K‑R积，包含N个阵元的二阶nested阵列产生的虚拟均匀线阵具有个虚拟阵元；把个虚拟阵元划分为个子阵，每个子阵包含个虚拟阵元；3b)把个虚拟阵元划分为个子阵，每个子阵包含个虚拟阵元；3c)对个子阵的数据协方差矩阵求和，得R_sum；3d)将Rsum向量化，得z＝vec(Rsum)＝Φp+σ2I；其中，Φ为子阵导向矢量矩阵与其共轭不转置运算的Khatri‑Rao积，k＝L+1,...,Q,L为水声信号的个数，Q‑L为不相关的干扰信号个数；I为只有一个位置为1其余位置均为0的向量的集合，σ为信号的功率；步骤4，根据压缩感知原理利用凸优化算法对接收信号进行稀疏重构，构造超完备基Ψ；所述步骤4的具体过程是：4a)将信号入射空域进行离散采样，将整个DOA空间[‑90°,90°]等间隔划分为r个角度，定义为波达方向范围θ＝[θ1,θ2,...,θr]；4b)构造一个空域稀疏化后的超完备基Ψ(θ)：Ψ(θ)＝[a(θ1),...,a(θr)]4c)将z重新表示为稀疏形式步骤5，将信号入射空域波达方向角估计转化为求解如下的优化问题：其中，ε为预先给定的参数；采用凸优化方法求解稀疏约束方程，得到的估计值步骤6，根据的值得到干扰DOA的估计值其中i＝L+1,…,Q；利用估计得到的构造干扰子空间矩阵及其正交空间投影矩阵对向量化处理前的原始接收信号利用正交投影的方法完成干扰抑制，即