多级维纳滤波器
更新时间：2011-05-28 09:40
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多级维纳滤波器MWF(MultiSTage Weiner Filter)能够快速收敛，对多级维纳滤波器作D级截断(D
多级维纳滤波器概述
- 通常，GPS信号抗干扰的研究方法有时频域抗干扰、利用GPS信号循环平稳特性抗干扰、阵列抗干扰以及空时抗干扰。空时联合处理具有在空时二维域剔除干扰的能力。设空时二维阵列阵元数为M，时间延迟数为N，则接收数据X(k)为MN-1维矢量，其最优处理的运算量约为O(MN3)，随着空时处理维数的增加，运算量成立方倍增长，大运算量对计算资源消耗以及计算时长来说都是不可接受的，因此降维处理是实际应用的必然选择。
多级维纳滤波器抗干扰功能仿真
仿真采用4元加芯圆阵，圆阵半径d=?姿/2，?姿为接收信号波长，信号入射范围：方向角0°～360°，俯仰角0°～90°；期望卫星信号入射角为(0°，30°)，其中方向角在前，俯仰角在后，以下入射角均照此排列。根据参考文献[5]可知，地球表面接收的GPS信号功率约为-158 dBW, 接收机热噪声密度为10lg(kT0)=-204 dBW/Hz，其中k=1.38×10-23(watt-sec/K)为波耳兹曼常数，T0=290 K为常温，仿真采用C/A码，接收机处理带宽约为5 MHz，可以算得接收机热噪声功率约为-137 dBW，因此无干扰情况下的信噪比为-21 dB。干扰全部按照干噪比30 dB设置，绝对功率即为-107 dBW。
仿真1. 不同秩选方式对算法抗干扰性能的影响。
通过试验确定合适的秩选方法，并根据实验结果确定门限以找出最优的多级维纳滤波器迭代次数。干扰场景设置：两个功率相同的宽带干扰，两个干扰的来向角为(80°，45°)、(130°，45°)。
首先用仿真试验说明两个问题：(1)多级维纳滤波器做抗干扰滤波时存在一个最优迭代次数；(2)通过检测接收信号功率的变化比检测均方误差更容易设定准确门限。仿真图如图2所示。
SINR
从图2(a)可以明显看出，SINR随迭代次数的变化情况显而易见，当迭代次数为10的时候输出SINR最高，随后SINR会降低。如图2(b)所示接收信号和MSE功率均用绝对数值表示，点划线、星划线分别表示接收信号MSE的功率，实线是一个功率门限，为-137 dBW，当被检测的各步迭代后的接收信号和MSE功率小于这个门限时停止迭代，以接收信号功率变化为依据，所确定的迭代次数为10；以MSE变化为依据，则所确定的迭代次数为8，不是最优迭代次数。从图中可以看出，用接收信号功率的变化来确定最优迭代次数时，门限的选择范围较大，可以从-144 dBW～-129 dBW；而用MSE变化来确定最优迭代次数，门限的选择范围很小。
然后以输出SINR衡量抗干扰性能。分为两种情况做仿真：(1)在对迭代过程进行秩选时，检测每步迭代后MSE的变化，当MSE小于所设定的门限时停止迭代；(2)检测接收信号功率的变化，将其与所设定的门限相比较确定最优迭代次数。每种情况下设定10种随机状态，相同随机状态下每次仿真所产生的随机数相同，从而保证了结果对任何一次仿真公平。每种随机状态下均做4次仿真，将门限分别设为，得到相应情况下的输出SINR，如图3所示。
