Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2026
Идентификатор DOI: 10.18127/j00338486-202608-04
Ключевые слова: adaptive spatial processing, post-correlation processing, antenna array, GNSS receiver, interference mitigation, MVDR, robust covariance matrix estimation, hybrid architectures, адаптивная пространственная обработка, посткорреляционная обработка, антенная решетка, GNSS-приемник, подавление помех, робастная оценка корреляционной матрицы, гибридные архитектуры
Аннотация: Постановка проблемы. Традиционные методы адаптивной пространственной обработки сигналов в антенных решетках приемников глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), реализуемые на частоте дискретизации входного сигнала (до корреляторов), требуют высоких вычислительных затрат. В то же время корреляционная обработка обеспечиваеПоказать полностьют значительное повышение отношения сигнал/шум (ОСШ) - на величину, равную произведению полосы пропускания на время накопления, что создает предпосылки для снижения требуемой частоты обработки. Для снижения вычислительной сложности предлагается перенести адаптивную пространственную обработку на выход корреляторов, где частота следования отсчетов соответствует тактовой частоте кода (как правило, 1-10 кГц), что в 1000-10000 раз ниже частоты дискретизации. При этом необходимо учитывать ограничения по динамическому диапазону линейного тракта до коррелятора, так как подавление мощных широкополосных помех в предлагаемой схеме выполняется после этапа накопления. Цель. Представить и обосновать альтернативный подход к адаптивной пространственной обработке сигналов в ГНСС-приемниках с антенной решеткой - посткорреляционную адаптивную обработку сигналов, при которой вычисление весовых коэффициентов переносится с высокой частоты дискретизации (до корреляторов) на низкую частоту (после корреляторов). Результаты. Рассмотрена посткорреляционная адаптивная пространственная обработка сигналов и дано математическое обоснование ее алгоритмов. Проанализированы оптимальные критерии обработки, структура построения и преимущества данного метода. Разработана математическая модель концепции посткорреляционной адаптивной обработки и подтверждена возможность реализации сложных алгоритмов на стандартных процессорах, что позволяет создавать компактные и недорогие помехозащищенные навигационные устройства. Практическая значимость. Предложенный подход позволяет существенно снизить вычислительные затраты и жесткие требования к аппаратным ресурсам (тактовая частота, разрядность АЦП, энергопотребление), а также обосновать оптимальные критерии выбора, преимущества, ограничения и перспективы гибридных архитектур при проектировании навигационных приемников. Problem statement. Traditional adaptive processing methods in GNSS receiver antenna arrays are implemented at the input signal sampling rate (pre-correlation) [1]. This requires high computational costs and does not account for the fact that after correlation processing, the signal-to-noise ratio (SNR) increases by the product of the bandwidth and the integration time. This paper considers an alternative approach - post-correlation adaptive spatial processing. In this architecture, the signals from each antenna array element first pass through matched filters (correlators) tuned to individual satellite signals. The resulting complex correlation samples (I/Q) are then used to compute adaptive weight coefficients. This approach can significantly reduce the computational burden and effectively suppress interference; however, it requires taking into account changes in the statistical properties of signals after correlation processing. The optimal processing criteria, system architecture, and advantages of this method are analyzed. Objective. To present and justify an alternative approach to adaptive spatial processing of signals in GNSS receivers with an antenna array, namely post-correlation adaptive processing, which shifts the computation of weight coefficients from the high sampling rate (pre-correlation) to a low rate (post-correlation). Results. A mathematical justification of post-correlation processing algorithms is provided. A mathematical model of the post-correlation adaptive processing concept is developed. The feasibility of implementing complex algorithms on standard processors is substantiated, paving the way for the creation of compact and low-cost anti-jam navigation devices. Practical significance. The proposed approach significantly reduces computational costs and hardware requirements. Furthermore, it enables the analysis of the mathematical model of the proposed method, optimal criteria, advantages, limitations, and promising hybrid architectures. The study was supported by a grant from the Russian Science Foundation No. 25-19-20070, https://rscf.ru/project/25-19-20070/, and a grant from the Krasnoyarsk Regional Science Foundation.
Журнал: Радиотехника
Выпуск журнала: Т. 90, № 8
Номера страниц: 33-42
ISSN журнала: 00338486
Место издания: Москва
Издатель: ООО "Издательство "Радиотехника"