一種窄帶干擾抑制方法和裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術涉及一種擴頻系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制方法和裝置，其裝置包括：自適應濾波器模塊、快速傅里葉變換模塊、窄帶干擾抑制模塊和快速傅里葉逆變換模塊，方法是：1）根據(jù)自適應算法對采樣得到的離散序列進行預測得到窄帶干擾預測信號；2）將所述窄帶干擾預測信號乘以因子K,得到預測因子信號，并在所述接收信號中減去所述預測因子信號得到第一信號，3）將所述第一信號變換到頻域，在頻域上對所述第一信號進行頻域陷波處理；4）將所述頻域陷波后的第一信號轉(zhuǎn)化為時域上的第二信號并輸入到擴頻信號的解調(diào)器，完成窄帶干擾抑制。本發(fā)明專利技術提供的方法有效地避免了時域自適應濾波器干擾抑制不徹底的缺點，同時減輕了頻域陷波器中能量泄露的問題。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術是關于數(shù)字通信領域，具體涉及擴頻系統(tǒng)中的一種窄帶干擾抑制方法。
技術介紹
擴頻通信系統(tǒng)具有一定的抗干擾能力，但當擴頻系統(tǒng)中擴頻增益較小或者干擾強度較大時，在擴頻系統(tǒng)接收端采取有效的干擾檢測與抑制策略是非常必要的。根據(jù)處理域的不同，現(xiàn)有的窄帶干擾(Narrowband Interference, NBI)抑制算法可以分為兩大類時域的估計與去除方法以及變換域的定位和抑制方法。 具體地，時域算法一般利用擴頻信號和NBI在相關性(即可預測性)上的差異對NBI進行估計，并通過時域相減予以去除。該算法的經(jīng)典實例為自適應濾波器，自適應濾波器采用一定的自適應算法(比如LMS、ACM、DDK等)對干擾進行預測估計。如申請?zhí)朇N102263574A的專利申請，“一種通信系統(tǒng)中窄帶干擾檢測和抑制方法、裝置和接收機，公開了一種使用自適應濾波器在窄帶擴頻通信中干擾檢測抑制的方法，通過對接收信號進行分組緩存，計算自相關矩陣、功率歸一化等處理抑制多種干擾，具有復雜度低、魯棒性強的特點”但是由于濾波器的階數(shù)以及自適應算法精度的限制，通常時域自適應濾波器對干擾的抑制不夠徹底，尤其是當干擾較大時，殘余的干擾分量較大。變換域技術則利用兩者在頻譜特征上的差異(即擴頻信號的功率譜平坦、低密度而NBI的功率譜集中分布、高密度)檢測干擾的位置與帶寬、采用一定的陷波技術對干擾進行抑制。最常用的為頻域陷波器，即通過FFT變換到頻域，在頻域通過基于門限比較進行干擾定位，然后對干擾所在的頻帶進行置零陷波實現(xiàn)干擾抑制。如專利號ZL200580047600. 2的專利，擴頻系統(tǒng)中通過加窗處理消除窄帶干擾的方法和裝置，公開了一種通過對采樣點進行頻譜變換，并對采樣點上在設定時間上進行能量值和門限值而對比較，確定窄帶干擾的個數(shù)以及每個窄帶的寬度和位置，進一步確定對應的頻域調(diào)整窗。然而，由于處理時不區(qū)分干擾和擴頻信號，并且FFT過程中窄帶干擾會發(fā)生能量泄露，因此，該算法對擴頻信號的損傷不可避免，并且干擾越大，對擴頻信號的損傷越大。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術通過結(jié)合兩類算法的優(yōu)缺點，克服了現(xiàn)有兩類算法的不足，提供了擴頻系統(tǒng)中一種窄帶干擾的抑制方法。將含有窄帶干擾的擴頻信號依次進行時域自適應濾波器和頻域陷波器處理，該方法很好地適用于大干擾的場景，與現(xiàn)有的兩類算法相比，具有更好的抑制性能。為了達到以上目的，本專利技術的技術方案是一種擴頻系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制方法，其步驟包括I)對接收端的模擬信號進行采樣得到接收信號離散序列，根據(jù)自適應算法對該離散序列進行預測得到窄帶干擾預測信號；2)將所述窄帶干擾預測信號乘以因子K，得到預測因子信號，并在所述接收信號中減去所述預測因子信號得到第一信號，3)根據(jù)快速傅里葉變換將所述第一信號變換到頻域，在頻域上對所述第一信號進行頻域陷波處理，得到頻域陷波處理后的第一信號；4)將所述頻域陷波處理后的第一信號轉(zhuǎn)化為時域上的第二信號并輸入到擴頻信號的解調(diào)器，完成窄帶干擾抑制。所述步驟2)中的因子K滿足 所述第一信號信干比分量大于所述步驟I)自適應濾波處理和/或所述步驟3)頻域陷波處理中的設定門限。所述步驟I)中的自適應算法選自LMS、Kalman、ACM、DDK算法之一。所述步驟3)中頻域陷波處理流程是i)通過快速傅里葉變換將所述第一信號變換到頻域，再利用門限比較法檢測該第一信號中窄帶干擾信號是否存在，若存在，利用能量檢測法檢測窄帶干擾信號所在位置；ii)將所述窄帶干擾信號所在的頻帶進行陷波處理，消除仍存在的窄帶干擾信號。所述快速傅里葉變換前對所述第一信號采用梯形窗、三角窗、升余弦窗、漢明窗加窗處理。所述快速傅里葉變換操作選用重疊截斷Overlap-Cut操作處理。一種擴頻系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制裝置，包括自適應濾波器模塊、快速傅里葉變換模塊、窄帶干擾抑制模塊和快速傅里葉逆變換模塊，其特征在于，所述自適應濾波器模塊，用于接收端的模擬信號進行采樣得到接收信號離散序列，根據(jù)自適應算法對該離散序列進行預測得到窄帶干擾預測信號；以及得到預測因子信號，并在所述接收信號中減去所述預測因子信號得到第一信號后輸入快速傅里葉變換模塊；所述快速傅里葉變換模塊，根據(jù)快速傅里葉變換到將所述第一信號變換到頻域；所述干擾抑制模塊，在頻域上對所述第一信號進行頻域陷波處理，得到頻域陷波處理的后的第一信號；更進一步，所述快速傅里葉逆變換模塊，用于將所述頻域陷波后的第一信號轉(zhuǎn)化為時域上的第二信號。更進一步，所述自適應濾波模塊中采用LMS、Kalman、ACM、DDK濾波器。更進一步，所述預測因子信號信干比分量大于自適應濾波器和/或頻域陷波器中的設定門限；當因子k=0時，所述第一信號等于接收信號；所述裝置中包括頻域陷波器；當因子k=l時，所述第一信號等于所述接收信號減去所述預測因子信號，所述裝置中時域自適應濾波器模塊與頻域陷波器模塊串聯(lián)；因子k滿足所述第一信號信干比分量大于自適應濾波器和/或頻域陷波器中的設定門限。更進一步，在接收端設有一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，對接收端的模擬信號進行采樣得到接收信號離散序列。與現(xiàn)有技術相比，本專利技術的有益效果是本專利技術提出了一種擴頻系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制方法。該方法結(jié)合了現(xiàn)有的時域自適應濾波器和頻域陷波器的優(yōu)缺點，將含有窄帶干擾的擴頻信號依次進過時域自適應濾波器和頻域陷波器的進行處理，有效地避免了時域自適應濾波器干擾抑制不徹底的缺點，同時減輕了頻域陷波器中能量泄露的問題。尤其是在窄帶干擾強度較大的場景中，該算法與現(xiàn)有算法相比具有更好的性能。附圖說明圖I是本專利技術擴頻系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制方法流程圖；圖2是本專利技術擴頻系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制方法一實施例中窄帶干擾抑制方法的處理框圖；圖3是本專利技術擴頻系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制方法一實施例中與現(xiàn)有算法的性能對比仿真圖。·具體實施例方式如圖I所示，現(xiàn)對本專利技術一種擴頻系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制方法進行詳述，其步驟包括I)在接收端，模擬的接收信號經(jīng)過ADC (模數(shù)轉(zhuǎn)換器)采樣，生成離散序列，表示為r(n), r (n) =s (η)+V (n)+w (η),其中η為離散序列序號，s (η)為擴頻信號，ν(η)為窄帶干擾信號，w(n)為信道中的高斯白噪聲；2)將接收信號r(n)送入時域自適應濾波器，對窄帶干擾信號ν (η)做預測，得到預測的窄帶干擾信號坷〃)；3)將預測的窄帶干擾珂》)乘以因子k(0彡k彡1)，并從接收信號中減去，得到信號S1(Xi), s.(n) = r(n) -kv(η)4)將S1 (η)信號輸入頻域陷波器，在頻域?qū)Ω蓴_信號做陷波清除，得到輸出信號s2 (η)，完成窄帶干擾的抑制過程，并將S2 (η)信號輸入到擴頻信號的解調(diào)器。在所述步驟2)中對窄帶干擾信號ν(η)做預測，時域自適應濾波器可采用常見的各種自適應算法，如LMS、Kalman、ACM、DDK等濾波器。在所述步驟3)中因子k決定算法性能。當k = O時,本專利技術的方法等價于頻域陷波器，當k = I時，本算法等價于時域自適應濾波器與頻域陷波器的串聯(lián)。k的最佳值挑選準則為k的選擇應當保證S1 (η)的信干比(Signal to Interference Ratio, SIR)分量大于特定門限，該門限取決于使用的自適應濾波器和頻域陷波器的算法和參數(shù)。在所述步驟4)中的頻域陷波器為現(xiàn)有的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種擴頻系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制方法，其步驟包括：1）對接收端的模擬信號進行采樣得到接收信號離散序列，根據(jù)自適應算法對該離散序列進行預測得到窄帶干擾預測信號；2）將所述窄帶干擾預測信號乘以因子K,得到預測因子信號，并在所述接收信號中減去所述預測因子信號得到第一信號，3）根據(jù)快速傅里葉變換將所述第一信號變換到頻域，在頻域上對所述第一信號進行頻域陷波處理，得到頻域陷波處理后的第一信號；4）將所述頻域陷波處理后的第一信號轉(zhuǎn)化為時域上的第二信號并輸入到擴頻信號的解調(diào)器，完成窄帶干擾抑制。

【技術特征摘要】
1.一種擴頻系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制方法，其步驟包括 1)對接收端的模擬信號進行采樣得到接收信號離散序列，根據(jù)自適應算法對該離散序列進行預測得到窄帶干擾預測信號； 2)將所述窄帶干擾預測信號乘以因子K，得到預測因子信號，并在所述接收信號中減去所述預測因子信號得到第一信號， 3)根據(jù)快速傅里葉變換將所述第一信號變換到頻域，在頻域上對所述第一信號進行頻域陷波處理，得到頻域陷波處理后的第一信號； 4)將所述頻域陷波處理后的第一信號轉(zhuǎn)化為時域上的第二信號并輸入到擴頻信號的解調(diào)器，完成窄帶干擾抑制。2.如權(quán)利要求I所述的擴頻系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制方法，其特征在于，所述步驟2)中的因子K滿足所述第一信號信干比分量大于所述步驟I)自適應濾波處理和/或所述步驟3)頻域陷波處理中的設定門限。3.如權(quán)利要求I所述的擴頻系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制方法，其特征在于，所述步驟I)中的自適應算法選自LMS、Kalman、ACM、DDK算法之一。4.如權(quán)利要求I所述的擴頻系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制方法，其特征在于，所述步驟3)中頻域陷波處理流程是 i )通過快速傅里葉變換將所述第一信號變換到頻域，再利用門限比較法檢測該第一信號中窄帶干擾信號是否存在，若存在，利用能量檢測法檢測窄帶干擾信號所在位置； ii)將所述窄帶干擾信號所在的頻帶進行陷波處理，消除仍存在的窄帶干擾信號。5.如權(quán)利要求I所述的擴頻系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制方法，其特征在于，所述快速傅里葉變換前對所述第一信號采用梯形窗、三角窗、升余弦窗、漢明窗加窗處理。6.如權(quán)利要求I所述的擴頻系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制方法，其特征在于，...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：趙輝，葉楠，張誠，趙玉萍，李斗，李紅濱，
申請(專利權(quán))人：北京大學，
類型：發(fā)明
國別省市：