專利名稱：自適應(yīng)快速窄帶干擾抑制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于擴(kuò)頻通信領(lǐng)域，具體涉及一種自適應(yīng)快速窄帶干擾抑制裝置。
背景技術(shù)：
全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)為用戶提供定位導(dǎo)航服務(wù)，已廣泛應(yīng)用于消費(fèi)、交通、電力、國(guó)防等領(lǐng)域。GNSS包括美國(guó)的全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯的格魯納斯系統(tǒng)(GL0NASS)、歐盟的伽利略系統(tǒng)(Galileo)、中國(guó)的北斗系統(tǒng)(BD)以及其他一些增強(qiáng)系統(tǒng)。

地面接收到的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的信號(hào)強(qiáng)度在_130dBm左右，遠(yuǎn)在噪聲功率之下。其他通信設(shè)備泄露到全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)頻段的干擾會(huì)嚴(yán)重降低接收機(jī)的性能，甚至導(dǎo)致接收機(jī)無(wú)法工作。其中最常見的干擾類型是連續(xù)波干擾(Continue WaveInterference),它屬于窄帶干擾。目前的窄帶干擾抑制技術(shù)包括有以下這些?；陬l率域的窄帶干擾抑制技術(shù)。需要使用快速傅里葉變換(FFT)及其逆變換(IFFT)，在頻率域內(nèi)消除窄帶干擾。如申請(qǐng)?zhí)枮?00580013652. 8的中國(guó)專利《用于窄帶干擾消除的接收機(jī)》，申請(qǐng)?zhí)枮?01010610524. 4的中國(guó)專利《擴(kuò)頻接收機(jī)前端頻域?yàn)V波抗干擾裝置及其實(shí)現(xiàn)方法》，其缺點(diǎn)是由于使用FFT需要大量計(jì)算資源，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，成本過(guò)大。自適應(yīng)FIR濾波器的窄帶干擾抑制技術(shù)。FIR濾波器+自適應(yīng)算法，即自適應(yīng)FIR濾波器。如申請(qǐng)?zhí)枮?01010199697. I的中國(guó)專利《能消除窄帶干擾的盲自適應(yīng)濾波裝置及其應(yīng)用》，其缺點(diǎn)是為了抑制多個(gè)干擾要較多的濾波器階數(shù)，自適應(yīng)算法計(jì)算量大，設(shè)計(jì)完成后即固定，不可根據(jù)干擾的個(gè)數(shù)自動(dòng)配置。檢測(cè)與消除裝置配合的窄帶干擾抑制技術(shù)。首先檢測(cè)窄帶干擾的頻率、相位、幅度等特點(diǎn)，然后使用參數(shù)可調(diào)的濾波器(陷波器)濾除干擾；或者產(chǎn)生參考本地信號(hào)與輸入信號(hào)相減完成窄帶干擾抑制。如申請(qǐng)?zhí)枮?0803299. 8的中國(guó)專利《保持存在窄帶干擾的寬帶系統(tǒng)的性能質(zhì)量》。缺點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，代價(jià)大，無(wú)自適應(yīng)跟蹤干擾頻率變化能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自適應(yīng)快速窄帶干擾抑制裝置，以較少的資源消耗實(shí)現(xiàn)快速的干擾檢測(cè)、抑制和自適應(yīng)跟蹤。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述的自適應(yīng)快速窄帶干擾抑制裝置包括一個(gè)或多個(gè)數(shù)字傅里葉變換(DFT)模塊，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行數(shù)字傅里葉變換計(jì)算；一個(gè)干擾抑制模塊，抑制檢測(cè)到的窄帶干擾，干擾抑制模塊包括多級(jí)級(jí)聯(lián)的IIR陷波器；一個(gè)干擾捕獲控制模塊，控制DFT模塊檢測(cè)輸入信號(hào)中的窄帶干擾頻率；一個(gè)或多個(gè)干擾跟蹤控制模塊，控制DFT模塊和干擾抑制模塊對(duì)窄帶干擾進(jìn)行跟蹤;在捕獲階段,輸入信號(hào)連接干擾抑制模塊輸入，由干擾抑制模塊輸出；所述輸入信號(hào)還連接DFT模塊的信號(hào)輸入，DFT模塊的輸出連接干擾捕獲控制模塊的輸入，干擾捕獲控制模塊輸出連接DFT模塊的控制輸入和干擾抑制模塊的系數(shù)輸入；在跟蹤階段，輸入信號(hào)連接干擾抑制模塊輸入，由干擾抑制模塊輸出；所述輸入信號(hào)還連接DFT模塊的信號(hào)輸入，DFT模塊的輸出連接干擾跟蹤控制模塊的輸入，干擾跟蹤控制模塊輸出連接DFT模塊的控制輸入和干擾抑制模塊的系數(shù)輸入，干擾抑制模塊的系數(shù)輸出連接干擾跟蹤控制模塊的輸入；對(duì)窄帶干擾信號(hào)的檢測(cè)捕獲過(guò)程為受到窄帶干擾的輸入信號(hào)作為DFT模塊的輸入，干擾捕獲控制模塊使用多級(jí)DFT頻率檢測(cè)算法控制DFT模塊使用數(shù)字傅里葉變換計(jì)算輸入信號(hào)的頻率譜；計(jì)算完成后，干擾捕獲控制模塊檢測(cè)頻率譜中的窄帶干擾頻率，并將該頻率信息轉(zhuǎn)化成干擾抑制模塊中IIR陷波器系數(shù)置入干擾抑制模塊中；干擾抑制模塊對(duì)輸入信號(hào)中窄帶干擾的頻率進(jìn)行濾除； 對(duì)已經(jīng)檢測(cè)捕獲到的窄帶干擾信號(hào)的跟蹤過(guò)程為在完成了檢測(cè)捕獲并啟動(dòng)干擾抑制模塊后，干擾跟蹤控制模塊選取干擾抑制模塊中一個(gè)運(yùn)行的IIR陷波器，得到該IIR陷波器的中心頻率和帶寬，將該中心頻率和帶寬作為配置參數(shù)控制DFT模塊對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行DFT變換計(jì)算；干擾跟蹤控制模塊判斷計(jì)算結(jié)果的幅度最大值如果大于門限，則根據(jù)該幅度最大值所在的頻率更新該IIR陷波器的系數(shù)；如果小于門限，則說(shuō)明該頻率的干擾已經(jīng)消失，關(guān)閉該IIR陷波器。所述干擾捕獲控制模塊使用多級(jí)DFT頻率檢測(cè)算法如下假設(shè)需要檢測(cè)的頻率范圍為BW，共使用M個(gè)等級(jí)進(jìn)行檢測(cè)；首先第I級(jí)檢測(cè)，以的頻率間隔對(duì)BW的范圍進(jìn)行DFT檢測(cè)，得到結(jié)果后，在第一表Table_l中記錄頻率幅度超過(guò)門限的結(jié)果；然后開始第2級(jí)檢測(cè)，以f2的頻率間隔對(duì)第一表Table_l中記錄的頻率分量依次進(jìn)行DFT檢測(cè)，得到結(jié)果后，在第二表Table2中記錄頻率幅度超過(guò)門限的結(jié)果；以此類推進(jìn)行下一級(jí)檢測(cè)；直到第M等級(jí)檢測(cè)完成，即得到分辨率為fM的最終DFT檢測(cè)結(jié)果。所述多級(jí)DFT頻率檢測(cè)算法中，所需要耗費(fèi)的總時(shí)間建模如下
權(quán)利要求
1.自適應(yīng)快速窄帶干擾抑制裝置，其特征在于，包括 一個(gè)或多個(gè)DFT模塊(201)，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行數(shù)字傅里葉變換計(jì)算； 一個(gè)干擾抑制模塊(202)，抑制檢測(cè)到的窄帶干擾，干擾抑制模塊(202)包括多級(jí)級(jí)聯(lián)的IIR陷波器(401)； 一個(gè)干擾捕獲控制模塊(203)，控制DFT模塊(201)檢測(cè)輸入信號(hào)中的窄帶干擾頻率； 一個(gè)或多個(gè)干擾跟蹤控制模塊(204)，控制DFT模塊(201)和干擾抑制模塊(202)對(duì)窄 帶干擾進(jìn)行跟蹤； 在捕獲階段，輸入信號(hào)連接干擾抑制模塊(202)輸入，由干擾抑制模塊(202)輸出；所述輸入信號(hào)還連接DFT模塊(201)的信號(hào)輸入，DFT模塊(201)的輸出連接干擾捕獲控制模塊(203)的輸入，干擾捕獲控制模塊(203)輸出連接DFT模塊(201)的控制輸入和干擾抑制模塊(202)的系數(shù)輸入； 在跟蹤階段，輸入信號(hào)連接干擾抑制模塊(202)輸入，由干擾抑制模塊(202)輸出；所述輸入信號(hào)還連接DFT模塊(201)的信號(hào)輸入，DFT模塊(201)的輸出連接干擾跟蹤控制模塊(204)的輸入，干擾跟蹤控制模塊(204)輸出連接DFT模塊(201)的控制輸入和干擾抑制模塊(202 )的系數(shù)輸入，干擾抑制模塊(202 )的系數(shù)輸出連接干擾跟蹤控制模塊(204 )的輸A ； 對(duì)窄帶干擾信號(hào)的檢測(cè)捕獲過(guò)程為受到窄帶干擾的輸入信號(hào)作為DFT模塊(201)的輸入，干擾捕獲控制模塊(203)使用多級(jí)DFT頻率檢測(cè)算法控制DFT模塊(201)使用數(shù)字傅里葉變換計(jì)算輸入信號(hào)的頻率譜；計(jì)算完成后，干擾捕獲控制模塊(203)檢測(cè)頻率譜中的窄帶干擾頻率，并將該頻率信息轉(zhuǎn)化成干擾抑制模塊(202)中IIR陷波器(401)系數(shù)置入干擾抑制模塊(202)中；干擾抑制模塊(202)對(duì)輸入信號(hào)中窄帶干擾的頻率進(jìn)行濾除； 對(duì)已經(jīng)檢測(cè)捕獲到的窄帶干擾信號(hào)的跟蹤過(guò)程為在完成了檢測(cè)捕獲并啟動(dòng)干擾抑制模塊后，干擾跟蹤控制模塊(204)選取干擾抑制模塊(202)中一個(gè)運(yùn)行的IIR陷波器(401)，得到該IIR陷波器(401)的中心頻率和帶寬，將該中心頻率和帶寬作為配置參數(shù)控制DFT模塊(201)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行DFT變換計(jì)算；干擾跟蹤控制模塊(204)判斷計(jì)算結(jié)果的幅度最大值如果大于門限，則根據(jù)該幅度最大值所在的頻率更新該IIR陷波器(401)的系數(shù)；如果小于門限，則說(shuō)明該頻率的干擾已經(jīng)消失，關(guān)閉該IIR陷波器(401)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述自適應(yīng)快速窄帶干擾抑制裝置，其特征在于，所述干擾捕獲控制模塊(203)使用多級(jí)DFT頻率檢測(cè)算法如下假設(shè)需要檢測(cè)的頻率范圍為BW，共使用M個(gè)等級(jí)進(jìn)行檢測(cè)；首先第I級(jí)檢測(cè)，以的頻率間隔對(duì)BW的范圍進(jìn)行DFT檢測(cè)，得到結(jié)果后，在第一表Table_l中記錄頻率幅度超過(guò)門限的結(jié)果；然后開始第2級(jí)檢測(cè)，以f2的頻率間隔對(duì)第一表Table_l中記錄的頻率分量依次進(jìn)行DFT檢測(cè)，得到結(jié)果后，在第二表Table_2中記錄頻率幅度超過(guò)門限的結(jié)果；以此類推進(jìn)行下一級(jí)檢測(cè)；直到第M等級(jí)檢測(cè)完成，即得到分辨率為fM的最終DFT檢測(cè)結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述自適應(yīng)快速窄帶干擾抑制裝置，其特征在于，所述多級(jí)DFT頻率檢測(cè)算法中，所需要耗費(fèi)的總時(shí)間建模如下
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述自適應(yīng)快速窄帶干擾抑制裝置，其特征在于，假設(shè)IIR陷波器(401)工作中心頻率為ω，其3dB帶寬為BW3tffi，所述干擾跟蹤控制模塊(204)使用DFT模塊(201)對(duì)IIR陷波器(401)所處的中心頻率ω附近BW3dB的頻率范圍進(jìn)行頻率檢測(cè)；如果結(jié)果的幅度最大值大于門限，說(shuō)明窄帶干擾依然存在，根據(jù)該幅度最大值所處的頻率更新IIR陷波器(401)的系數(shù)；如果結(jié)果的幅度最大值小于門限，說(shuō)明該頻率的窄帶干擾已經(jīng)消失，關(guān)閉該IIR陷波器(401);干擾跟蹤控制模塊(204)能夠連續(xù)檢測(cè)干擾存在與否并連續(xù)跟蹤干擾的頻率變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述自適應(yīng)快速窄帶干擾抑制裝置，其特征在于，以為頻率分辨率，使用DFT檢測(cè)BW3tffl的顱率范圍，其跟蹤頻率變化的能力為
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述自適應(yīng)快速窄帶干擾抑制裝置，其特征在于，所述IIR陷波器(401)使用I階或2階結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述自適應(yīng)快速窄帶干擾抑制裝置，其特征在于，使用多個(gè)DFT模塊(201)同時(shí)跟蹤干擾抑制模塊(202)中的多個(gè)IIR陷波器(401)，或使用一個(gè)DFT模塊(201)時(shí)分復(fù)用的順序跟蹤多個(gè)IIR陷波器(401)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述自適應(yīng)快速窄帶干擾抑制裝置，其特征在于，所述DFT模塊(201)計(jì)算的結(jié)果按幅度值從大到小排列輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開一種自適應(yīng)快速窄帶干擾抑制裝置，該裝置包括一個(gè)或多個(gè)DFT模塊、干擾抑制模塊、干擾捕獲控制模塊、干擾跟蹤控制模塊。首先是對(duì)窄帶干擾信號(hào)的捕獲干擾捕獲控制模塊使用多級(jí)DFT頻率檢測(cè)算法控制DFT模塊對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行窄帶干擾頻率檢測(cè)。檢測(cè)到窄帶干擾后，初始化并開啟干擾抑制模塊濾除多個(gè)窄帶干擾。然后是對(duì)窄帶干擾信號(hào)的跟蹤使用干擾跟蹤控制模塊控制DFT模塊對(duì)已檢測(cè)到的窄帶干擾頻率進(jìn)行檢測(cè)跟蹤，并更新干擾抑制模塊中IIR陷波器的系數(shù)，從而自適應(yīng)的跟蹤并抑制窄帶干擾。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)多個(gè)窄帶干擾，并連續(xù)跟蹤干擾頻率變化，優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)代價(jià)小，檢測(cè)迅速，能夠自適應(yīng)跟蹤窄帶干擾的頻率變化。
文檔編號(hào)H04L25/03GK102769478SQ201210273228
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者何文濤, 徐建華, 李尤, 殷明, 翟昆朋, 藺曉龍, 金亮良 申請(qǐng)人:江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心