一種基帶信號(hào)頻域窄帶干擾檢測(cè)消除裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基帶信號(hào)頻域窄帶干 擾檢測(cè)消除裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 碼分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)信號(hào)作為偽隨機(jī)信號(hào)，功率譜 擴(kuò)散至整個(gè)基帶帶寬，去掉窄帶干擾(Narrow Band Interference)只會(huì)使CDMA信號(hào)受到輕 微損傷。所以CDMA信號(hào)有一定的抗窄帶干擾性能，如全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System,GNSS)信號(hào)自身可抵抗30dB干信比的干擾，但對(duì)于更強(qiáng)的 窄帶干擾需借助針對(duì)性的抗干擾手段才能使GNSS信號(hào)被正確處理。
[0003] 窄帶強(qiáng)干擾在實(shí)際應(yīng)用中是常見的干擾，對(duì)其抑制可以在時(shí)域或頻域中完成。時(shí) 域方法利用窄帶干擾的相關(guān)性，進(jìn)行最小均方(Least Mean Squares，LMS)算法或者遞推最 小二乘(Recursive Least Squares，RLS)算法自適應(yīng)濾波，時(shí)域?yàn)V波存在硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度 高、收斂時(shí)間緩慢以及群時(shí)延變化等缺點(diǎn)；頻域方法則通過快速傅立葉變換(Fast Fourier Transformation，F(xiàn)FT)或者快速傅立葉逆變換（Inverse Fast Fourier Transformation， IFFT)，將干擾所處頻點(diǎn)置零以消除干擾。其中頻域算法由于可以利用FFT/IFFT快速算法減 少計(jì)算量，且能保證干擾抑制系統(tǒng)的線性相位，因而得到了廣泛應(yīng)用。
[0004] 目前常見的頻域?yàn)V波主要有以下兩種方式：
[0005] 第一種方式，簡(jiǎn)單的基于FFT/IFFT的干擾抑制技術(shù)，將數(shù)據(jù)通過加窗處理、FFT計(jì) 算、NBI濾波處理以及IFFT計(jì)算后輸出，該方法雖然可以去除窄帶干擾，但加窗處理在降低 FFT時(shí)的頻譜泄漏避免干擾擴(kuò)散至其他頻點(diǎn)的同時(shí)，存在引起輸入信號(hào)畸變，導(dǎo)致輸出信號(hào) 的信噪比受到損失的缺點(diǎn)。
[0006] 第二種方式，為減小加窗導(dǎo)致的信噪比損失，基于疊加的快速傅立葉變換(0FFT， Over lapped Fast Fourier Transform，）的干擾抑制技術(shù)被提出來?；舅枷胧菍⑤斎霐?shù) 據(jù)復(fù)制并移位加窗，與原加窗數(shù)據(jù)一起得到兩個(gè)加窗數(shù)據(jù)，進(jìn)行FFT變換，并在頻域進(jìn)行濾 波，濾波后進(jìn)行IFFT得到去除干擾的時(shí)域數(shù)據(jù)，最后將兩路數(shù)據(jù)對(duì)齊合并得到最終輸出。該 方法存在的不足主要有以下幾點(diǎn)：一是，干擾不一定總存在，但干擾消除器卻一直工作，增 加不必要的系統(tǒng)功耗;二是，F(xiàn)FT/IFFT的長度固定，對(duì)于窄帶干擾探測(cè)靈敏度有限;三是，窗 函數(shù)固定，不利于大的動(dòng)態(tài)范圍干擾的濾除；四是，現(xiàn)有0FFT干擾抑制方法中延遲數(shù)據(jù)的方 法一般是在加窗之前增加一個(gè)延遲數(shù)據(jù)的模塊，用于將一路輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，以便與另 一路原始數(shù)據(jù)一起輸出進(jìn)行加窗處理，而在頻域?yàn)V波后，同樣在也需要增加一個(gè)延遲數(shù)據(jù) 的模塊將沒有進(jìn)行延遲的那一路數(shù)據(jù)進(jìn)行延遲，以使其與之前已經(jīng)進(jìn)行過延遲的那一路數(shù) 據(jù)能夠?qū)R，以進(jìn)行后續(xù)的合并輸出，該方法存在資源開銷大以及設(shè)計(jì)復(fù)雜度高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基帶信號(hào)頻域窄帶干擾檢測(cè)消除裝置及 方法，通過干擾檢測(cè)器對(duì)輸入的一路信號(hào)進(jìn)行干擾檢測(cè)得到干擾檢測(cè)信息，并將其輸出給 窄帶干擾消除器，所述窄帶干擾消除器根據(jù)所述干擾檢測(cè)信息對(duì)輸入的另一路信號(hào)進(jìn)行窄 帶干擾抑制，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的系統(tǒng)功耗大、探測(cè)靈敏度有限、窗函數(shù)固定以及設(shè)計(jì)復(fù) 雜度高的問題。
[0008] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：
[0009] -方面，本發(fā)明提供了一種基帶信號(hào)頻域窄帶干擾檢測(cè)消除裝置，所述裝置包括 窄帶干擾檢測(cè)器以及窄帶干擾消除器；
[0010] 所述窄帶干擾檢測(cè)器，用于對(duì)接收的另一路中頻信號(hào)進(jìn)行干擾檢測(cè)，得到干擾檢 測(cè)信息，并將其發(fā)送給所述窄帶干擾消除器，所述干擾檢測(cè)信息具體包括干擾標(biāo)志信息、干 擾頻點(diǎn)索引信息以及窗函數(shù)索引信息；
[0011] 所述窄帶干擾消除器，用于根據(jù)所述干擾檢測(cè)信息對(duì)接收的一路中頻信號(hào)進(jìn)行窄 帶干擾消除處理，若所述干擾標(biāo)志信息表明所述中頻信號(hào)不存在窄帶干擾，則所述窄帶干 擾消除器對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行旁路延遲處理并將其輸出；若存在，則根據(jù)所述干擾頻點(diǎn)索 引信息以及窗函數(shù)索引信息對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行窄帶干擾消除處理并將其輸出。
[0012] 另一方面，本發(fā)明提供了一種基帶信號(hào)頻域窄帶干擾檢測(cè)消除方法，所述方法包 括：
[0013] 將中頻信號(hào)分為兩路，一路信號(hào)輸出給窄帶干擾檢測(cè)器，另一路輸出給窄帶干擾 消除器；
[0014]所述窄帶干擾檢測(cè)器對(duì)接收的一路中頻信號(hào)進(jìn)行干擾檢測(cè)，得到干擾檢測(cè)信息， 并將其發(fā)送給所述窄帶干擾消除器，所述干擾檢測(cè)信息具體包括干擾標(biāo)志信息、干擾頻點(diǎn) 索引信息以及窗函數(shù)索引信息；
[0015] 所述窄帶干擾消除器根據(jù)所述干擾檢測(cè)信息對(duì)接收的另一路中頻信號(hào)進(jìn)行窄帶 干擾消除處理，若所述干擾標(biāo)志信息表明所述中頻信號(hào)不存在窄帶干擾，則所述窄帶干擾 消除器對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行旁路延遲處理并將其輸出；若存在，則根據(jù)所述干擾頻點(diǎn)索引 信息以及窗函數(shù)索引信息對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行窄帶干擾消除處理并將其輸出。
[0016] 本發(fā)明提供了一種基帶信號(hào)頻域窄帶干擾檢測(cè)消除裝置及方法，將中頻信號(hào)分為 兩路，分別輸出給窄帶干擾檢測(cè)器與窄帶干擾消除器，所述窄帶干擾檢測(cè)器對(duì)接收的一路 中頻信號(hào)進(jìn)行干擾檢測(cè)，得到干擾檢測(cè)信息，并將其發(fā)送給所述窄帶干擾消除器，所述窄帶 干擾消除器根據(jù)所述干擾檢測(cè)信息對(duì)接收的另一路中頻信號(hào)進(jìn)行窄帶干擾消除處理。本發(fā) 明采用窄帶干擾檢測(cè)器對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)得到是否存在干擾的干擾標(biāo)志信息，用于使所 述窄帶干擾消除器工作于自適應(yīng)狀態(tài)，在檢測(cè)出不存在窄帶干擾時(shí)，所述窄帶干擾消除器 不對(duì)所述中頻信號(hào)進(jìn)行頻域?yàn)V波，降低系統(tǒng)功耗;在檢測(cè)出存在窄帶干擾時(shí)，所述窄帶干擾 檢測(cè)器還為所述窄帶干擾消除器提供干擾頻點(diǎn)的索引信息，使窄帶干擾消除器只對(duì)存在干 擾的頻點(diǎn)的進(jìn)行頻域?yàn)V波，具有良好的窄帶干擾抑制效果，并且所述干擾頻點(diǎn)的索引信息 是在所有頻點(diǎn)均掃描完成后進(jìn)行更新的，更新頻率低，有利于降低功耗，而且更新周期遠(yuǎn)小 于窄帶干擾的持續(xù)時(shí)間，不會(huì)造成信息更新不及時(shí)；并且窄帶干擾檢測(cè)器的積分長度可根 據(jù)干擾強(qiáng)度進(jìn)行選擇，提高了窄帶干擾檢測(cè)器的靈敏度；另外所述窄帶干擾檢測(cè)器還能根 據(jù)窄帶干擾強(qiáng)度選擇旁瓣衰減不同的窗函數(shù)，使在濾除窄帶干擾的同時(shí)最大限度的降低有 用信號(hào)的損失，獲得最佳性能；由于窄帶干擾特性不會(huì)在短時(shí)間改變，因而設(shè)置有可編程控 制器對(duì)窄帶干擾檢測(cè)器進(jìn)行周期性開啟和關(guān)閉的控制，減少窄帶干擾檢測(cè)器的工作時(shí)間， 降低系統(tǒng)功耗;另外，在檢測(cè)出存在窄帶干擾時(shí)，窄帶干擾消除器將接收的另一路中頻信號(hào) 分為兩路，并采用兩個(gè)窗函數(shù)對(duì)兩路中頻信號(hào)分別進(jìn)行加窗處理，其中一個(gè)窗函數(shù)為另一 個(gè)窗函數(shù)周期平移1/2個(gè)窗函數(shù)長度之后得到的，省去了原有的加窗處理之前的一個(gè)延遲 模塊和疊加處理之前的一個(gè)延遲模塊以及大量數(shù)據(jù)對(duì)齊操作，有利于降低硬件資源和功 耗，并降低了設(shè)計(jì)驗(yàn)證復(fù)雜度和風(fēng)險(xiǎn)，有助于提高系統(tǒng)運(yùn)行速度，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的一種基帶信號(hào)頻域窄帶干擾檢測(cè)消除裝置示意圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的一種基帶信號(hào)頻域窄帶干擾檢測(cè)消除裝置中標(biāo)志判斷與 索引計(jì)算模塊的示意圖；
[0019] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的一種基帶信號(hào)頻域窄帶干擾檢測(cè)消除方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0021] 實(shí)施例1、一種基帶信號(hào)頻域窄帶干擾檢測(cè)消除裝置。下面結(jié)合圖1以及圖2對(duì)本實(shí) 施例提供的裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022] 參見圖1以及圖2,一種基帶信號(hào)頻域窄帶干擾檢測(cè)消除裝置，所述裝置包括窄帶 干擾檢測(cè)器、可編程控制器以及窄帶干擾消除器。
[0023] 所述窄帶干擾檢測(cè)器，用于對(duì)接收的另一路中頻信號(hào)進(jìn)行干擾檢測(cè)，得到干擾檢 測(cè)信息，并將其發(fā)送給所述窄帶干擾消除器，所述干擾檢測(cè)信息具體包括干擾標(biāo)志信息、干 擾頻點(diǎn)索引信息以及窗函數(shù)索引信息。
[0024]具體的，所述窄帶干擾檢測(cè)器具體包括第一加窗模塊、正弦波發(fā)生器、相關(guān)器、積 分與清零模塊、模值計(jì)算模塊、門限計(jì)算模塊、標(biāo)志判斷與索引計(jì)算模塊、接口模塊、控制模 塊、最大值計(jì)算模塊、窗函數(shù)選擇模塊以及索引信息發(fā)送模塊。
[0025] 所述第一加窗模塊，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)置的窗函數(shù)或者根據(jù)接收的所述窗函數(shù)索引 信息得到的窗函數(shù)，對(duì)接收的所述中頻信號(hào)進(jìn)行加窗處理。
[0026] 具體的，所述第一加窗模塊在所述中頻信號(hào)頻帶內(nèi)所有頻點(diǎn)完成一次掃描之前， 通常在有多個(gè)衰減檔位的窗函數(shù)中預(yù)先選擇一個(gè)折中的衰減檔位的窗函數(shù)，如60dB，對(duì)接 收的所