[發(fā)明專利]二維自適應濾波窄帶干擾抑制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210193530.3
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN102710284A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 藺曉龍;何文濤;金亮良;翟昆朋;李尤
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心
• 主分類號: H04B1/71
• 分類號: H04B1/71
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 殷紅梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于擴頻通信領(lǐng)域，更具體的，涉及一種多輸入信號通道的多窄帶干擾抑制裝置。

背景技術(shù)

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）為用戶提供定位導航服務，已廣泛應用于消費、交通、電力、國防等領(lǐng)域。GNSS包括美國的全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯的格魯納斯系統(tǒng)（GLONASS）、歐盟的伽利略系統(tǒng)（Galileo）、中國的北斗系統(tǒng)（BD）以及其他一些增強系統(tǒng)。當前的多模GNSS接收機（以下簡稱接收機）會同時接收多個導航衛(wèi)星系統(tǒng)的信號來提高性能。不同系統(tǒng)的衛(wèi)星信號一般處于不同的頻率段，所以接收機會有多個輸入信號通道。

地面接收到的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的信號強度在-130dBm左右，遠在噪聲功率之下。其他通信設(shè)備泄露到全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號頻段的干擾會嚴重降低接收機的性能，甚至導致接收機無法工作。其中最常見的干擾類型是連續(xù)波干擾（Continue?Wave?Interference），它屬于窄帶干擾。

多個窄帶干擾隨機的分布在多個輸入信號通道中，窄帶干擾抑制裝置就需要同時在輸入信號通道和每個通道中抑制干擾數(shù)目兩個方面進行檢測。目前的窄帶干擾抑制技術(shù)主要列舉如下。

基于頻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《用于窄帶干擾消除的接收機》，申請?zhí)枺?00580013652.8。

《擴頻接收機前端頻域濾波抗干擾裝置及其實現(xiàn)方法》，申請?zhí)枺?01010610524.4。缺點是由于使用FFT需要大量計算資源，實現(xiàn)復雜，成本過大。

自適應FIR濾波器的窄帶干擾抑制技術(shù)。FIR濾波器+自適應算法，即自適應FIR濾波器。《能消除窄帶干擾的盲自適應濾波裝置及其應用》，申請?zhí)枺?01010199697.1。缺點是為了抑制多個干擾要較多的濾波器階數(shù)，自適應算法計算量大，設(shè)計完成后即固定，不可根據(jù)干擾的個數(shù)自動配置。

檢測與消除裝置配合的窄帶干擾抑制技術(shù)。首先檢測窄帶干擾的頻率、相位、幅度等特點，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)生參考本地信號與輸入信號相減完成窄帶干擾抑制。《保持存在窄帶干擾的寬帶系統(tǒng)的性能質(zhì)量》，申請?zhí)枺?0803299.8。缺點是控制復雜，跟蹤信號變化能力弱。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種二維自適應濾波窄帶干擾抑制裝置，多個二維自適應IIR（無限沖擊響應）濾波器級聯(lián)，最終以最少的自適應IIR濾波器數(shù)目實現(xiàn)對多個輸入信號通道多個窄帶干擾的抑制。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述二維自適應濾波窄帶干擾抑制裝置，包括級聯(lián)的多個二維自適應IIR濾波器模塊，所述二維自適應IIR濾波器模塊包括：依次連接的輸入選擇器、自適應IIR濾波器、輸出選擇器；所述自適應IIR濾波器包括IIR濾波器、檢測及自適應算法模塊，IIR濾波器的信號輸入端和信號輸出端連接到檢測及自適應算法模塊的輸入端，檢測及自適應算法模塊的輸出端連接到IIR濾波器的權(quán)重系數(shù)輸入端；所述檢測及自適應算法模塊包括檢測模塊和自適應算法模塊，其中檢測模塊檢測輸入信號中是否存在窄帶干擾，自適應算法模塊自動計算和調(diào)整IIR濾波器的權(quán)重向量，直到IIR濾波器穩(wěn)定收斂，使IIR濾波器正確實現(xiàn)抑制窄帶干擾的功能。

以所述二維自適應IIR濾波器模塊為基本單元，通過多級級聯(lián)實現(xiàn)二維平面，即輸入維和級聯(lián)維的窄帶干擾抑制；假設(shè)M個輸入信號中隨機分布著N個窄帶干擾；在第一級，輸入選擇器首先將第1個通道的輸入信號接入自適應IIR濾波器，檢測及自適應算法模塊檢測是否存在窄帶干擾；若存在，則通過輸入選擇器和輸出選擇器將該級自適應IIR濾波器分配給第1個通道，即第1個通道的輸入信號經(jīng)過自適應IIR濾波器后輸出，同時設(shè)置其他通道的輸出選擇器直接輸出各自通道的輸入信號；若未檢測到窄帶干擾，則設(shè)置第1通道的輸出選擇器直接輸出該通道輸入信號；然后通過輸入選擇器將第2通道的輸入信號接入自適應IIR濾波器，重復以上操作；最后直到對M個通道都重復完成以上操作；當?shù)贜+1級的自適應IIR濾波器模塊依次檢測M個中頻數(shù)字信號通道都沒有檢測到窄帶干擾時，說明M個輸入通道的N個窄帶干擾都已經(jīng)被抑制；從該N+1級開始將M個中頻數(shù)字信號通道的信號直接輸出給接收機基帶進行處理。

所述IIR濾波器采用1階、2階、3階或更高階IIR濾波器結(jié)構(gòu)，階數(shù)越高，所能抑制的窄帶干擾數(shù)量也越多。

所述IIR濾波器穩(wěn)定時，其傳遞函數(shù)表現(xiàn)為在干擾頻率處的細小阻帶，即陷波器。