[發明專利]用以從信號處理系統中適應性地消除正弦干擾的方法和系統

有效

• 申請號: 201280029477.1
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN103609028A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: R.瓦西維奇;T.M.帕克斯
• 申請（專利權）人: 洛克希德馬丁公司
• 主分類號: H04B1/10
• 分類號: H04B1/10;H04B17/00;H04B15/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉金鳳;劉春元

相關申請

本申請要求2011年6月16日提交的題為“Method?and?system?to?adaptively?cancel?sinusoidal?interference?from?a?signal?processing?system”的美國專利申請序列號13/162,346的優先權，其主題通過引用被全部并入。

技術領域

本發明涉及信號處理，并且更具體地涉及減少信號中的干擾的方法。

背景技術

提供在例如地下礦井中的危險和/或有阻礙的環境中的長距離無線通信的能力對于高效工作和安全性兩者來說都是必要的。在諸如煤炭開采的一些應用中，規章要求要有通信系統以用于事故后的通信。在這些采礦工作中，將通信信號發射通過除用在相關聯的結構中的大量鋼鐵和混凝土之外還通過例如土地、水和巖石，這嚴重影響了通信信號的有效范圍。對于通過例如傳統的電偶極天線發射射頻信號的系統來說尤其是這樣。

提供低頻磁信號的磁通信系統（MCS）提供用以發射通過這些材料的增強的能力。例如，可以使用MCS來在地下礦井內深處的地點與在地面上的或者也位于礦井內的第二遠程地點之間提供緊急通信。作為上述自然的以及人為的干擾的結果，這些系統通常在相對較弱的信號和嚴重的干擾的情況下運行。這種干擾限制MCS接收機檢測和解調底層信號的能力，從而作為結果限制了系統的有效范圍。因此期望用以消除或減少這些干擾的改進的方法。

發明內容

本發明的一個實施例包括從所接收的信號中消除正弦干擾的方法。該方法包括：識別包含如下數據樣本的數據塊：所述數據樣本被已知是無信號的、但包含正弦干擾。通過訓練過程，構建所選的數據塊中的平均干擾的模型。所構建的模型被縮放至后續的數據塊，并被用來在對底層期望數據信號的擾亂最小的情況下從所接收的信號中消除正弦干擾。

本發明的另一實施例包括信號處理系統。該系統接收諸如磁通信信號的信號，該信號包含數據以及正弦干擾。所接收的信號被數字地采樣并且通過數字信號處理器處理樣本。該數字信號處理器包括干擾消除模塊，干擾消除模塊被配置為：構建平均干擾的模型，將模型縮放至正被處理的數據塊以及將縮放后的模型從數字樣本中減去以便在對底層數據信號的影響最小的情況下去除干擾。

附圖說明

圖1A和1B是包含數據和與由所應用的根據本發明的實施例的干擾消除過程所產生的信號相疊加的正弦干擾這兩者的示例性數據信號的圖表。

圖2是用以執行圖1A和1B中示出的干擾消除的本發明的實施例的過程流程圖。

圖3是根據本發明的一個實施例的示例性訓練過程的過程流程圖。

圖4是根據本發明的一個實施例的示例性迭代消除過程的過程流程圖。

圖5是根據本發明的一個實施例的示例性單個正弦波消除過程的過程流程圖。

圖6是根據本發明的一個實施例的示例性聯合消除過程的過程流程圖。

圖7是用于執行本發明的訓練和消除過程的頻率峰值發現過程的過程流程圖。

圖8是根據本發明的一個實施例的訓練和消除過程的過程流程圖。

圖9和10是示出在應用根據本發明的實施例的過程之前和之后信號的通帶中的正弦干擾的圖表。

圖11是根據本發明的一個實施例的訓練和消除過程的過程流程圖。

圖12是根據示例性實施例的用于執行干擾消除的數字信號處理系統的框圖。

具體實施方式

應當理解的是，本發明的圖和說明書已被簡化為示出對于清楚理解本發明來說相關的元素，但為了清楚起見刪除了在諸如地下通信系統的典型信號處理系統中發現的許多其它元素。然而，由于這樣的元素在本領域是被熟知的，并且由于它們并不促進對本發明的更好的理解，因此在本文中并不提供對這樣的元素的討論。本文中的公開致力于本領域技術人員已知的所有這樣的變化和修改。