專(zhuān)利名稱(chēng)：調(diào)頻類(lèi)干擾抑制的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，特別是涉及一種針對(duì)調(diào)頻類(lèi)干擾抑制的方法及裝 置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代通信接收機(jī)及導(dǎo)航接收機(jī)(如GPS)大都是基于開(kāi)放空間的電磁波接收， 電磁干擾是影響其接收性能的重要因素之一?，F(xiàn)代的通信接收機(jī)體制大都具有 一定的抗干擾性能(如擴(kuò)頻接收機(jī)、寬帶/超寬帶接收機(jī)、跳頻接收機(jī)等)，且 采取了多種抗干擾措施和手段(如時(shí)域?yàn)V波、頻域?yàn)V波、空域?yàn)V波等)，干擾抑 制能力是衡量現(xiàn)代通信接收機(jī)的重要指標(biāo)之一。隨著通信技術(shù)的發(fā)展及通信業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，開(kāi)放空間中調(diào)頻類(lèi)通信信號(hào)密集度 日益增加，造成不同通信設(shè)備間同頻干擾的概率增大，造成通信接收機(jī)中的同 頻干擾或鄰頻干擾日益突出，非接收機(jī)接收范圍內(nèi)的調(diào)頻信號(hào)可以看成是調(diào)頻 類(lèi)千擾信號(hào)；在特定應(yīng)用場(chǎng)合，由于調(diào)頻信號(hào)的大帶寬特性，調(diào)頻信號(hào)(特別 是噪聲調(diào)頻)信號(hào)被廣泛的運(yùn)用為干擾信號(hào)。目前的通信接收機(jī)中干擾抑制手段和措施主要是基于一定準(zhǔn)則的濾波(如帶 通濾波、匹配濾波、自適應(yīng)濾波、Kalman濾波等)抑制干擾信號(hào)，或基于接收 體制(如直擴(kuò)通信體制、跳頻通信體制、寬帶/超寬帶通信體制等)抵消干擾所 帶來(lái)的負(fù)面影響。由于調(diào)頻類(lèi)干擾信號(hào)頻譜一般較寬，在時(shí)域及頻域與信號(hào)覆 蓋程度大，基于濾波的干擾抑制性能難以達(dá)到最優(yōu)；在干信比較大時(shí)，干擾信 號(hào)在功率上的優(yōu)勢(shì)可以很大程度削弱接收系統(tǒng)處理增益(如擴(kuò)頻增益、匹配濾 波增益等)，上述的方法針對(duì)調(diào)頻類(lèi)干擾都具有較大的局限性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于通信接收機(jī)、導(dǎo)航定位接收機(jī)的調(diào)頻類(lèi)干 擾抑制方法及裝置。本發(fā)明提供一種應(yīng)用于通信接收機(jī)、導(dǎo)航定位接收機(jī)的強(qiáng)調(diào)頻類(lèi)干擾抑制方 法，包括(a) 對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行對(duì)數(shù)變換，并有信號(hào)虛部得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位估計(jì)值;(b) 利用估計(jì)得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位對(duì)接收信號(hào)解調(diào)；(C)根據(jù)(b)輸出信號(hào)，設(shè)計(jì)窄帶濾波器，并對(duì)(b)輸出進(jìn)行濾波，得到干擾信號(hào)的瞬時(shí)幅度估計(jì)；(d)由(a)得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位估計(jì)及(c)得到的干擾信號(hào)瞬時(shí)相位估計(jì)，重構(gòu)干擾信號(hào)；(e)從原接收信號(hào)中減去(d)得到的干擾信號(hào)估計(jì)分量，即可得到干擾信號(hào) 被抑制后的信號(hào)輸出。本發(fā)明同時(shí)提供一種應(yīng)用于通信接收機(jī)、導(dǎo)航定位接收機(jī)的強(qiáng)調(diào)頻類(lèi)干擾抑 制裝置，包括(a) 對(duì)數(shù)變換單元，將接收機(jī)輸入信號(hào)進(jìn)行對(duì)數(shù)變換，并分離變換后信號(hào)的實(shí) 部及虛部；(b) 信號(hào)解調(diào)單元，通過(guò)估計(jì)得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位，構(gòu)建與干擾信號(hào)共軛的 信號(hào)，并對(duì)輸入信號(hào)解調(diào)；(c) 窄帶濾波器單元，基于解調(diào)后干擾信號(hào)在頻域特征，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的窄帶濾波 器，并對(duì)解調(diào)后信號(hào)進(jìn)行濾波；(d) 干擾波形重構(gòu)單元，基于估計(jì)得到的干擾信號(hào)瞬時(shí)幅度及瞬時(shí)相位，重構(gòu) 干擾信號(hào)；(e) 干擾對(duì)消單元，從接收數(shù)據(jù)中，減去重構(gòu)干擾信號(hào)。本發(fā)明基于干擾信號(hào)瞬時(shí)幅度及瞬時(shí)相位估計(jì)，實(shí)現(xiàn)干擾信號(hào)重構(gòu)，進(jìn)而實(shí) 現(xiàn)干擾信號(hào)的高性能抑制。本發(fā)明針對(duì)通信接收機(jī)、導(dǎo)航定位接收機(jī)的性能改 善，解決大干信比條件下，對(duì)調(diào)頻類(lèi)干擾實(shí)施抑制，從而有效增強(qiáng)所接收信號(hào) 的等效干信比，提高通信接收機(jī)對(duì)弱信號(hào)的接收性能。經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo)及仿真實(shí) 驗(yàn)驗(yàn)證表明，在調(diào)頻類(lèi)干擾的幅度調(diào)制項(xiàng)頻率較低，且干信比小于0dB時(shí)，采 用本干擾抑制方法，干擾抑制后的信干比接近+3dB，完全滿(mǎn)足擴(kuò)頻體制下的通 信信號(hào)及導(dǎo)航定位信號(hào)的接收。


圖1為本發(fā)明的基于對(duì)數(shù)變換干擾抑制方法流程圖； 圖2為本發(fā)明中信號(hào)解調(diào)單元結(jié)構(gòu)框圖； 圖3為本發(fā)明中窄帶濾波單元結(jié)構(gòu)框圖；圖4及圖5是針對(duì)本干擾抑制方法的仿真結(jié)果。其中圖4為不同幅度調(diào)制帶 寬的調(diào)頻類(lèi)干擾抑制后輸出信號(hào)信干比曲線，圖5為不同調(diào)制帶寬的調(diào)頻類(lèi)干 擾抑制前后信千比改善曲線，&為歸一化幅度調(diào)制帶寬。
具體實(shí)施方式
一種調(diào)頻類(lèi)干擾信號(hào)抑制方法，包括(a) 對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行對(duì)數(shù)變換，并由信號(hào)虛部得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位估計(jì)值；(b) 利用估計(jì)得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位對(duì)接收信號(hào)解調(diào)；(C)根據(jù)(b)步驟的輸出信號(hào)，設(shè)計(jì)窄帶濾波器，并對(duì)(b)步驟的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，得到干擾信號(hào)的瞬時(shí)幅度估計(jì)；(d) 由(a)步驟得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位估計(jì)及(c)步驟得到的干擾信號(hào) 瞬時(shí)相位估計(jì)，重構(gòu)干擾信號(hào)；(e) 從原輸入信號(hào)中減去(d)步驟得到的干擾信號(hào)估計(jì)分量， 可得到干擾信號(hào)被抑制后的信號(hào)輸出。本發(fā)明調(diào)頻類(lèi)干擾信號(hào)抑制方法可以由本發(fā)明調(diào)頻類(lèi)干擾信號(hào)抑制裝置實(shí) 現(xiàn)，調(diào)頻類(lèi)干擾信號(hào)抑制裝置包括-(a) 對(duì)數(shù)變換單元，將接收機(jī)輸入信號(hào)進(jìn)行對(duì)數(shù)變換，并分離變換后信號(hào) 的實(shí)部及虛部；(b) 信號(hào)解調(diào)單元，通過(guò)估計(jì)得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位，構(gòu)建與干擾信號(hào)共 軛的信號(hào)，并對(duì)輸入信號(hào)解調(diào)；(c) 窄帶濾波器單元，基于解調(diào)后干擾信號(hào)在頻域特征，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的窄帶濾 波器，并對(duì)解調(diào)后信號(hào)進(jìn)行濾波；(d) 干擾波形重構(gòu)單元，基于估計(jì)得到的干擾信號(hào)瞬時(shí)幅度及瞬時(shí)相位，重 構(gòu)干擾信號(hào)；(e) 干擾對(duì)消單元，從原輸入信號(hào)中，減去重構(gòu)千擾信號(hào)。 在強(qiáng)干擾條件下，信號(hào)功率遠(yuǎn)小于干擾信號(hào)，信號(hào)的所有特征參數(shù)都被干擾信號(hào)所污染及扭曲，難以表征真實(shí)的信號(hào)特征；相反，由于干擾信號(hào)的相對(duì)功率較強(qiáng)，其信號(hào)特征比較突出，干擾信號(hào)相關(guān)參數(shù)的估計(jì)準(zhǔn)確度較高，可較高準(zhǔn)確度的實(shí)現(xiàn)干擾信號(hào)波形重構(gòu)。本發(fā)明調(diào)頻類(lèi)干擾信號(hào)抑制方法的詳細(xì)處理方法為 調(diào)頻類(lèi)干擾條件下，通信接收機(jī)或?qū)Ш蕉ㄎ唤邮諜C(jī)接收信號(hào)為斗)=々)+ "(0 + >/(0 (1)其中，^)為通信或?qū)Ш叫盘?hào)；"(0為接收機(jī)噪聲，考慮滿(mǎn)足高斯白分布；J^為噪聲調(diào)頻干擾信號(hào)，其常規(guī)表達(dá)式為J(/)",xp(助)) (2)其中4為常數(shù)，AW為頻率調(diào)制所產(chǎn)生的瞬時(shí)相位。實(shí)際上，干擾信號(hào)在其傳播通道中可能受到多種因素的影響和作用，調(diào)頻類(lèi)干擾的幅度很少保持恒定值，且由于同頻或鄰頻干擾而產(chǎn)生的調(diào)頻類(lèi)干擾，受 本地接收機(jī)濾波器影響，干擾的幅度也表現(xiàn)出時(shí)變特性，因此，調(diào)頻類(lèi)干擾的 表達(dá)式修正為斥)=(4+^))呻(#力)) (3)其中"。為低頻調(diào)制項(xiàng)。在大干信比條件下，式(1)中信號(hào)項(xiàng)與干擾項(xiàng)復(fù)合，即(4)因此式(1)可以寫(xiě)成x(0 = J(0[l + A(0] (5):E中？ "、 —乂W ("'H('))(6)(a) 對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行對(duì)數(shù)變換，由信號(hào)虛部得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位估計(jì)值; 對(duì)式(5)兩邊取對(duì)數(shù)變換，并做一階泰勒近似，有In (x (0)=屮))+ In (1+J, (0) ln(4 ,)) + j )-2k)", )其中it-m。d(A(/),2;r)。式(6)的實(shí)部及虛部分別為乂 ) = Re(ln(x(f))) = In ^十Re(^卩)) c (,) = Im(ln(;c W)) = ^ ") - 2/br + Im(^ (0)(b) 利用估計(jì)得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位對(duì)接收信號(hào)解調(diào)； 用式(7)中虛部對(duì)式(1)進(jìn)行解調(diào)，有_y(0 = x (f)exp(-y Im(ln(;c(/))))=s々)exp(-J Im(h (々))))+ ( 4 +"f))exP(-/I111(1^ (O)).(c) 根據(jù)(b)步驟的輸出信號(hào)，設(shè)計(jì)窄帶濾波器，并對(duì)(b)步驟的輸出(7)(8)信號(hào)進(jìn)行濾波，得到干擾信號(hào)的瞬時(shí)幅度估計(jì)；因?yàn)閟々)的瞬時(shí)功率相對(duì)干擾信號(hào)非常微弱，且"0為低頻信號(hào)。上式中干 擾分量為強(qiáng)功率窄帶信號(hào)；相反，信號(hào)分量為低功率寬帶信號(hào)，因此，在上式 中可以很容易抑制干擾分量帶外的信號(hào)分量，得到干擾信號(hào)幅度信號(hào)的估計(jì)值， 即(9)式中Mf)為與千擾幅度調(diào)制項(xiàng)"f)帶寬匹配的窄帶濾波器。(d) 由(a)步驟得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位估計(jì)及(c)步驟得到的干擾信號(hào)瞬 時(shí)相位估計(jì)，重構(gòu)干擾信號(hào)；結(jié)合式(7)和式(9)，重構(gòu)干擾信號(hào)為"0 = "—") (10)(e) 從原接收信號(hào)中減去(d)步驟得到的干擾信號(hào)估計(jì)分量，可得到干擾信 號(hào)被抑制后的信號(hào)輸出。從接收信號(hào)中，減去干擾分量，從而抑制干擾信號(hào)，即<formula>formula see original document page 7</formula> (11)
權(quán)利要求
1、一種調(diào)頻類(lèi)干擾信號(hào)抑制方法，其特征在于包括(a)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行對(duì)數(shù)變換，并由信號(hào)虛部得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位估計(jì)值；(b)利用估計(jì)得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位對(duì)接收信號(hào)解調(diào)；(c)根據(jù)(b)步驟的輸出信號(hào)，設(shè)計(jì)窄帶濾波器，并對(duì)(b)步驟的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，得到干擾信號(hào)的瞬時(shí)幅度估計(jì)；(d)由(a)步驟得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位估計(jì)及(c)步驟得到的干擾信號(hào)瞬時(shí)相位估計(jì)，重構(gòu)干擾信號(hào)；(e)從原接收信號(hào)中減去(d)步驟得到的干擾信號(hào)估計(jì)分量，可得到干擾信號(hào)被抑制后的信號(hào)輸出。
2、 一種頻類(lèi)干擾信號(hào)抑制裝置，其特征在于包括-(a) 對(duì)數(shù)變換單元，將接收機(jī)輸入信號(hào)進(jìn)行對(duì)數(shù)變換，并分離變換后信號(hào) 的實(shí)部及虛部；(b) 信號(hào)解調(diào)單元，通過(guò)估計(jì)得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位，構(gòu)建與干擾信號(hào)共 軛的信號(hào)，并對(duì)輸入信號(hào)解調(diào)；(c) 窄帶濾波器單元，基于解調(diào)后干擾信號(hào)在頻域特征，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的窄帶濾 波器，并對(duì)解調(diào)后信號(hào)進(jìn)行濾波；(d) 干擾波形重構(gòu)單元，基于估計(jì)得到的干擾信號(hào)瞬時(shí)幅度及瞬時(shí)相位，重 構(gòu)干擾信號(hào)；(e) 干擾對(duì)消單元，從接收數(shù)據(jù)中，減去重構(gòu)干擾信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種調(diào)頻類(lèi)干擾信號(hào)抑制方法，(a)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行對(duì)數(shù)變換，并由信號(hào)虛部得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位估計(jì)值；(b)利用估計(jì)得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位對(duì)接收信號(hào)解調(diào)；(c)根據(jù)(b)步驟的輸出信號(hào)，設(shè)計(jì)窄帶濾波器，并對(duì)(b)步驟的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波，得到干擾信號(hào)的瞬時(shí)幅度估計(jì)；(d)由(a)步驟得到干擾信號(hào)瞬時(shí)相位估計(jì)及(c)步驟得到的干擾信號(hào)瞬時(shí)相位估計(jì)，重構(gòu)干擾信號(hào)；(e)從原接收信號(hào)中減去(d)步驟得到的干擾信號(hào)估計(jì)分量，可得到干擾信號(hào)被抑制后的信號(hào)輸出。本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了一種調(diào)頻類(lèi)干擾信號(hào)抑制裝置。本發(fā)明經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo)及仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明，在調(diào)頻類(lèi)干擾的幅度調(diào)制項(xiàng)頻率較低，且干信比小于0dB時(shí)，采用本干擾抑制方法，干擾抑制后的信干比接近+3dB，完全滿(mǎn)足擴(kuò)頻體制下的通信信號(hào)及導(dǎo)航定位信號(hào)的接收。
文檔編號(hào)H04B1/69GK101252369SQ20081004500
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日
發(fā)明者偉 吳, 忠 文, 杜東平 申請(qǐng)人:成都國(guó)恒空間技術(shù)工程有限公司