窄带干扰抑制方法及装置转让专利

申请号 : CN201010140351.4

文献号 : CN101860382B

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发明人 : 刘义臣

申请人 : 华亚微电子(上海)有限公司

摘要 :

一种窄带干扰抑制方法及装置。窄带干扰抑制装置包括:频率确定单元、自适应滤波单元以及干扰消除单元,其中,频率确定单元确定接收信号中窄带干扰的频率位置,形成只包含有窄带干扰频率信息的本地振荡信号,并将所述本地振荡信号作为参考噪声源提供给自适应滤波单元;自适应滤波单元将所述参考噪声源转换为与窄带干扰一致的模拟干扰信号,并将所述与窄带干扰一致的模拟干扰信号提供给干扰消除单元;干扰消除单元将所述与窄带干扰一致的模拟干扰信号从接收信号中消除,输出有用信号。本发明的窄带干扰方法及装置对数据实行逐点采样处理,响应速度快;所述窄带干扰消除的同时,减小了对相同频率位置的有用信号的破坏。

权利要求 :

1.一种窄带干扰抑制方法,其特征在于,包括:

确定接收信号中窄带干扰的频率位置,形成包含窄带干扰频率信息的参考噪声源,包括:将本地振荡信号与窄带干扰进行比较;基于所述比较结果对本地振荡信号的频率进行更新,直至所述本地振荡信号的频率与窄带干扰的频率相同;将此时的本地振荡信号作为参考噪声源;

通过自适应滤波将所述参考噪声源转换为与窄带干扰一致的模拟干扰信号,其中,所述自适应滤波采用递归更新权系数的方法实现将参考噪声源转换为与窄带干扰一致的模拟干扰信号,包括:1)将权系数与参考噪声源合成,形成模拟干扰信号;2)比较所述模拟干扰信号与接收信号,基于所述比较结果形成输出信号;3)基于所述输出信号及参考噪声源确定权系数更新量;

多次重复上述步骤1)、2)、3),以权系数更新量对权系数进行递归更新,直至所述权系数的值不再变化;将此时的权系数与参考噪声源合成,形成与窄带干扰一致的模拟干扰信号;

从接收信号中消除所述与窄带干扰一致的模拟干扰信号。

2.如权利要求1所述的窄带干扰抑制方法,其特征在于,将权系数与参考噪声源合成,形成模拟干扰信号由下述表达式确定:n(n)=p(n)*conj[W(n)];

其中,n(n)为模拟干扰信号,p(n)为参考噪声源,W(n)为权系数,conj[]为取共轭。

3.如权利要求2所述的窄带干扰抑制方法,其特征在于,比较所述模拟干扰信号与接收信号,基于所述比较结果形成输出信号由下述表达式确定:y(n)=r(n)-n(n);

其中,y(n)为输出信号,r(n)为接收信号。

4.如权利要求3所述的窄带干扰抑制方法,其特征在于,以所述权系数更新量对权系数进行递归更新由下述表达式确定:W(n+1)=W(n)+k(n);

其中,W(n)为当前周期的权系数,k(n)为当前周期的权系数更新量,W(n+1)为延时后下一周期的权系数。

5.如权利要求4所述的窄带干扰抑制方法,其特征在于,所述权系数更新量由下述表达式确定:k(n)=step*y(n)*conj[p(n)];

其中,step为配置常数,所述配置常数用于确定递归收敛的速度与精度。

6.如权利要求4所述的窄带干扰抑制方法,其特征在于,所述权系数更新量由下述表达式确定:k(n)=[1/(delta(n)]*y(n)*conj[p(n)];

delta(n)=lamda*delta(n-1)+p(n)*conj[p(n)];

其中,delta(n)为递归系数,lamda为配置常数,所述配置常数的取值范围为(0,1)。

7.如权利要求1所述的窄带干扰抑制方法,其特征在于,通过锁相环产生本地振荡信号,并进行所述本地振荡信号与窄带干扰的比较、本地振荡信号的更新。

8.如权利要求1所述的窄带干扰抑制方法,其特征在于,对于包含有多个窄带干扰的接收信号,多次重复执行所述窄带干扰抑制方法,直至消除检测到的多个窄带干扰。

9.一种窄带干扰抑制装置,其特征在于,包括:频率确定单元、自适应滤波单元以及干扰消除单元,其中,频率确定单元确定接收信号中窄带干扰的频率位置,形成包含有窄带干扰频率信息的本地振荡信号,并将所述本地振荡信号作为参考噪声源提供给自适应滤波单元;其中,所述频率确定单元为锁相环结构,包括:误差提取器、环路滤波器以及数控振荡器;其中,所述误差提取器比较所述数控振荡器输出的本地振荡信号与接收信号中的窄带干扰的误差,并将所述误差信号提供给所述环路滤波器中;所述环路滤波器对所述误差信号进行滤波,形成控制信号,所述控制信号与误差信号正相关,误差信号越小,控制信号的幅值越小;所述数控振荡器接收所述环路滤波器提供的控制信号,并依据所述控制信号的幅度不同,形成不同频率的本地振荡信号,并将所述本地振荡信号反馈给误差提取器;

自适应滤波单元将所述参考噪声源转换为与窄带干扰一致的模拟干扰信号,并将所述与窄带干扰一致的模拟干扰信号提供给干扰消除单元;

干扰消除单元将所述与窄带干扰一致的模拟干扰信号从接收信号中消除。

10.如权利要求9所述的窄带干扰抑制装置,其特征在于,所述自适应滤波单元包括更新量设定单元、加法单元、延时单元以及干扰合成单元,其中,更新量设定单元接收频率确定单元提供的参考噪声源及干扰消除单元反馈的输出信号,将所述参考噪声源的共轭值、配置常数及输出信号的乘积作为权系数更新量,并将所述权系数更新量提供给加法单元;

加法单元将延时的上一周期的权系数与当前周期的权系数更新量相加,实现权系数的更新,并将所述权系数提供给延时单元;

延时单元将加法单元提供的权系数延时一个周期后,分别提供给加法单元以及干扰合成单元;

干扰合成单元将所述权系数与参考噪声源合成,以所述权系数的共轭值及参考噪声源的乘积作为模拟干扰信号,并将所述模拟干扰信号送入干扰消除单元;

所述干扰消除单元以接收信号与模拟干扰信号的差作为输出信号,反馈至更新量设定单元。

11.如权利要求9所述的窄带干扰抑制装置,其特征在于,所述自适应滤波单元包括更新量设定单元、第一加法单元、第一延时单元、干扰合成单元、第二加法单元、第二延时单元、系数配置单元以及递归更新量单元,其中:更新量设定单元接收频率确定单元提供的参考噪声源、第二延时单元提供的递归系数以及干扰消除单元反馈的输出信号,将所述参考噪声源的共轭值、递归系数的倒数以及输出信号的乘积作为权系数更新量,并将所述权系数更新量提供给第一加法单元;

第一加法单元将延时的上一周期的权系数与当前周期的权系数更新量相加,实现权系数的更新,并将所述权系数提供给第一延时单元;

第一延时单元将第一加法单元提供的权系数延时一个周期后,分别提供给第一加法单元与干扰合成单元;

干扰合成单元将第一延时单元提供的权系数与参考噪声源合成,以所述权系数的共轭值及参考噪声源的乘积作为模拟干扰信号,并将所述模拟干扰信号送入干扰消除单元;

递归更新量单元接收频率确定单元提供的参考噪声源,以所述参考噪声源的共轭值与参考噪声源的乘积作为递归系数更新量,并将所述递归系数更新量提供给第二加法单元;

系数配置单元将第二延时单元提供的递归系数与配置常数相乘,并将所述配置后的递归系数提供给第二加法单元;

第二加法单元将上一周期的经过系数配置单元配置后的递归系数与当前周期的递归系数更新量相加,完成递归系数的更新,并将所述递归系数提供给第二延时单元;

第二延时单元将第二加法单元提供的递归系数延时一个周期后,分别送至系数配置单元以及更新量设定单元;

所述干扰消除单元以接收信号与模拟干扰信号的差作为输出信号,反馈至更新量设定单元。

12.如权利要求9所述的窄带干扰抑制装置,其特征在于,所述频率确定单元为锁相环。

13.如权利要求9所述的窄带干扰抑制装置,其特征在于,对于包含有多个窄带干扰的接收信号,将所述窄带干扰抑制装置串联连接,分别消除所述多个窄带干扰。

说明书 :

窄带干扰抑制方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及数字信号处理技术领域,更具体的,本发明涉及一种窄带干扰抑制方法及装置。

背景技术

[0002] 在数字信号处理系统中,被处理的数据信号会由于各种原因混入加性干扰信号,所述加性干扰信号累加在有用信号上,影响有用信号的传输与处理。常见的加性干扰信号包括:白噪声、脉冲噪声、窄带干扰等。
[0003] 作为加性干扰信号的一种,窄带干扰信号是指带宽远小于有用信号的干扰信号。所述窄带干扰信号对于数字信号处理系统的信息传输及信息处理有着严重的危害。例如,在通信接收机中,强烈的窄带干扰会导致接收机的信噪比门限降低,同步难以锁定,均衡器难以收敛,甚至接收失败;在数字电视系统中,未经处理的窄带干扰会影响有用数据的传输,引起数字电视终端出现显示质量下降。
[0004] 对于数字电视系统而言,窄带干扰的主要来源包括:(1)单频信号,所述单频信号可以来自发射机或接收机中的本振泄露,印刷电路板上晶体振荡器产生的振荡信号及其谐波等;(2)调频无线电波,如调频广播、对讲机等也可以产生强烈的窄带干扰;(3)模拟电视信号的图像载波信号与伴音载波信号。
[0005] 现有技术抑制窄带干扰的方法通常可以分为两类:
[0006] 一种方法是利用快速傅里叶变换(FFT)将信号由时域变换到频域,通过功率检测的方法找到窄带干扰对应的频率,并通过对该频率进行置零或滤波操作,达到消除窄带干扰的目的。如专利申请号为200710071414.3的中国专利申请文件所述,首先对输入信号进行快速傅里叶变换,检测到窄带干扰位置后,将该位置上的频域子载波置零。
[0007] 另一种方法是首先确定窄带干扰对应的频率,然后用移频、滤波的方式将其滤除。如专利申请号为200610028350.4的中国专利申请文件所述,首先将信号变换到频域,检测窄带干扰是否存在并确定其频域位置,之后,通过频谱搬移装置将所述窄带干扰的频域位置搬移到零频率处;接着,用高通滤波器滤除窄带干扰信号;最后再将消除窄带干扰的信号搬移回原始频谱位置。
[0008] 然而,现有技术的窄带干扰抑制方法存在诸多缺点:
[0009] 1.现有技术采用的快速傅里叶变换属于数据块处理,其响应速度有限,难以实时跟踪窄带干扰的变化;
[0010] 2.对窄带干扰频率的信号进行置零或滤波处理的同时,相同频率位置的有用信号被显著抑制;
[0011] 3.只能跟踪窄带干扰信号频率,而无法跟踪其相位和幅度的变化。

发明内容

[0012] 本发明解决的问题是提供一种窄带干扰抑制方法及装置,既可以跟踪干扰信号的频率变化,还可以跟踪干扰信号的幅度及相位变化,在完成窄带干扰抑制同时,减小对与窄带干扰相同频率的有用信号的影响,从而提高了处理后信号的信噪比。
[0013] 为解决上述问题,本发明提供了一种窄带干扰抑制方法,包括:
[0014] 确定接收信号中窄带干扰的频率位置,形成包含窄带干扰频率信息的参考噪声源;
[0015] 通过自适应滤波将所述参考噪声源转换为与窄带干扰一致的模拟干扰信号;
[0016] 从接收信号中消除所述与窄带干扰一致的模拟干扰信号。
[0017] 可选的,所述自适应滤波采用递归更新权系数的方法实现将参考噪声源转换为与窄带干扰一致的模拟干扰信号。
[0018] 可选的,所述递归更新权系数包括:
[0019] 将权系数与参考噪声源合成,形成模拟干扰信号;
[0020] 比较所述模拟干扰信号与接收信号,基于所述比较结果形成输出信号;
[0021] 基于所述输出信号及参考噪声源确定权系数更新量;
[0022] 多次重复上述步骤,以权系数更新量对权系数进行递归更新,直至所述权系数的值不再变化;
[0023] 将此时的权系数与参考噪声源合成,形成与窄带干扰一致的模拟干扰信号。
[0024] 相应的,本发明还提供了一种窄带干扰抑制装置,包括:频率确定单元、自适应滤波单元以及干扰消除单元,其中,
[0025] 频率确定单元确定接收信号中窄带干扰的频率位置,形成包含有窄带干扰频率信息的本地振荡信号,并将所述本地振荡信号作为参考噪声源提供给自适应滤波单元;
[0026] 自适应滤波单元将所述参考噪声源转换为与窄带干扰一致的模拟干扰信号,并将所述与窄带干扰一致的模拟干扰信号提供给干扰消除单元;
[0027] 干扰消除单元将所述与窄带干扰一致的模拟干扰信号从接收信号中消除。
[0028] 可选的,所述自适应滤波单元的自适应滤波基于最小均方算法或递归最小平方算法实现。
[0029] 与现有技术相比,本发明具有以下优点:
[0030] 1.对数据实行逐点采样处理,响应速度快;
[0031] 2.采用自适应噪声对消完成窄带干扰的消除,所述窄带干扰消除的同时,减小了对相同频率位置的有用信号的破坏;
[0032] 3.既可以跟踪窄带干扰信号的频率,还可以跟踪其相位与幅度变化。

附图说明

[0033] 图1是本发明窄带干扰抑制方法一个实施例的流程示意图;
[0034] 图2是本发明窄带干扰抑制方法一个实施例中自适应滤波的流程示意图;
[0035] 图3是本发明窄带干扰抑制装置的模块示意图;
[0036] 图4是本发明窄带干扰抑制装置的第一实施例的模块示意图;
[0037] 图5是本发明窄带干扰抑制装置的第二实施例的模块示意图。

具体实施方式

[0038] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0039] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0040] 正如背景技术部分所述,现有技术的窄带干扰抑制方法有诸多缺点:
[0041] 1.采用的快速傅里叶变换属于数据块处理,其响应速度有限,难以实时跟踪窄带干扰的变化;
[0042] 2.常需要对窄带干扰频率的信号进行置零或滤波处理,相同频率位置的有用信号同样会被抑制;
[0043] 3.只能跟踪窄带干扰信号频率,而无法跟踪其相位和幅度的变化。
[0044] 针对上述问题,发明人提供了一种利用自适应滤波对接收信号中夹杂的窄带干扰进行抑制的方法及装置。所述自适应滤波基于最小均方算法或递归最小平方算法,通过对权系数进行多次的递归更新后,得到了确定不变的权系数,基于所述确定的权系数即可得到与接收信号中的窄带干扰一致的模拟干扰信号,之后,将所述模拟干扰信号从接收信号消除,即可得到窄带干扰被抑制后的有用信号。
[0045] 本发明的发明人发现,自适应噪声对消是一种利用自适应滤波器将参考噪声源转换成与干扰信号相一致的模拟干扰信号,再从接收信号中消除干扰信号的噪声消除方法。但在数字通信系统中,所述参考噪声源不易获得,因此,并未有本领域技术人员将所述自适应噪声对消方法应用于数字通信系统的噪声抑制、特别是窄带干扰的消除中。
[0046] 针对所述参考噪声源不易获得的问题,发明人提出,利用锁相环先确定窄带干扰的频率,形成包含所述窄带干扰频率信息的本地振荡信号,之后,再以所述本地振荡信号作为参考噪声源,即可将自适应噪声对消方法应用于窄带干扰的抑制方法。所述自适应噪声对消在完成窄带干扰抑制同时,减小了对与窄带干扰相同频率的有用信号的影响,大大提高了处理后信号的信噪比。
[0047] 为了更好的理解本发明窄带干扰抑制方法及装置,下面参照附图对本发明的具体实施例作进一步说明。
[0048] 图1是本发明窄带干扰抑制方法的一个实施例的流程示意图。
[0049] 如图1所述,本发明窄带干扰抑制方法的一个实施例包括:
[0050] 执行步骤S102,确定接收信号中窄带干扰的频率位置,形成包含窄带干扰频率信息的参考噪声源。
[0051] 所述确定接收信号中窄带干扰频率的过程包括:将本地振荡信号与窄带干扰进行比较;基于所述比较结果对本地振荡信号的频率进行更新,直至所述本地振荡信号的频率与窄带干扰的频率相同;将此时的本地振荡信号作为参考噪声源。
[0052] 在具体实施例中,通过锁相环产生本地振荡信号,并进行所述本地振荡信号与窄带干扰的比较、本地振荡信号的更新。由于所述接收信号中包含有有用信号与窄带干扰,由于有用信号的频带范围较宽,所以所述锁相环主要跟踪频带较窄的窄带干扰以及与所述窄带干扰相同频率的部分有用信号的频率变化。
[0053] 执行步骤S104,通过自适应滤波将所述参考噪声源转换为与窄带干扰一致的模拟干扰信号。
[0054] 所述自适应滤波通过自适应滤波单元实现,在所述自适应滤波的处理过程中,自适应滤波单元利用前一时刻已获得滤波器参数来自动调节现时刻的滤波器参数,以适应信号和干扰的变化,从而实现最优滤波。对于本发明窄带干扰抑制方法采用的自适应滤波,其自适应滤波单元需要基于其前一周期的输出信号对权系数更新量进行更新,并基于所述更新的权系数更新量,形成当前周期的权系数。所述权系数为自适应滤波的冲击响应。
[0055] 接着,基于所述权系数对参考噪声源进行处理,形成模拟干扰信号。之后,所述自适应滤波单元将模拟干扰信号与接收信号进行比较,基于所述模拟干扰信号与接收信号的比较结果,自适应滤波单元形成输出信号。这就实现了权系数、模拟干扰信号的一次更新过程。
[0056] 而在实际处理过程中,需要经过多次的递归更新之后,所述模拟干扰信号才能够实现与窄带干扰的一致。
[0057] 在具体实施例中,可以通过基于最小均方算法或递归最小平方算法的自适应滤波形成所述与窄带干扰一致的模拟干扰信号。
[0058] 如图2所示,具体的说,所述自适应滤波的流程包括:
[0059] 执行步骤S202,将权系数与参考噪声源合成,形成模拟干扰信号。
[0060] 在所述权系数的更新过程中,需要基于一个确定的权系数初值对权系数进行更新,所述权系数的初值可以由预设值确定。所述权系数初值的具体值不影响权系数的最终值,仅影响权系数更新的速率。
[0061] 在具体实施例中,将权系数与参考噪声源合成,形成模拟干扰信号由下述表达式确定:
[0062] n(n)=p(n)*conj[W(n)];
[0063] 其中,n(n)为模拟干扰信号,p(n)为参考噪声源,W(n)为权系数,conj[]为取共轭。
[0064] 执行步骤S204,比较所述模拟干扰信号与接收信号,基于所述比较结果形成输出信号。
[0065] 在具体实施例中,比较所述模拟干扰信号与接收信号,基于所述比较结果形成输出信号由下述表达式确定:
[0066] y(n)=r(n)-n(n);
[0067] 其中,y(n)为输出信号,r(n)为接收信号。即从所述接收信号中移除模拟干扰信号。在经过上述处理后,所述输出信号中除了模拟干扰信号与窄带干扰的差值之外,还包含有有用信号;但由于所述有用信号与窄带干扰相互独立,所以输出信号中的有用信号并不影响权系数更新量的确定。
[0068] 执行步骤S206,基于所述输出信号及参考噪声源确定权系数更新量。
[0069] 在具体实施例中,采用输出信号与参考噪声源的乘积来确定权系数更新量k(n)。
[0070] 对于采用最小均方算法的自适应滤波,其权系数更新量k(n)由下述算式确定:
[0071] k(n)=step*y(n)*conj[p(n)],
[0072] 其中,y(n)为输出信号,step为配置常数,通过修改所述配置常数,可以对权系数递归更新的速率和精度进行调节。
[0073] 而对于采用递归最小平方算法的自适应滤波,其权系数更新量k(n)由下述算式确定:
[0074] k(n)=[1/(delta(n)]*y(n)*conj[p(n)],
[0075] delta(n)=lamda*delta(n-1)+p(n)*conj[p(n)];
[0076] 其中,y(n)为输出信号,delta(n)为递归系数,lamda为配置常数,所述配置常数的取值范围为(0,1)。通过修改所述配置常数,可以对递归系数delta(n)递归更新的速率和精度进行调节,进而实现对权系数更新速度及精度的调节。
[0077] 执行步骤S208,多次重复上述步骤,以权系数更新量对权系数进行递归更新,直至所述权系数的值不再变化。
[0078] 在实际应用中,权系数仅经过一次更新是无法使得模拟干扰信号跟踪窄带干扰的,所述权系数需要经过多次的递归更新,在所述多次递归更新完成之后,权系数更新量为零,同时权系数不再变化。所述零值的权系数更新量说明输出信号中不包含有与窄带干扰相关的信号,即输出信号与窄带干扰相互之间完全独立。
[0079] 执行步骤S210,将此时的权系数与参考噪声源合成,形成与窄带干扰一致的模拟干扰信号。
[0080] 在具体实施例中,所述权系数与参考噪声源的合成与步骤S202相同,即将所述确定不变的权系数取共轭后,再与参考噪声源相乘,形成与窄带干扰一致的模拟干扰信号。
[0081] 如图1所示,前述步骤S102至S104执行后,参考噪声源即可转换为与窄带干扰一致的模拟干扰信号。之后,继续执行步骤S106,从接收信号中消除所述与窄带干扰一致的模拟干扰信号,从而得到干净的有用信号。
[0082] 本发明窄带干扰抑制方法的一个实施例是针对接收信号中只有一个窄带干扰的抑制方法,而在现实情况下,接收信号可能包含有多个处于不同频率位置的窄带干扰,例如同时包含有调频广播与模拟电视伴音载波的数字电视信号。对于所述包含有多个窄带干扰的接收信号,可以多次重复执行步骤S102至S106,直至消除检测到的多个窄带干扰。
[0083] 图3是本发明窄带干扰抑制装置的模块示意图。
[0084] 如图3所示,本发明窄带干扰抑制装置包括:频率确定单元201、自适应滤波单元203以及干扰消除单元205,其中,
[0085] 频率确定单元201确定接收信号中窄带干扰的频率位置,形成只包含有窄带干扰频率信息的本地振荡信号,并将所述本地振荡信号作为参考噪声源提供给自适应滤波单元203。
[0086] 自适应滤波单元203将所述参考噪声源转换为与窄带干扰一致的模拟干扰信号,并将所述与窄带干扰一致的模拟干扰信号提供给干扰消除单元205。
[0087] 干扰消除单元205将所述与窄带干扰一致的模拟干扰信号从接收信号中消除,输出有用信号。
[0088] 本发明窄带干扰抑制装置的工作原理为:
[0089] 将包含有有用信号与窄带干扰的接收信号分别送入频率确定单元201与干扰消除单元205,其中,所述频率确定单元201确定窄带干扰的频率位置,跟踪所述窄带干扰的频率变化,形成只包含有窄带干扰频率信息的本地振荡信号,并将所述本地振荡信号作为参考噪声源提供给自适应滤波单元203。
[0090] 自适应滤波单元203在接收到所述参考噪声源后,将所述参考噪声源转换为与窄带干扰一致的模拟干扰信号并提供给干扰消除单元205;而干扰消除单元205将所述与窄带干扰一致的模拟干扰信号从接收信号中消除,输出干净的有用信号。
[0091] 在具体实施例中,所述自适应滤波单元203的自适应滤波是基于最小均方算法或递归最小平方算法实现的,干扰消除单元205的输出信号需要反馈给所述自适应滤波单元203,以调节自适应滤波的权系数更新量。经过多次的递归收敛之后,自适应滤波单元203得到与窄带干扰一致的噪声信号,而干扰消除单元205也稳定输出干净的有用信号。
[0092] 图4是本发明窄带干扰抑制装置的第一实施例的模块示意图。本发明窄带干扰抑制装置第一实施例采用基于最小均方算法的自适应滤波抑制窄带干扰。
[0093] 如图4所示,本发明窄带干扰抑制装置的第一实施例包括:频率确定单元201、自适应滤波单元203以及干扰消除单元205。
[0094] 在具体实施例中,所述频率确定单元201为锁相环结构,包括误差提取器302、环路滤波器304以及数控振荡器306,其中,
[0095] 误差提取器302比较数控振荡器306输出的本地振荡信号与接收信号中的窄带干扰的误差,并将所述误差信号提供给环路滤波器304中。
[0096] 环路滤波器304对所述误差信号进行滤波,形成控制信号,所述控制信号与误差信号正相关,误差信号越小,控制信号的幅值越小。
[0097] 数控振荡器306接收环路滤波器304提供的控制信号,并依据所述控制信号的幅度不同,形成不同频率的本地振荡信号,并将所述本地振荡信号反馈给误差提取器302。
[0098] 在实际操作中,经过多次的反馈后,数控振荡器302输出的本地振荡信号实现对接收信号中的窄带干扰的频率跟踪,所述本地振荡信号即作为后续自适应滤波的参考噪声源。
[0099] 自适应滤波单元203基于最小均方算法进行自适应滤波,需要将干扰消除单元205的输出信号反馈给所述自适应滤波单元203,以调节自适应滤波的权系数更新量。所述自适应滤波通过递归更新权系数来完成对窄带干扰的跟踪。
[0100] 为完成所述权系数的递归更新,自适应滤波单元203包括更新量设定单元301、加法单元303、延时单元305以及干扰合成单元307,其中,
[0101] 更新量设定单元301接收频率确定单元201提供的参考噪声源及干扰消除单元205反馈的输出信号,将所述参考噪声源的共轭值、配置常数及输出信号的乘积作为权系数更新量,并将所述权系数更新量提供给加法单元303;
[0102] 加法单元303将延时的上一周期的权系数与当前周期的权系数更新量相加,实现权系数的更新,并将所述权系数提供给延时单元305;
[0103] 延时单元305将加法单元303提供的权系数延时一个周期后,分别提供给加法单元303以及干扰合成单元307;
[0104] 干扰合成单元307将所述权系数与参考噪声源合成,以所述权系数的共轭值及参考噪声源的乘积作为模拟干扰信号,并将所述模拟干扰信号送入干扰消除单元205。
[0105] 所述干扰消除单元205以接收信号与模拟干扰信号的差作为输出信号,反馈至更新量设定单元301。
[0106] 经过所述自适应滤波单元201的处理,所述权系数不再变化,即说明权系数更新量为零,而所述权系数更新量由输出信号以及与窄带干扰相关的参考噪声源决定。因此,所述零值的权系数更新量说明输出信号中不包含有与窄带干扰相关的信号,输出信号与窄带干扰相互之间完全独立。
[0107] 图5是本发明窄带干扰抑制装置的第二实施例的模块示意图。本发明窄带干扰抑制装置的第二实施例基于递归最小平方算法的自适应滤波对窄带干扰进行抑制。
[0108] 如图5所示,本发明窄带干扰抑制装置的第二实施例包括:频率确定单元201、自适应滤波单元203以及干扰消除单元205。
[0109] 在具体实施例中,所述频率确定单元201为锁相环结构,包括误差提取器302、环路滤波器304以及数控振荡器306,与本发明窄带干扰抑制装置的第一实施例的对应单元相同。
[0110] 自适应滤波单元203基于递归最小平方算法进行自适应滤波,需要将干扰消除单元205的输出信号反馈给所述自适应滤波单元203,以调节自适应滤波的权系数更新量。所述自适应滤波通过递归更新权系数来完成对窄带干扰i(n)的跟踪。
[0111] 为完成所述权系数的递归更新,自适应滤波单元203包括更新量设定单元501、第一加法单元503、第一延时单元505、干扰合成单元507、第二加法单元509、第二延时单元511、系数配置单元513以及递归更新量单元515,其中,
[0112] 更新量设定单元501接收频率确定单元201提供的参考噪声源、第二延时单元511提供的递归系数以及干扰消除单元205反馈的输出信号,将所述参考噪声源的共轭值、递归系数的倒数以及输出信号的乘积作为权系数更新量,并将所述权系数更新量提供给第一加法单元503;
[0113] 第一加法单元503将延时的上一周期的权系数与当前周期的权系数更新量相加,实现权系数的更新,并将所述权系数提供给第一延时单元505;
[0114] 第一延时单元505将第一加法单元503提供的权系数延时一个周期后,分别提供给第一加法单元503与干扰合成单元507;
[0115] 干扰合成单元507将第一延时单元505提供的权系数与参考噪声源合成,以所述权系数的共轭值及参考噪声源的乘积作为模拟干扰信号,并将所述模拟干扰信号送入干扰消除单元205;
[0116] 递归更新量单元515接收频率确定单元提供的参考噪声源,以所述参考噪声源的共轭值与参考噪声源的乘积作为递归系数更新量,并将所述递归系数更新量提供给第二加法单元509;
[0117] 系数配置单元513将第二延时单元511提供的递归系数与配置常数相乘,并将所述配置后的递归系数提供给第二加法单元509;
[0118] 第二加法单元509将上一周期的经过系数配置单元513配置后的递归系数与当前周期的递归系数更新量相加,完成递归系数的更新,并将所述递归系数提供给第二延时单元511;
[0119] 第二延时单元511将第二加法单元509提供的递归系数延时一个周期后,分别送至系数配置单元513以及更新量设定单元501。
[0120] 所述干扰消除单元205以接收信号与模拟干扰信号的差作为输出信号,反馈至更新量设定单元501。
[0121] 经过所述自适应滤波单元201的处理,所述权系数不再变化,即说明权系数更新量为零,而所述权系数更新量由输出信号以及与窄带干扰相关的参考噪声源决定。因此,所述零值的权系数更新量说明输出信号中不包含有与窄带干扰相关的信号,输出信号与窄带干扰相互之间完全独立。
[0122] 本发明窄带干扰抑制装置的接收信号中只有一个窄带干扰,而在现实情况下,接收信号可能包含有多个窄带干扰,例如同时包含有调频广播与模拟电视伴音载波的数字电视信号。对于所述包含有多个窄带干扰的接收信号,可以将所述窄带干扰抑制装置串行连接,分别消除检测到的多个窄带干扰,得到干净的有用信号。
[0123] 本发明的窄带干扰抑制方法及装置在对窄带干扰进行处理时,对数据实行逐点采样处理,响应速度快;在完成窄带干扰抑制同时,减小了对相同频率位置的有用信号的破坏,提高了处理后信号的信噪比。
[0124] 应该理解,此处的例子和实施例仅是示例性的,本领域技术人员可以在不背离本申请和所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下,做出各种修改和更正。