[发明专利]二维自适应滤波窄带干扰抑制装置

说明书

技术领域

本发明属于扩频通信领域，更具体的，涉及一种多输入信号通道的多窄带干扰抑制装置。

背景技术

全球导航卫星系统（GNSS）为用户提供定位导航服务，已广泛应用于消费、交通、电力、国防等领域。GNSS包括美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格鲁纳斯系统（GLONASS）、欧盟的伽利略系统（Galileo）、中国的北斗系统（BD）以及其他一些增强系统。当前的多模GNSS接收机（以下简称接收机）会同时接收多个导航卫星系统的信号来提高性能。不同系统的卫星信号一般处于不同的频率段，所以接收机会有多个输入信号通道。

地面接收到的全球导航卫星系统的信号强度在-130dBm左右，远在噪声功率之下。其他通信设备泄露到全球导航卫星系统信号频段的干扰会严重降低接收机的性能，甚至导致接收机无法工作。其中最常见的干扰类型是连续波干扰（Continue Wave Interference），它属于窄带干扰。

多个窄带干扰随机的分布在多个输入信号通道中，窄带干扰抑制装置就需要同时在输入信号通道和每个通道中抑制干扰数目两个方面进行检测。目前的窄带干扰抑制技术主要列举如下。

基于频率域的窄带干扰抑制技术。需要使用快速傅里叶变换（FFT）及其逆变换（IFFT），在频率域内消除窄带干扰。如《用于窄带干扰消除的接收机》，申请号：200580013652.8。

《扩频接收机前端频域滤波抗干扰装置及其实现方法》，申请号：201010610524.4。缺点是由于使用FFT需要大量计算资源，实现复杂，成本过大。

自适应FIR滤波器的窄带干扰抑制技术。FIR滤波器+自适应算法，即自适应FIR滤波器。《能消除窄带干扰的盲自适应滤波装置及其应用》，申请号：201010199697.1。缺点是为了抑制多个干扰要较多的滤波器阶数，自适应算法计算量大，设计完成后即固定，不可根据干扰的个数自动配置。

检测与消除装置配合的窄带干扰抑制技术。首先检测窄带干扰的频率、相位、幅度等特点，然后使用参数可调的滤波器（陷波器）滤除干扰；或者产生参考本地信号与输入信号相减完成窄带干扰抑制。《保持存在窄带干扰的宽带系统的性能质量》，申请号：00803299.8。缺点是控制复杂，跟踪信号变化能力弱。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种二维自适应滤波窄带干扰抑制装置，多个二维自适应IIR（无限冲击响应）滤波器级联，最终以最少的自适应IIR滤波器数目实现对多个输入信号通道多个窄带干扰的抑制。

按照本发明提供的技术方案，所述二维自适应滤波窄带干扰抑制装置，包括级联的多个二维自适应IIR滤波器模块，所述二维自适应IIR滤波器模块包括：依次连接的输入选择器、自适应IIR滤波器、输出选择器；所述自适应IIR滤波器包括IIR滤波器、检测及自适应算法模块，IIR滤波器的信号输入端和信号输出端连接到检测及自适应算法模块的输入端，检测及自适应算法模块的输出端连接到IIR滤波器的权重系数输入端；所述检测及自适应算法模块包括检测模块和自适应算法模块，其中检测模块检测输入信号中是否存在窄带干扰，自适应算法模块自动计算和调整IIR滤波器的权重向量，直到IIR滤波器稳定收敛，使IIR滤波器正确实现抑制窄带干扰的功能。

以所述二维自适应IIR滤波器模块为基本单元，通过多级级联实现二维平面，即输入维和级联维的窄带干扰抑制；假设M个输入信号中随机分布着N个窄带干扰；在第一级，输入选择器首先将第1个通道的输入信号接入自适应IIR滤波器，检测及自适应算法模块检测是否存在窄带干扰；若存在，则通过输入选择器和输出选择器将该级自适应IIR滤波器分配给第1个通道，即第1个通道的输入信号经过自适应IIR滤波器后输出，同时设置其他通道的输出选择器直接输出各自通道的输入信号；若未检测到窄带干扰，则设置第1通道的输出选择器直接输出该通道输入信号；然后通过输入选择器将第2通道的输入信号接入自适应IIR滤波器，重复以上操作；最后直到对M个通道都重复完成以上操作；当第N+1级的自适应IIR滤波器模块依次检测M个中频数字信号通道都没有检测到窄带干扰时，说明M个输入通道的N个窄带干扰都已经被抑制；从该N+1级开始将M个中频数字信号通道的信号直接输出给接收机基带进行处理。

所述IIR滤波器采用1阶、2阶、3阶或更高阶IIR滤波器结构，阶数越高，所能抑制的窄带干扰数量也越多。

所述IIR滤波器稳定时，其传递函数表现为在干扰频率处的细小阻带，即陷波器。