CN100550666C - 扩频系统中窄带干扰消除的方法、装置 - Google Patents

Abstract

一种扩频系统中窄带干扰消除的方法和装置，该方法包括步骤：每次取出N个采样点的数据进行频谱变换，得到N点数据；求取M次变换后的各点数据的能量之和，得到N个能量值，M≥1；从N个能量值中去除过大的部分能量值，对剩余的能量值取均值，再根据该均值计算出用于干扰判断的门限值；获得N个能量值中大于该门限值的点的识别信息，对频谱变换后相应点的数据进行干扰抑制，然后将数据进行频谱逆变换后输出。该装置包括频谱变换单元、干扰消除单元、干扰消除控制单元和频谱逆变换单元。本发明可准确地区别干扰数据和非干扰数据，有效地抑制窄带干扰。

Description

扩频系统中窄带干扰消除的方法、装置

技术领域

本发明涉及无线通讯系统中的扩频技术，尤其涉及一种消除窄带干扰的方法及装置。

背景技术

扩展频谱通信系统在当今世界越来越普遍。扩展频谱或者伪随机码(PN)调制可以减少其它用户以及无线信号的干扰。当干扰是窄带信号时，在接收信号和PN序列的互相关过程中，干扰信号会扩展到整个频带上从而减弱干扰的影响。因此扩频信号在一定程度上可以削弱窄带干扰。

一个扩频信号(例如：由PN序列进行扩频)的典型频谱是淹没在噪声中的，如图1所示。理想信号是指移动台实际发送的信号能量，噪声就是指那些加性干扰。显然扩频的理想信号能量一般是小于噪声能量的。“强干扰”一般指阻塞信号或者由电视、无线台或者附近通信设备发出的信号，“典型干扰”是指那些由低功率源发出的信号，例如业余无线电。处理增益表示移动台扩展信号可容忍的干扰信号级别。扩展信号受到典型干扰的影响时还可以进行恢复，但是当强干扰出现时信号根本就无法再恢复了。而且即使是典型干扰，虽然可以恢复信号但是系统性能也会下降。

在采用CDMA通信系统前，都会对频带进行扫频以保护CDMA信号不受窄带信号的干扰，但是一些突发信号由于其突发特性不容易完全被禁止。因此窄带干扰会呈现无序性和随机性。窄带干扰会使得码分多址(CDMA)系统拥塞率和掉话率升高、射频功控系统的过载、增加移动台功率消耗、减少基站覆盖范围。在极端的情况下，高功率的干扰甚至会阻塞整个小区，使得正常的通信无法进行。因此必须找到一个好的解决方法消除窄带干扰信号对码分多址信号的影响从而使得通信质量得到保证。

处理窄带干扰方法通常可以分为两类：

一类是让信号(通常是进行模拟处理)通过一个窄带陷波器或者陷波器组。该方法一般都是通过声表面类的技术来实现的。对干扰信号的频率作一些估计，根据估计结果，在有干扰信号的地方放置窄带陷波装置。(锁相环也可以用来跟踪干扰信号。)但是模拟技术本身有其局限性，而且往往都不够灵活。

另外一类是频域消除方法，一般都是通过数字处理过程实现的。信号经过数字化以后通过傅立叶变换变换到频域，在频域对数据进行处理后再通过逆傅立叶变换变换到时域输出。在频域处理干扰信号方法可以归结为两种，一种是在频域数据上使用滤波器滤除干扰的影响。该种方法适用于已知干扰带宽和位置的情形。当干扰在频域的位置、干扰带宽以及个数不能够明确确定时，该方法就会有一定的局限性。因为设计完全自适应变化的滤波器有一定的困难。

另一种是计算每个频率上信号幅度，然后和门限比较，将超过门限的信号认为是窄带干扰信号，将其置0或者降到噪声水平上去。该方法可以自适应地对多个干扰，对不同干扰带宽以及干扰频率变化进行处理。但是在该方法中门限设置的好坏将会直接影响到其性能。普通的门限设置方法是取变换到频域的所有数据能量或者幅值的均值乘以一个固定的倍数，因此求取的均值会是设定门限的主要依据，这种门限设置方法会受到窄带干扰大小以及个数的影响，因为这样得到的均值会随着窄带干扰能量的增加以及数目的增加产生相应的提高，从而不能正确反应非干扰数据能量的实际水平，降低了干扰抑制的性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种扩频系统中窄带干扰消除的方法和装置，可准确地区别干扰数据和非干扰数据，有效地抑制窄带干扰。本发明还要提供一种可以实现上述方法的装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种扩频系统中窄带干扰消除的方法，包括以下步骤：

(A)每次取出N个采样点的数据进行频谱变换，得到变换后的N点的数据；

(B)对N个采样点，分别求取M次频谱变换后数据的能量累加得到的N个能量值，M为大于等于1的整数；

(C)从所述N个能量值中去除最大的K个能量值，对剩余的能量值取均值，再根据该均值计算出用于干扰判断的门限值；

(D)将所述N个能量值与该门限进行比较，获知能量值大于该门限值的所有点的识别信息；

(E)根据所述点的识别信息对频谱变换后的相应点的数据进行干扰抑制，然后对处理后的数据进行频谱逆变换输出。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(C)中是先将所述N个能量值排序，去除最大的K个能量值，K按以下方式中的一种计算：

a) $K=\mathrm{ceil}(\underset{i=1}{\overset{N_I}{\mathrm{\Σ}}}\frac{f_{\mathrm{Ii}}}{f_S}*N)$ 其中，N_I为预估的窄带干扰的个数；f_Ii为预估的第i个窄带干扰的带宽；f_S为输入数据的采样频率，“ceil()”表示向上取整；

b)K为大于0.25N且小于0.35N的整数；

c)K为上一次计算时所述N个能量值中大于所述门限值的个数；

d)K＝N-1，即直接以最小的能量值为所述均值。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(C)中，除了去除最大的K个部分能量值外，还去除了最小的L个能量值，然后再对剩余的能量值求均值。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(C)中是将所述均值乘以3～3.5作为所述门限值。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(B)中的M是根据一个累加时间段中包括的采样周期数来确定的，且所述步骤(E)中对一个累加时间段的数据进行干扰消除处理时，是利用上一累加时间段所记录的能量值大于所述门限值的点的识别信息确定要进行干扰抑制的点。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述累加时间段为60～120ms。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(E)对数据进行干扰抑制时，是将干扰点数据的能量值降为所述N个能量值中最小能量值的时间平均值，或者是将干扰点数据的能量值降为所述均值的时间平均值。

本发明提供的扩频系统中的窄带干扰消除装置包括频谱变换单元、干扰消除单元、干扰消除控制单元和频谱逆变换单元，其中：

所述频谱变换单元，用于一次取出N个采样点的数据进行频谱变换，将变换后的数据输出到干扰消除单元和干扰消除控制单元；

所述干扰消除单元，用于根据干扰消除控制单元输出的点的识别信息，对这些点的数据进行干扰消除处理，然后将处理后的数据输出到频谱逆变换单元；

所述频谱逆变换单元，用于对干扰消除单元输出的数据进行频谱逆变换后输出；

所述干扰消除控制单元，用于对N个采样点，分别求取M次频谱变换后数据的能量累加得到的N个能量值，M≥1，去除其中最大的K个能量值后对剩余能量值求均值，根据该均值计算出一个门限值并与该N个能量值比较，将能量值大于该门限值的点的识别信息输出到干扰消除单元。

进一步地，上述装置还可具有以下特点：所述干扰消除控制单元进一步包括能量计算子单元、数据选择子单元、门限计算子单元和干扰判决子单元，其中：

能量计算子单元，用于计算频谱变换后的N点数据的能量值并输出到干扰判决子单元和数据选择子单元；

数据选择子单元，用于对N点数据的能量值进行排序，去除其中过大的部分能量值，然后输出到门限计算子单元；

门限计算子单元，用于对剩余的能量值求均值，再根据得到的均值计算用于干扰判断的门限值，输出到干扰判决子单元；

干扰判决子单元，用于比较N点数据的能量值和所述门限值，将能量值大于该门限值的点的识别信息输出到干扰消除单元。

进一步地，上述装置还可具有以下特点：所述干扰消除控制单元进一步包括能量计算子单元、能量累加子单元、数据选择子单元、门限计算子单元、干扰判决子单元和干扰记录子单元，其中：

所述能量计算子单元，用于计算频谱变换后的N点数据的能量值并输出能量累加子单元；

所述能量累加子单元，用于在设定的累加时间段内，分别对N个采样点的数据的能量值进行累加，得到N个累加后的能量值输出到数据选择子单元和干扰判定子单元；

所述数据选择子单元，用于对N个累加后的能量值进行排序，去除其中过大的部分能量值，然后输出到门限计算子单元；

所述门限计算子单元，用于对剩余的累加后的能量值求均值，再根据得到的均值计算用于干扰判断的门限值，输出到干扰判决子单元；

所述干扰判决子单元，用于比较N个累加后的能量值和所述门限值，将能量值大于该门限值的点的识别信息输出到干扰记录子单元；

所述干扰记录子单元，用于记录干扰判决子单元输出的点的识别信息，在下一累加时间段开始时输出到干扰消除单元；

并且，所述干扰消除单元是根据干扰记录子单元输出的上一累加时间段的点的识别信息，对本累加时间段内相应点的数据作干扰消除处理。

进一步地，上述装置还可具有以下特点：所述数据选择子单元是从所述N个能量值中去除最大的K个能量值，K值预先设置在该子单元中，可由以下方式得到：

a) $K=\mathrm{ceil}(\underset{i=1}{\overset{N_I}{\mathrm{\Σ}}}\frac{f_{\mathrm{Ii}}}{f_S}*N)$ 其中，N_I为预估的窄带干扰的个数；f_Ii为预估的第i个窄带干扰的带宽；f_S为输入数据的采样频率，“ceil()”表示向上取整；

b)K设为大于0.25N且小于0.35N的整数；

c)K设为N-1，即数据选择子单元选择最小的能量值输出。

进一步地，上述装置还可具有以下特点：所述干扰记录子单元还统计能量值大于所述门限值的点数K并输出到数据选择子单元，所述数据选择子单元是从所述N个能量值中去除最大的K个能量值后输出。

进一步地，上述装置还可具有以下特点：所述数据选择子单元除了去除最大的K个能量值外，还去除了最小的L个能量值，然后再输出剩余的能量值。

进一步地，上述装置还可具有以下特点：所述门限计算子单元是将所述均值乘以3～3.5作为所述门限值。

进一步地，上述装置还可具有以下特点：所述干扰消除单元在对干扰点数据进行干扰抑制时，是将干扰点数据的能量值降为所述N个能量值中最小能量值的时间平均值，或者是将干扰点数据的能量值降为所述均值的时间平均值。

本发明针对扩频通信系统中窄带干扰的消除，是从频域对信号进行处理，所设计的干扰判决门限，是将估计得到的功率谱或频谱，按照其能量或者幅值进行排序，排除了能量较大的值的影响，因此得到的门限不会因为窄带干扰的个数以及大小而发生很大的变化，不会随着窄带干扰能量的增加以及数目的增加而提高，因而能正确反应非干扰数据实际水平，可准确地区别干扰数据和非干扰数据，不会导致一些原来是干扰的数据被忽略，从而保证了干扰抑制的性能，在干扰情况发生变化时仍能十分稳定。

附图说明

图1是一般扩频信号频谱能量示意图。

图2是本发明第一实施例中接收信号处理装置的结构示意图。

图3是图2中干扰消除装置的结构示意图。

图4是本发明第二实施例中干扰消除装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

第一实施例

图2是本发明实施例中接收信号处理装置的示意图，包括射频转换器100、数字量化器110、数字下变频及处理器120、干扰消除装置130和自动增益处理器140。

信号经过射频转换器100接收，然后通过数字量化器110进行采样变成数字信号，输入到数字下变频及处理器120成为中频信号，输出的中频信号输入到干扰消除装置130进行干扰的消除处理。经过干扰抑制后的数据输入到自动增益处理器140中进行自动增益控制，处理后输出至基带处理。

干扰消除装置130的位置设计，可以放在自动增益控制器140的前面，也可以放在基带处理处，在本实施例中选择将其放在自动增益控制器140前，其原因是窄带干扰的存在会使得信号的能量比正常的高出很多，使自动增益控制器140无法按照非干扰信号正常进行增益控制，当干扰很高时还会使其处于饱和状态，无法工作。因此，干扰消除装置130的位置选择是设计中的一个重要因素。

上图仅是一个示例，实际上各个装置之间还可以加入其它装置。

如图3所示，干扰消除装置130进一步包括以下单元：

频谱变换单元131，用于一次取出N个采样点的数据进行频谱变换，获得数据的谱，并输出数据到干扰消除单元和干扰消除控制单元。

干扰消除单元132，用于进行数据的干扰抑制工作，根据接收到的干扰消除控制单元输出的点的识别信息，将这些点的能量值降为噪声水平，然后将干扰消除处理后的N点数据输出给频谱逆变换单元。

频谱逆变换单元133，用于对干扰消除单元输出的N点数据进行频谱逆变换后输出。

干扰消除控制单元134，用于计算N个采样点上接收的数据的能量值，去除掉其中最大的K点能量值后对剩余的能量值求均值，根据该均值确定一个门限值并与该N个能量值比较，将能量值大于该门限值的点的识别信息输出到干扰消除单元。

干扰消除控制单元134进一步包括：

能量计算子单元1341，用于计算频谱变换后得到的N点数据的能量值，输出到数据选择子单元和干扰判定子单元。

数据选择子单元1342，用于对N点数据的能量值进行排序，去除其中最大的K点能量值，然后输出到门限计算子单元。

门限计算子单元1343，用于对剩余的N-K点数据的能量值求均值，再根据得到的均值计算用于干扰判断的合理的门限值，输出到干扰判决子单元。

干扰判决子单元1344，用于比较N点数据的能量值和所述门限值，将能量值大于该门限值的点作为干扰所在的点，向干扰消除单元输出这些点的识别信息。

基于上述干扰消除装置130，本实施例消除扩频系统中窄带干扰的方法包括以下步骤：

步骤A，每次取出N个采样点的数据进行频谱变换，得到变换后的N点的数据；

本实施例是进行快速傅立叶变换获得对数据功率谱的估计，但还有多种方式可以获得对数据功率谱的估计值，如余弦变换、小波变换等。

所取点数N和最小能辨识的窄带干扰带宽有关。在本发明的一个实例中扩频信号带宽为1.2288MHz，数据采样率为2×1.2288MHz，为了分辨30kHz的窄带干扰，至少要采用2×1.2288×10⁶/(30×10³)＝81.92点，也就是128点的FFT。显然FFT的点数越多对窄带干扰分辨能力越强，但硬件实现的计算量也越大，可以根据自己的系统和要求对窄带干扰的辨识精度实际选取N值。在该实例可以选择N＝256。

步骤B，计算出变换后N点数据的模的平方，即数据的能量值，获得对数据的功率谱的估计值；

步骤C，将N点数据的能量值排序，可以按照从小到大的顺序也可以按照从大到小的顺序进行，然后去掉最大的K个能量值；

当用于某个确定地区的窄带干扰消除时，有时根据该地区的情况能够确定干扰的位置和数量，比如说通过事先扫频得知窄带信号的特性。这时可以根据干扰的个数和带宽计算出其占用的数据个数，从而确定需去掉的点数K，并将其预先配置在系统中。具体的计算公式如下：

$K=\mathrm{ceil}(\underset{i=1}{\overset{N_{\mathrm{Ii}}}{\mathrm{\Σ}}}\frac{f_{\mathrm{Ii}}}{f_S}*N)---\left(1\right)$

其中，N_I为窄带干扰的个数；f_Ii为第i个窄带干扰的带宽；f_S为输入数据的采样频率，“ceil()”表示向上取整。

在另一实施例中，为了简化设计，可以在系统中将K值预先设定为大于0.25N小于0.35N的整数，如取

这样设定的原因是设计窄带干扰消除的系统时，当干扰总带宽大于信号带宽的30％时，由于受到干扰的数据太多，干扰消除系统已经失效。因此在系统设计能力的基础上选择该数值，在干扰系统能力范围内可以保证均值不会受到干扰的影响而发生变化，又能保证该均值在一定程度上的精确性。

步骤D，对剩余的N-K个数据的能量值取均值，然后根据该均值计算出用于判断窄带干扰的门限值；

应说明的是，文中的取均值不局限于算术平均，也可以是加权平均、几何平均或者取中值等多种方式。

在选择门限时，要保证无干扰的数据不会被认为是干扰，即门限不能太小，又要保证有干扰的数据都可以被抑制掉，门限也不能太大。一般的，由于CDMA信号可以近似为白噪声，其能量分布近似为χ²分布，可以将该均值的2～4倍作为门限，更佳为3～3.5倍。不过本发明由均值计算门限值的方法不局限于此，可以采用任何已知的算法。

步骤E，将N点数据的能量值与该门限进行比较，将所有能量值大于该门限值的点的数据进行干扰抑制，将其能量值降为噪声水平；

噪声水平是一个统计量，数据在一段时间内的均值可以看作是对噪声均值的估计值。在没有窄带干扰的情况下，数据一般满足高斯分布所以这个估计是无偏的。但是有了窄带干扰以后，数据不再满足高斯分布，这时选择所有数据的均值作为“噪声水平”效果不太好，本实施例较佳以N个数据能量值中最小的能量值为噪声水平的标准。但在另外的实施例中，也可以选择前面步骤中计算出的所述均值作为噪声水平的标准。或者，将干扰点的数据能量值降为0也是可以的。但是原来有用的信息也被完全去掉了，对原始数据的损害比较大。

步骤F，对进行了干扰消除处理后的数据进行频谱逆变换，然后输出。

第二实施例

本实施例的接收信号处理装置的结构与第一实施例是相同的，但其中的干扰消除处理装置在判决干扰所在点时，是根据一累加时间段中累加后的能量值为依据的，而且这些点的信息是作为下一累加时间段中进行干扰消除使用，这样可以减少计算量，并降低对于硬件的实时性要求。此外，本实施例在去除K点数据累加后的能量值时，K值不是预先设定的，而是根据前一累加时间段的判决结果来设定的。

图4是本实施例干扰消除装置的结构示意图，其中频谱变换单元131和频谱逆变换单元133与第一实施例相同，这里不再赘述。而干扰消除控制单元234用于在一累加时间段内，分别计算N个采样点上的数据累加后的能量值，去除其中最大的K个能量值后对剩余的能量值求均值，根据该均值确定一个门限值并与该N个累加后的能量值比较，记录能量值大于该门限值的点的识别信息并输出到干扰消除单元133。该干扰消除单元在下一累加时间段内，根据该识别信息对相应的点作干扰消除处理。

如图4所示，干扰消除控制单元234中增加了能量累加子单元和干扰记录子单元，具体包括：

能量计算子单元2341，用于计算频谱变换后得到的N点数据的能量值，输出到能量累加子单元。

能量累加子单元2342，用于在设定的累加时间段内，分别对N个采样点的数据的能量值进行累加，得到N个累加后的能量值，分别输出到数据选择子单元和干扰判定子单元。

数据选择子单元2343，用于对N个累加后的能量值进行排序，去除其中最大的K点能量值，然后输出到门限计算子单元，K值选定为干扰记录子单元输出的上一累加时间段内能量值超过门限值的点数。

门限计算子单元2344，用于对剩余的N-K点数据累加后的能量值求均值，再根据得到的均值计算用于干扰判断的合理的门限值，输出到干扰判决子单元。

干扰判决子单元2345，用于比较N个累加后的能量值和所述门限值，将能量值大于该门限值的点作为干扰所在的点，输出到干扰记录子单元。

干扰记录子单元2346，记录干扰判决子单元输出的干扰所在点的识别信息，在下一累加时间段开始时输出到干扰消除单元，同时，统计这些点的数目并输出到数据选择子单元。

相应地，干扰消除单元232用于根据干扰记录子单元输出的上一累加时间段干扰所在点的识别信息，对本累加时间段内相应点的数据作干扰消除处理，即将其能量值降到噪声水平，然后输出。

相应地，本实施例消除扩频系统中窄带干扰的方法与第一实施例有些差别，包括以下步骤：

步骤一，每次取出N个采样点的数据进行频谱变换，得到变换后的N点的数据，并求取变换后数据的能量值；

然后同时执行信息更新处理和干扰消除处理，其中信息更新处理过程包括以下步骤：

步骤二，在设定的累加时间段内，分别对N个采样点的M次数据的能量值进行累加，得到N个累加后的能量值，M为大于等于1的整数，由一个累加时间段中包括的采样周期数决定，M＝1时即相当于求一次数据的能量值；

累加使得估计结果可以更好逼近实际的功率谱从而反应更真实的数据特性。累加时间段的时长一方面应该保证累加时间段内得到的功率谱已经稳定，不能太短；同时又应该保证在该时间段内窄带干扰特性不会发生剧烈的变化，使功率谱估计结果能够及时反映出扩频信号上窄带干扰的变化，所以累加时间也不易过长。一般的，窄带干扰的持续时间为秒级，因此累加的时间段可取60～120ms，该取值并不会使系统对窄带干扰的反应能力造成很大的影响。

步骤三，将N个累加后的能量值排序，去掉其中最大的K个能量值，K为上一累加时间段统计出的累加后的能量值大于门限值的点的数量；

这里，K值是利用了上一累加时间段的先验信息确定的，可以准确的避免干扰对均值计算的影响，保证门限值不会受到干扰的影响而发生变化。

步骤四，对剩余的N-K个数据累加后的能量值取均值，然后根据得到的均值计算出用于判断窄带干扰的门限值，这里也是将该均值的3～3.5倍作为门限值；

步骤五，将N个累加后的能量值与该门限进行比较，记录下本累加时间段内所有累加后的能量值大于该门限值的点的识别信息和点的数量，并清除其它点的记录。

在步骤一之后，同时执行以下的干扰消除处理的步骤：

步骤二’，对本累加时间段内每次进行频谱变换后输出的N点数据，找到其中对应于上一累加时间段记录的干扰所在的点，将这些点的数据的能量值调整为噪声水平；

本实施例的噪声水平是以N个累加后的能量值中最小的能量值除以累加次数，作为噪声水平的标准，即将干扰点数据的能量值降为该时间平均后的最小能量值。也可以选择前面步骤中计算出的所述均值除以累加次数，即进行时间平均后作为噪声水平的标准。

步骤三’，对调整后的数据进行逆频谱变换，作为结果数据输出，结束。

在上述两个实施例的基础上可以有很多的变换和修改：

例如：上述两个实施例都是去除了N点数据中能量值最大的K点再求均值，根据该均值计算门限，以避免能量较大的干扰信号对门限计算的影响。在此基础上做以下变换可以得到另外两个实施例：在去除了N点数据中能量值最大的K点后，再去除其中能量值最小的L点，然后再对剩余的N-K-L点数据的能量值取均值，即选择排序后处于中间位置的一部分数据，同时去掉过大和过小的数据。

又如：在第一和第二实施例的装置结构和方法步骤的基础上，只对门限值的计算方法进行修改，可以得到另外两个实施例，在该两个实施例中，在得到N个能量值(累加或未累加)后，由数据选择子单元选择其中的最小的能量值或累加后的能量值，然后再乘以一个系数得到用于干扰判断的门限值，如该门限值取值为最小能量值的2.0～4.0倍，如3～3.5倍。这种方式同样可以避免因干扰产生的过大的能量值对于门限计算的影响。

综上所述，本发明针对扩频通信系统中窄带干扰的消除，是从频域对信号进行处理，所设计的干扰判决门限，是将估计得到的数据的谱，按照其能量值(即幅值的平方)进行排序，在计算门限值时排除掉过大的能量值的影响，因此得到的门限不会因为窄带干扰的个数以及大小而发生很大的变化，不会随着窄带干扰能量的增加以及数目的增加而提高，因而能正确反应非干扰数据实际水平，可准确地区别干扰数据和非干扰数据，不会导致一些原来是干扰的数据被忽略，从而保证了干扰抑制的性能，在干扰情况发生变化时仍能十分稳定。

工业实用性

本发明已经在CDMA_2000lx反向链路中实现，经过仿真，在大能量窄带干扰以及多个窄带干扰存在的情况下极大的提高了干扰抑制系统的抑制能力，改善了系统的性能。本发明是一个通用的技术，在任何扩频系统中窄带干扰消除技术中求取门限中都可以用到。

Claims (15)

1、一种扩频系统中窄带干扰消除的方法，包括以下步骤：

(A)每次取出N个采样点的数据进行频谱变换，得到变换后的N点的数据；

(B)对N个采样点，分别求取M次频谱变换后数据的能量累加得到的N个能量值，M为大于等于1的整数；

(C)从所述N个能量值中去除最大的K个能量值，对剩余的能量值取均值，再根据该均值计算出用于干扰判断的门限值；

(D)将所述N个能量值与该门限进行比较，获知能量值大于该门限值的所有点的识别信息；

(E)根据所述点的识别信息对频谱变换后的相应点的数据进行干扰抑制，然后对处理后的数据进行频谱逆变换输出。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(C)中是先将所述N个能量值排序，去除最大的K个能量值，K按以下方式中的一种计算：

a) $K=\mathrm{ceil}(\underset{i=1}{\overset{N_I}{\mathrm{\Σ}}}\frac{f_{\mathrm{Ii}}}{f_S}*N)$ 其中，N_I为预估的窄带干扰的个数；f_Ii为预估的第i个窄带干扰的带宽；f_S为输入数据的采样频率，“ceil()”表示向上取整；

b)K为大于0.25N且小于0.35N的整数；

c)K为上一次计算时所述N个能量值中大于所述门限值的个数；

d)K＝N-1，即直接以最小的能量值为所述均值。

3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(C)中，除了去除最大的K个能量值外，还去除了最小的L个能量值，然后再对剩余的能量值求均值。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(C)中是将所述均值乘以3～3.5作为所述门限值。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(B)中的M是根据一个累加时间段中包括的采样周期数来确定的，且所述步骤(E)中对一个累加时间段的数据进行干扰消除处理时，是利用上一累加时间段所记录的能量值大于所述门限值的点的识别信息确定要进行干扰抑制的点。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述累加时间段选为60～120ms。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(E)对数据进行干扰抑制时，是将干扰点数据的能量值降为所述N个能量值中最小能量值的时间平均值，或者是将干扰点数据的能量值降为所述均值的时间平均值。

8、一种扩频系统中的窄带干扰消除装置，其特征在于，包括频谱变换单元、干扰消除单元、干扰消除控制单元和频谱逆变换单元，其中：

所述频谱变换单元，用于一次取出N个采样点的数据进行频谱变换，将变换后的数据输出到干扰消除单元和干扰消除控制单元；

所述干扰消除单元，用于根据干扰消除控制单元输出的点的识别信息，对这些点的数据进行干扰消除处理，然后将处理后的数据输出到频谱逆变换单元；

所述频谱逆变换单元，用于对干扰消除单元输出的数据进行频谱逆变换后输出；

所述干扰消除控制单元，用于对N个采样点，分别求取M次频谱变换后数据的能量累加得到的N个能量值，M≥1，去除其中最大的K个能量值后对剩余能量值求均值，根据该均值计算出一个门限值并与该N个能量值比较，将能量值大于该门限值的点的识别信息输出到干扰消除单元。

9、如权利要求8所述的窄带干扰消除装置，其特征在于，所述干扰消除控制单元进一步包括能量计算子单元、数据选择子单元、门限计算子单元和干扰判决子单元，其中：

能量计算子单元，用于计算频谱变换后的N点数据的能量值并输出到干扰判决子单元和数据选择子单元；

数据选择子单元，用于对N点数据的能量值进行排序，去除其中最大的K个能量值，然后输出到门限计算子单元；

门限计算子单元，用于对剩余的能量值求均值，再根据得到的均值计算用于干扰判断的门限值，输出到干扰判决子单元；

干扰判决子单元，用于比较N点数据的能量值和所述门限值，将能量值大于该门限值的点的识别信息输出到干扰消除单元。

10、如权利要求8所述的窄带干扰消除装置，其特征在于，所述干扰消除控制单元进一步包括能量计算子单元、能量累加子单元、数据选择子单元、门限计算子单元、干扰判决子单元和干扰记录子单元，其中：

所述能量计算子单元，用于计算频谱变换后的N点数据的能量值并输出能量累加子单元；

所述能量累加子单元，用于在设定的累加时间段内，分别对N个采样点的数据的能量值进行累加，得到N个累加后的能量值输出到数据选择子单元和干扰判定子单元；

所述数据选择子单元，用于对N个累加后的能量值进行排序，去除其中最大的K个能量值，然后输出到门限计算子单元；

所述门限计算子单元，用于对剩余的累加后的能量值求均值，再根据得到的均值计算用于干扰判断的门限值，输出到干扰判决子单元；

所述干扰判决子单元，用于比较N个累加后的能量值和所述门限值，将能量值大于该门限值的点的识别信息输出到干扰记录子单元；

所述干扰记录子单元，用于记录干扰判决子单元输出的点的识别信息，在下一累加时间段开始时输出到干扰消除单元；

并且，所述干扰消除单元是根据干扰记录子单元输出的上一累加时间段的点的识别信息，对本累加时间段内相应点的数据作干扰消除处理。

11、如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述数据选择子单元是从所述N个能量值中去除最大的K个能量值，K值预先设置在该子单元中，可由以下方式得到：

a) $K=\mathrm{ceil}(\underset{i=1}{\overset{N_I}{\mathrm{\Σ}}}\frac{f_{\mathrm{Ii}}}{f_S}*N)$ 其中，N_I为预估的窄带干扰的个数；f_Ii为预估的第i个窄带干扰的带宽；f_S为输入数据的采样频率，“ceil()”表示向上取整；

b)K设为大于0.25N且小于0.35N的整数；

c)K设为N-1，即数据选择子单元选择最小的能量值输出。

12、如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述干扰记录子单元还统计能量值大于所述门限值的点数K并输出到数据选择子单元，所述数据选择子单元是从所述N个能量值中去除最大的K个能量值后输出。

13、如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述数据选择子单元除了去除最大的K个能量值外，还去除了最小的L个能量值，然后再输出剩余的能量值。

14、如权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述门限计算子单元是将所述均值乘以3～3.5作为所述门限值。

15、如权利要求8所述的窄带干扰消除装置，其特征在于，所述干扰消除单元在对干扰点数据进行干扰抑制时，是将干扰点数据的能量值降为所述N个能量值中最小能量值的时间平均值，或者是将干扰点数据的能量值降为所述均值的时间平均值。

Images