CN101197582A - 干扰抑制方法、装置及接收机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信技术领域,公开了干扰抑制方法和装置实施例,所述方法包括:根据当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,获得所述受扰数字信号的干扰特征数据;根据所获得的干扰特征数据,对所述受扰数字信号进行干扰抑制处理。所述装置包括:干扰检测单元,用于根据当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,获得所述受扰数字信号的干扰特征数据;干扰抑制单元,根据所述干扰特征数据,对所述受扰数字信号进行干扰抑制处理。本发明还公开接收机的实施例。本发明实施例可以提高干扰检测的准确性,进而提高干扰抑制的效果。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及干扰抑制方法、装置及接收机。
背景技术
码分多址(Code-Division Multiple Access,简称CDMA)、宽带码分多址(Wideband CDMA,简称WCDMA)和时分复用-同步码分多址(简称TD-SCDMA)等扩频宽带系统的基站物理层上行通道在空口传送过程中容易因同频或互调等因素导致窄带干扰,典型场景是上行信道频点较低,如上行信道中心频点为450M时,对讲机等发射的单音或调频信号容易在上行通道的频域产生一个高幅度脉冲,严重影响基站的上行解调,因此,在上行解调前一般要采用抗干扰技术。
现有技术中提供一种窄带抗干扰技术,其基本过程是先将时域数字信号变换为频域信号,然后根据频域内窄带干扰信号幅度远大于底噪信号的特点,采用自适应的干扰抑制函数将信号中的窄带干扰滤掉,最后再将频域信号变换为时域信号。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术方案至少存在以下问题:在采用干扰抑制函数滤除信号中的窄带干扰时,需要先进行干扰点的检测,获得干扰特征数据等;其中,在进行干扰点的检测时,仅仅是简单地采用一个固定的门限值对采样点的干扰水平进行判断;该方案在信号强度较稳定时,可以较好的实现干扰检测,但在实际中,底噪信号的强度常常会发生变化,此时如果仍然采用固定门限值进行干扰检测,其准确性会大大降低,并导致干扰抑制的效果相应的降低。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是提供干扰抑制方法、装置及接收机,可以提高干扰检测的准确性,提高干扰抑制的效果。
为解决上述技术问题,本发明的实施例提供以下技术方案:
一种干扰抑制方法,包括:
根据当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,获得所述受扰数字信号的干扰特征数据;
根据所获得的干扰特征数据,对所述受扰数字信号进行干扰抑制处理。
一种干扰抑制装置,包括:
干扰检测单元,用于根据当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,获得所述受扰数字信号的干扰特征数据;
干扰抑制单元,根据所述干扰特征数据,对所述受扰数字信号进行干扰抑制处理。
一种接收机,包括:
通道处理模块,用于对输入到接收机的受扰数字信号进行通道处理后输出;
干扰抑制模块,用于对所述通道处理单元输出的受扰数字信号进行干扰抑制处理;
其中,所述干扰抑制模块具有上述干扰抑制装置所述的特征。
从以上方案可以看出,本发明实施例中,采用与待处理受扰数字信号自适应的干扰检测门限进行干扰检测,可以准确跟踪底噪信号自身的强度变化,与现有技术中对所有数字信号均采用固定门限进行干扰检测相比,可以提高干扰检测的准确性,进而提高干扰抑制的效果。
附图说明
图1是本发明干扰抑制方法实施例一的流程图;
图2是本发明干扰抑制装置实施例一的结构图;
图3是本发明干扰抑制装置实施例二的结构图;
图4是本发明干扰抑制装置实施例三的结构图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明提供的干扰抑制方法、装置及接收机的推荐实施例进行详细描述。
本发明干扰抑制方法实施例一;参考图1,本实施例方法包括以下步骤:
A1、根据当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,获得所述受扰数字信号的干扰特征数据。
A2、根据所获得的干扰特征数据,对所述受扰数字信号进行干扰抑制处理。
所述步骤A1具体可以包括以下步骤:
A11、根据当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,获得所述受扰数字信号的干扰点集合。
A12、根据所述干扰点集合获得干扰特征数据;所述干扰特征数据包括干扰谱线位置、干扰强度及宽度等。
其中,可以根据前面至少一段与当前待处理受扰数字信号相邻或不相邻的数据信号的底噪信号强度,获得当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限;然后,对所述受扰数字信号段中的各采样点,分别判断其强度是否超过所获得的当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,若超过,则确认相应采样点为干扰点,否则,则为底噪信号点。
所述当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限可以是通过前面一段与当前待处理受扰数字信号相邻或不相邻的受扰数字信号的底噪信号强度加上一个相对值而获得;也可以是通过将前面几段与当前待处理受扰数字信号相邻或不相邻的受扰数字信号的底噪信号强度进行加权之后,再加上一个相对值而获得。
其中,数字信号的底噪信号强度可以通过对底噪信号直接进行能量统计后取平均获得,如公式(1)所示:
上式中,M表示数字信号中底噪信号点的点数(也就是从数字信号的所有采样点中除去干扰点之后的点数);∑|X(k)|2表示数字信号中各底噪信号点的能量之和。
本发明实施例中,不同分段的数字信号有其自己的干扰检测门限值,对于第一段数字信号而言,可以直接认为该信号是无干扰的,或者预先为其设置一个干扰检测门限值;而对于后面的各段数字信号,其干扰检测门限值会根据前一段或前几段受扰数字信号的底噪信号强度不断进行更新。
所述步骤A2可以包括以下步骤:
A21、基于干扰抑制脉冲函数,根据上述干扰检测的结果,得到实时合成的干扰抑制函数。
在本发明实施例中,实时合成的干扰抑制函数NSP可通过公式(2)表示如下:
其中,NP是干扰抑制脉冲函数;αm一般可以选取相同的值。
当干扰点的个数、能量和宽度发生变化时,干扰谱线位置和大小也随之变化,实时生成的干扰抑制函数就可以与窄带干扰的能量和占用带宽自适应的匹配。
A22、利用实时合成的干扰抑制函数,对经过数据分段、重叠保留后的频域数字信号进行干扰抑制处理,具体可以如公式(3)所示,将干扰抑制函数与该频域数字信号相乘:
Y(k)=X(k)×NSP(k) ------公式(3)
在本发明实施例中,在步骤A1之前还可以包括以下步骤:
S1、对接收机采样的I/Q数字信号数据进行分段,分段后每段数字信号包含N个采样点。
S2、对进行分段后的相邻数字信号进行重叠保留处理。
所述重叠保留处理是指前后相邻的数据分段时做一定的重叠,数据重叠的比例可以根据处理速度事先设定。
S3、对进行重叠保留处理后的数字信号进行加权处理。
在本发明实施例中,为提高干扰检测的效果,可以对进行重叠保留处理后的数字信号进行加权处理,具体可以是通过选定的窗函数对所述的数字信号进行加权处理。
S4、通过时频变换,将进行加权处理后的数字信号变换为频域信号。
S5、对经过时频变换所得到频域数字信号进行平滑滤波处理。
可以采用不同的α滤波器对经过时频变换所得到的频域信号进行多级滤波,从而得到平滑的效果。具体的α滤波器可由公式(4)表示:
Xi(k)=(1-α)×Xi(k)+α×Xi-1(k) ------公式(4)
经过上述处理后,不同能量和带宽的窄带干扰在频域中呈现出稳定可检测的特征,可以继续执行步骤A1,对进行平滑滤波处理后的频域数字信号进行干扰检测。
相应的,在步骤A2之后还可以包括以下处理:
P1、通过频时变换,将经过干扰抑制的频域数字信号重新变换为时域数字信号。
P2、对经过频时变换所得到的时域数字信号进行与数据分段和数据重叠保留相对应的数据整合处理。
本发明实施例中,采用与待处理受扰数字信号自适应的干扰检测门限进行干扰检测,可以准确跟踪底噪信号自身的强度变化,与现有技术中对所有数字信号均采用固定门限进行干扰检测相比,可以提高干扰检测的准确性,进而提高干扰抑制的效果。
本发明干扰抑制方法实施例二;在本实施例中,采用平滑技术直接在频域中进行吉布斯效应的抑制;本实施例与本发明干扰抑制方法实施例一相似,区别之处在于,在本实施例中,可以采用下面的步骤B3至B5代替实施例一中的S3至S5:
B3、通过时频变换,将进行重叠保留处理后的数字信号变换为频域数字信号。
B4、在频域中对所述频域信号进行吉布斯效应的抑制处理。
由于对分段数据进行时频变换后会产生吉布斯效应,为了补偿这种影响,可以利用频域中的平滑函数对所述的频域数字信号进行频域卷积运算。
在本实施例中,可以直接对时域中的窗函数进行时频变换,在得到窗函数的频谱响应后,对其进行截断处理(主要指截取冲击响应包括脉冲的一部分),获得频域中的平滑函数。实验证明,若截取的点数合适,吉布斯效应的抑制效果会很理想。
B5、对进行吉布斯效应的抑制处理后的频域信号进行平滑滤波处理。
可以采用不同的α滤波器对所述的频域信号进行多级滤波,从而得到平滑的效果。
在本发明实施例中,由于窗函数的频谱响应中的脉冲具有对称性,所截取的窗函数频域数据也是左右对称的,进行频域卷积运算时比较容易,而且,在整个干扰抑制方法过程中,只需进行两次变换域的处理;由于先在时域中进行加权处理,然后再做时频变换的方案中需要进行三次变换域的处理,因此,本发明实施例可以达到简化运算的效果。
本发明干扰抑制方法实施例三;本实施例与本发明干扰抑制方法实施例一或二相似,区别之处在于,在本实施例中,在判断出采样点为干扰点之后,还可以进一步确定该干扰点的干扰等级,并且,在合成干扰抑制函数时,可以根据干扰点的干扰等级,选择相适应的干扰抑制脉冲函数。以将干扰点的等级分为强干扰和弱干扰两级为例,在确认干扰点的干扰等级可以通过以下方法实现:
根据前面至少一段与当前待处理受扰数字信号相邻或不相邻的受扰数字信号的干扰强度,获得当前待处理受扰数字信号的干扰分级门限;对当前待处理受扰数字信号中的各干扰点,分别判断其强度是否超过所获得的当前待处理受扰数字信号的干扰分级门限,若超过,则确认相应干扰点为强干扰等级,若否,则为弱干扰等级。
当前待处理受扰数字信号相应的干扰分级门限可以是通过前面一段与当前待处理受扰数字信号相邻或不相邻的受扰数字信号中干扰点的干扰强度加上一个相对值而获得;也可以是通过将前面几段与当前待处理受扰数字信号相邻或不相邻的受扰数字信号的干扰强度进行加权之后,再加上一个相对值而获得。
其中,数字信号的干扰强度可以通过对数字信号中的所有干扰点直接进行能量统计后取平均获得,如公式(5)所示:
上式中,Q表示数据段中干扰点的点数;∑|X(k)|2表示数据段中各干扰点的能量之和。
可以理解的,在本发明实施例中,干扰点的干扰等级的划分并不仅限于强干扰和弱干扰两级。
在本发明实施例中,在合成干扰抑制函数时,可以根据干扰点的干扰等级,选取相适应的干扰抑制脉冲函数,可以提高干扰抑制的效果;而且由于用于确定干扰等级的干扰分级门限可以准确跟踪干扰强度的变化,因此,确定干扰点的干扰等级时更加准确,由此,可以进一步提高干扰抑制的效果。
本发明干扰抑制装置实施例一;参考图2,所述装置包括干扰检测单元250和干扰抑制单元260;
干扰检测单元250,用于根据当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,获得所述受扰数字信号的干扰特征数据。
干扰抑制单元260,用于根据所述干扰特征数据,对所述数字信号进行干扰抑制处理,然后输出进行干扰抑制处理后的数字信号。
本实施例中,干扰抑制装置还包括数据分段重叠单元210、预处理单元220、第一时频变换单元230和滤波单元240;
数据分段重叠单元210用于对输入到本单元的I/Q数字信号数据进行分段,以及对进行分段后的相邻数字信号进行重叠保留处理。
预处理单元220用于对进行重叠保留处理后的数字信号进行加权处理。具体可以是通过选定的窗函数对所述的数字信号进行加权处理。
第一时频变换单元230用于将进行加权处理后的数字信号变换为频域信号。
滤波单元240用于对第一时频变换单元230输出的频域数字信号进行平滑滤波处理。具体可以是采用不同的α滤波器对经过时频变换所得到的频域信号进行多级滤波。
经过滤波单元240的平滑滤波处理后,不同能量和带宽的窄带干扰在频域中呈现出稳定可检测的特征,可以将滤波单元240输出的频域数字信号提供给干扰检测单元250进行干扰检测。
本实施例中,干扰抑制装置还包括第二时频变换单元270,用于将进行重叠保留处理后的数字信号变换为频域数字信号,然后提供给干扰抑制单元260进行干扰抑制。
本实施例中的干扰抑制装置可以采用本发明干扰抑制方法实施例一的方法。
本发明干扰抑制装置实施例二,参考图3,所述装置包括干扰检测单元350和干扰抑制单元360;
干扰检测单元350,用于根据当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,获得所述受扰数字信号的干扰特征数据。
干扰抑制单元360,用于根据所述干扰特征数据,对所述受扰数字信号进行干扰抑制处理,然后输出进行干扰抑制处理后的数字信号。
在本实施例中,干扰抑制装置还包括数据分段重叠单元310、时频变换单元320、吉布斯效应抑制单元330和滤波单元340;
数据分段重叠单元310,用于对输入到本单元的I/Q数字信号数据进行分段,以及对进行分段后的相邻数字信号进行重叠保留处理。
时频变换单元320,用于将进行重叠保留处理后的数字信号变换为频域数字信号后输出到干扰抑制单元360进行干扰抑制。
吉布斯效应抑制单元330,用于在频域中对时频变换单元320输出的频域数字信号进行吉布斯效应的抑制处理。
滤波单元340,用于对经过吉布斯效应抑制的频域数字信号进行平滑滤波处理。
经过滤波单元340的平滑滤波处理后,不同能量和带宽的窄带干扰在频域中呈现出稳定可检测的特征,可以将滤波单元340输出的频域数字信号提供给干扰检测单元350进行干扰检测。
本实施例中的干扰抑制装置可以采用本发明干扰抑制方法实施例二的方法。
本发明干扰抑制装置实施例三;参考图4,本实施例与本发明干扰抑制装置实施例二类似,区别之处在于,在本实施例中,干扰检测单元350包括干扰点获取单元451和干扰特征获取单元452:
干扰点获取单元451,用于根据当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,获得所述受扰数字信号的干扰点集合。
干扰特征获取单元452,用于根据所述干扰点集合获得当前待处理受扰数字信号的干扰特征数据,所述干扰特征数据包括干扰的位置特征和能量特征、以及干扰点集合中各干扰点的干扰等级等。
其中,干扰点获取单元451可以进一步包括干扰检测门限获取单元453和判断单元454;
干扰检测门限获取单元453,用于获取当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限。
判断单元454,用于对所述受扰数字信号中的各采样点,分别判断其强度是否超过当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,若是,则确认相应采样点为干扰点。
干扰抑制单元360包括干扰抑制函数合成单元461和干扰抑制处理单元462;
干扰抑制函数合成单元461,用于基于干扰抑制脉冲函数,根据干扰检测单元获得的干扰特征数据,实时合成干扰抑制函数。
干扰抑制处理单元462,用于利用所述干扰抑制函数,在频域中对所述受扰数字信号进行干扰抑制处理,然后输出进行干扰抑制处理后的数字信号。
其中,干扰抑制函数合成单元461可以进一步包括干扰抑制脉冲函数选取单元463和合成单元464;
干扰抑制脉冲函数选取单元463,用于按照干扰点的干扰等级,选取相适应的干扰抑制脉冲函数。
合成单元464,用于基于所选取的干扰抑制脉冲函数,根据干扰检测单元获得的干扰特征数据,实时合成干扰抑制函数。
本发明干扰抑制装置实施例四,本实施例与本发明干扰抑制装置实施例一类似,区别之处在于,本实施例中,干扰检测单元和干扰抑制单元具有与本发明干扰抑制装置实施例三中所述干扰检测单元和干扰抑制单元的特征。
在本发明干扰抑制装置更多实施例中,所述装置还可以包括频时变换单元和数据合成单元;
频时变换单元用于将经过干扰抑制的频域数字信号重新变换为时域数字信号。
数据合成单元用于对经过频时变换所得到的时域数字信号进行与数据分段和数据重叠保留相对应的数据整合处理。
本发明还提供接收机实施例,所述接收机包括通道处理模块和干扰抑制模块:
所述通道处理模块,用于对输入到接收机的受扰数字信号进行通道处理后输出。
所述干扰抑制模块,用于对所述通道处理单元输出的受扰数字信号进行干扰抑制单元。
其中,所述干扰抑制模块具有本发明干扰抑制装置任一实施例的特征。
在本发明接收机实施例中,所述接收机还可以包括电平增益控制单元,用于在通道处理模块对输入到接收机的受扰数字信号进行通道处理之前,对所述受扰数字信号进行电平增益控制处理。
综上所述,在本发明实施例中,采用与待处理受扰数字信号自适应的干扰检测门限进行干扰检测,可以准确跟踪底噪信号自身的强度变化,与现有技术中对所有数字信号均采用固定门限进行干扰检测相比,可以提高干扰检测的准确性,进而提高干扰抑制的效果。
进一步的,在本发明实施例中,还可以直接对时域中的窗函数进行时频变换,在得到窗函数的频谱响应后,对其进行截断处理,获得频域中的平滑函数。实验证明,若截取的点数合适,吉布斯效应的抑制效果会很理想。
此外,本发明实施例中,在合成干扰抑制函数时,可以根据干扰点的干扰等级,选取相适应的干扰抑制脉冲函数,可以提高干扰抑制的效果;而且由于用于确定干扰等级的干扰分级门限可以准确跟踪干扰强度的变化,因此,确定干扰点的干扰等级时更加准确,由此,可以进一步提高干扰抑制的效果。
以上对本发明实施例所提供的干扰抑制方法、装置及接收机进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (18)
1.一种干扰抑制方法,其特征在于,包括:
根据当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,获得所述受扰数字信号的干扰特征数据;
根据所获得的干扰特征数据,对所述受扰数字信号进行干扰抑制处理。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,获得所述受扰数字信号的干扰特征数据具体包括:
根据当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,获得所述受扰数字信号的干扰点集合;
根据所述干扰点集合获得干扰特征数据。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,根据当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,获得所述受扰数字信号的干扰点集合具体包括:
对所述受扰数字信号中的各采样点,分别判断其强度是否超过当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,若是,则确认相应采样点为干扰点。
4.如权利要求1或2或3所述的方法,其特征在于,所述当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限是根据前面至少一段与当前待处理受扰数字信号相邻或不相邻的受扰数字信号的底噪信号强度所获得。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在获得干扰特征数据之前还包括:在频域中对当前待处理受扰数字信号进行吉布斯效应的抑制处理。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,在频域中对当前待处理受扰数字信号进行吉布斯效应的抑制处理具体包括:利用频域的平滑函数对进行时频变换后的当前待处理受扰数字信号进行频域卷积运算。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述频域的平滑函数通过以下方法获得:
对时域的窗函数进行时频变换,获得窗函数的频谱响应;
对所述频谱响应进行截断处理,获得频域的平滑函数。
8.如权利要求1至3、或5至7任一项所述的方法,其特征在于,根据所获得的干扰特征数据,对所述受扰数字信号进行干扰抑制处理包括:
基于干扰抑制脉冲函数,根据所获得的干扰特征数据,实时合成干扰抑制函数;
利用所述干扰抑制函数,在频域中对所述受扰数字信号进行干扰抑制处理。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于:
所述干扰特征数据包括干扰点的干扰等级;
在实时合成干扰抑制函数时,按照干扰点的干扰等级,选取相适应的干扰抑制脉冲函数。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,通过以下方法确定干扰点的干扰等级:对所述受扰数字信号中的各干扰点,分别判断其强度是否超过当前待处理受扰数字信号相应的干扰分级门限,若是,则干扰点为强干扰等级,若否,则干扰点为弱干扰等级。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,当前待处理受扰数字信号相应的干扰分级门限是根据前面至少一段与当前待处理受扰数字信号相邻或不相邻的受扰数字信号的干扰强度所获得。
12.一种干扰抑制装置,其特征在于,包括:
干扰检测单元,用于根据当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,获得所述受扰数字信号的干扰特征数据;
干扰抑制单元,根据所述干扰特征数据,对所述受扰数字信号进行干扰抑制处理。
13.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述干扰检测单元包括:
干扰点获取单元,用于根据当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,获得所述受扰数字信号的干扰点集合;
干扰特征获取单元,用于根据所述干扰点集合获得当前待处理受扰数字信号的干扰特征数据。
14.如权利要求13所述的装置,其特征在于,所述干扰点获取单元包括:
干扰检测门限获取单元,用于获取当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限;
判断单元,用于对所述受扰数字信号中的各采样点,分别判断其强度是否超过当前待处理受扰数字信号相应的干扰检测门限,若是,则确认相应采样点为干扰点。
15.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述装置还包括吉布斯效应抑制单元,用于在干扰检测单元获得当前待处理受扰数据信号的干扰特征数据之前,在频域中对当前待处理受扰数字信号进行吉布斯效应的抑制处理。
16.如权利要求12至15任一项所述的装置,其特征在于,所述干扰抑制单元包括:
干扰抑制函数合成单元,用于基于干扰抑制脉冲函数,根据干扰检测单元获得的干扰特征数据,实时合成干扰抑制函数;
干扰抑制处理单元,用于利用所述干扰抑制函数,在频域中对所述受扰数字信号进行干扰抑制处理。
17.如权利要求16所述的装置,其特征在于:
所述干扰特征数据包括干扰点的干扰等级;
所述干扰抑制函数合成单元进一步包括:
干扰抑制脉冲函数选取单元,用于按照干扰点的干扰等级,选取相适应的干扰抑制脉冲函数;
合成单元,用于基于所选取的干扰抑制脉冲函数,根据干扰检测单元获得的干扰特征数据,实时合成干扰抑制函数。
18.一种接收机,其特征在于,包括:
通道处理模块,用于对输入到接收机的受扰数字信号进行通道处理后输出;
干扰抑制模块,用于对所述通道处理单元输出的受扰数字信号进行干扰抑制处理;
其中,所述干扰抑制模块具有权利要求12至17任一干扰抑制装置所述的特征。
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