CN102420621A - 对数字信号的带外干扰进行抑制的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种对数字信号的带外干扰进行抑制的装置和方法。该方法主要包括：根据接收到的数字信号的带宽选择开启多级低通滤波器中的至少一级低通滤波器，对所述数字信号进行低通滤波处理；对所述低通滤波处理后的数字信号进行采样处理，使得所述数字信号的变速率系数达到设定的数值范围，将采样处理后的数字信号输出。本发明实施例通过将级联数字滤波和数字自动增益控制相结合，可以较好地抑制数字信号的带外干扰，从而有效地降低数字信号的后续处理成本。

Description

对数字信号的带外干扰进行抑制的方法和装置

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种对数字信号的带外干扰进行抑制的方法和装置。

背景技术

卫星通信在无线通信领域具有重要的地位和前景。近年来以数字形式接收卫星信号的系统在不断出现，上述系统中的数字接收机可以接收数字的可变带宽的卫星信号。在上述数字接收机中有效地抑制数字信号的带外干扰是个普遍关注的问题。

现有技术中还没有在上述数字接收机中抑制数字信号的带外干扰的方法。

发明内容

本发明实施例的提供了一种对数字信号的带外干扰进行抑制的方法和装置，以实现有效地抑制数字信号的带外干扰。

一种对数字信号的带外干扰进行抑制的装置，包括：

低通滤波模块，包括多级低通滤波器，用于根据接收到的数字信号的带宽选择开启所述多级低通滤波器中的至少一级低通滤波器，对所述数字信号进行低通滤波处理，将低通滤波处理后的数字信号传输给抽取采样模块；

抽取采样模块，用于对从所述低通滤波模块接收到的数字信号进行采样处理，使得所述数字信号的变速率系数达到设定的数值范围，将采样处理后的数字信号输出。

一种对数字信号的带外干扰进行抑制的方法，包括：

根据接收到的数字信号的带宽选择开启多级低通滤波器中的至少一级低通滤波器，对所述数字信号进行低通滤波处理；

对所述低通滤波处理后的数字信号进行采样处理，使得所述数字信号的变速率系数达到设定的数值范围，将采样处理后的数字信号输出。

由上述本发明实施例的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过将级联数字滤波和数字自动增益控制相结合，可以较好地抑制数字信号的带外干扰，从而有效地降低数字信号的后续处理成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种抑制带外干扰的装置的具体结构图；

图2为本发明实施例一提供的一种低通滤波模块的具体结构图；

图3为本发明实施例一提供的一种图2所示的4级低通滤波器中的一级低通滤波器的计算原理示意图；

图4为本发明实施例一提供的一种增益控制模块的具体结构图；

图5为本发明实施例二提供的一种抑制带外干扰的方法的处理流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

实施例一

该实施例提供了一种抑制带外干扰的装置，该装置可以设置在数字接收机中，其具体结构如图1所示，包括：低通滤波模块11、抽取采样模块12、匹配滤波模块13和增益控制模块14。下面分别介绍上述各个模块的功能：

低通滤波模块11，用于对接收到的数字信号进行低通滤波处理，将低通滤波处理后的数字信号传输给抽取采样模块12。低通滤波是一种过滤方式，规则为低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱，从而实现抑制上述数字信号中的带外干扰。上述低通滤波模块11可以包括多级低通滤波器，根据接收到的数字信号的带宽选择开启所述多级低通滤波器中的至少一级低通滤波器。比如，上述数字信号的带宽比较大，则将所有级别的滤波器组都开启；上述数字信号的带宽比较小，则只将部分级别的滤波器组开启。

该实施例提供的一种低通滤波模块11的具体结构如图2所示，包括4级滤波器组，所有的低通滤波器系数可以采用10比特量化，最高位为符号位。每次滤波器输出数据限幅在(-127，127)之间。每个滤波器的运算过程主要通过乘法、加法组合在一起来实现，即将数据和滤波器抽头进行相乘、相加运算。因为滤波器系数的常数化，所以可以使用加法来实现数据和滤波器抽头相乘的运算。设计中都把I路数据和Q路数据分开设计，结构相同。

上述图2所示的低通滤波器的实现主要包括以下几个部分：

1、移位寄存器；

2、因为滤波器的对称关系，而产生的对称数据相加的加法；

3、对称加的结果和滤波系数的相乘(加法实现)；

4、相乘的结果再根据实际情况进行分步的相加，最终得出滤波的结果。

图3是上述图2所示的4级低通滤波器中的一级低通滤波器的计算原理示意图。其他滤波器结构与此相似，就不再描述。

抽取采样模块12，用于对从低通滤波模块11接收到的数字信号进行采样处理，即根据不同的带宽配置选择相应的采样速率，以获得相应的数据量。使得上述数字信号的变速率系数(即滤波器系数)达到设定的数值范围，将采样处理后的数字信号传输给匹配滤波模块13。

不同带宽的数字信号经过低通滤波模块11处理后，数字信号的变速率系数差异很大，通过抽取采样模块12进行采样处理，可以使得不同带宽的数字信号的变速率系数维持在相同的数值范围。

匹配滤波模块13，用于对从抽取采样模块12接收到的数字信号进行匹配滤波处理，将匹配滤波处理后的数字信号传输给增益控制模块14。

匹配滤波是最佳滤波的一种。当输入信号具有某一特殊波形时，匹配滤波的输出达到最大。在形式上，一个匹配滤波器由以按时间反序排列的输入信号构成。且滤波器的振幅特性与信号的振幅谱一致。因此，对信号的匹配滤波相当于对信号进行自相关运算。该匹配滤波与发射机中的成型滤波相结合，以抑制上述数字信号的符号间干扰，该符号间干扰是指在数字通信中，由于脉冲扩展引起的数字信号的各信号元之间的干扰。

上述匹配滤波模块13可以采用根升余弦滤波器来实现，滚降因子α可以为0.35，总共可以为41阶，可以采用10bit量化，最高位为符号位。上述根升余弦滤波器的滤波器系数可以跟发射机中的成型滤波器一致，如下式所示：

$h\left({\mathrm{nT}}_i\right)=\frac{4\mathrm{\α}}{\mathrm{\π}[1-{\left(4\mathrm{\αn\λ}\right)}^2]}*\left\{\cos \right[(1+\mathrm{\α})\mathrm{\πn\λ}]+\frac{1}{4\mathrm{\α}}\sin \left((1-\mathrm{\α})\mathrm{\πn\λ}\right)\}$

其中，λ＝T_i/T＝2。T_i为采样周期，T为符号周期。

增益控制模块14，用于对从匹配滤波模块13接收到的数字信号的强度进行增大，使得上述数字信号的强度符合设定的有效范围。因为上述低通滤波模块11虽然抑制了上述数字信号中的带外干扰，但是也抑制了上述数字信号中的有用信号的强度，使得上述有用信号处于低位位置，增益控制模块14主要将上述有用信号与特定的增益倍数(功率测量滤波器系数或者手动模式增益倍数)相乘，使上述有用信号从低位位置提高到高位位置，从而便于后级处理模块定点化处理。

该实施例提供的一种上述增益控制模块14的具体结构如图4所示，其中包括加法器(add、sub)，乘法器(mul)，移位寄存器(shift)以及延时寄存(delay)。

上述抑制带外干扰的装置可以通过FPGA(Field-Programmable GateArray，现场可编程门阵列)实现。

实施例二

该实施例提供了一种对数字信号的带外干扰进行抑制的方法，该方法的具体处理流程如图5所示，包括如下的处理步骤：

步骤51、根据接收到的数字信号的带宽选择开启多级低通滤波器中的至少一级低通滤波器，对所述数字信号进行低通滤波处理。

所有的低通滤波器系数可以采用10比特量化，最高位为符号位。每次滤波器输出数据限幅在(-127，127)之间。每个滤波器的运算过程主要通过乘法、加法组合在一起来实现，即将数据和滤波器抽头进行相乘、相加运算。因为滤波器系数的常数化，所以可以使用加法来实现数据和滤波器抽头相乘的运算。

步骤52、对所述低通滤波处理后的数字信号进行采样处理，使得所述数字信号的变速率系数达到设定的数值范围，将采样处理后的数字信号输出。

不同带宽的数字信号经过低通滤波处理后，数字信号的变速率系数差异很大，通过进行采样处理，可以使得不同带宽的数字信号的变速率系数维持在相同的数值范围。

步骤53、对所述采样处理后的数字信号进行匹配滤波处理，以抑制所述数字信号的符号间干扰，将匹配滤波处理后的数字信号输出。

上述匹配滤波与发射机中的成型滤波相结合，以抑制上述数字信号的符号间干扰，该符号间干扰是指在数字通信中，由于脉冲扩展引起的数字信号的各信号元之间的干扰。

步骤54、对所述匹配滤波处理后的数字信号进行增益控制处理，使所述数字信号的强度进行增大，使得所述数字信号的强度符合设定的有效范围。

上述低通滤波处理虽然抑制了上述数字信号中的带外干扰，但是也抑制了上述数字信号中的有用信号的强度，使得上述有用信号处于低位位置，增益控制处理主要将上述有用信号与特定的增益倍数(功率测量滤波器系数或者手动模式增益倍数)相乘，使上述有用信号从低位位置提高到高位位置，从而便于后级处理模块定点化处理。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

综上所述，本发明实例通过将级联数字滤波和数字自动增益控制相结合，首先可以较好地抑制数字信号的带外干扰，其次数字自动增益控制器显著提高了有用信号的功率，从而有效地降低数字信号的后续处理成本。

以上所述，仅为本发明实施例较佳的具体实施方式，但本发明实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。因此，本发明实施例的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种对数字信号的带外干扰进行抑制的装置，其特征在于，包括：

低通滤波模块，包括多级低通滤波器，用于根据接收到的数字信号的带宽选择开启所述多级低通滤波器中的至少一级低通滤波器，对所述数字信号进行低通滤波处理，将低通滤波处理后的数字信号传输给抽取采样模块；

抽取采样模块，用于对从所述低通滤波模块接收到的数字信号进行采样处理，使得所述数字信号的变速率系数达到设定的数值范围，将采样处理后的数字信号输出。

2.根据权利要求1所述的对数字信号的带外干扰进行抑制的装置，其特征在于，所述的装置还包括：

匹配滤波模块，用于对从所述抽取采样模块接收到的数字信号进行匹配滤波处理，以抑制所述数字信号的符号间干扰，将匹配滤波处理后的数字信号输出。

3.根据权利要求2所述的对数字信号的带外干扰进行抑制的装置，其特征在于，所述的装置还包括：

增益控制模块，用于对从所述匹配滤波模块接收到的数字信号的强度进行增大，使得所述数字信号的强度符合设定的有效范围。

4.根据权利要求1、2或3所述的对数字信号的带外干扰进行抑制的装置，其特征在于：

所述的低通滤波模块，还用于将接收到的数字信号和低通滤波器的抽头进行相乘、相加运算，并且，通过加法器来实现所述相乘运算。

5.根据权利要求3所述的对数字信号的带外干扰进行抑制的装置，其特征在于：

所述的增益控制模块，还用于将从所述匹配滤波模块接收到的数字信号中的有用信号从低位位置提高到高位位置。

6.一种对数字信号的带外干扰进行抑制的方法，其特征在于，包括：

根据接收到的数字信号的带宽选择开启多级低通滤波器中的至少一级低通滤波器，对所述数字信号进行低通滤波处理；

对所述低通滤波处理后的数字信号进行采样处理，使得所述数字信号的变速率系数达到设定的数值范围，将采样处理后的数字信号输出。

7.根据权利要求6所述的对数字信号的带外干扰进行抑制的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

对所述采样处理后的数字信号进行匹配滤波处理，以抑制所述数字信号的符号间干扰，将匹配滤波处理后的数字信号输出。

8.根据权利要求7所述的对数字信号的带外干扰进行抑制的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

对所述匹配滤波处理后的数字信号的强度进行增大，使得所述数字信号的强度符合设定的有效范围。

9.根据权利要求6、7或8所述的对数字信号的带外干扰进行抑制的方法，所述的对所述数字信号进行低通滤波处理包括：

将所述数字信号和低通滤波器的抽头进行相乘、相加运算，并且，通过加法器来实现所述相乘运算。

10.根据权利要求8所述的对数字信号的带外干扰进行抑制的方法，其特征在于，所述的对所述匹配滤波处理后的数字信号的强度进行增大，包括：

将所述匹配滤波处理后的数字信号中的有用信号从低位位置提高到高位位置。

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