CN104954304A - 一种迭代干扰抑制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种迭代干扰抑制方法，包括以下步骤：A）、将接收机输出信号进行重调制；B）、对接收机接收的原始信号进行延时处理，并与步骤A)输出的信号相减，得到干扰信号；C）、对所述干扰信号进行重构，得到重构干扰信号；D）、对所述原始信号进行延时处理，得到第二延时信号；将所述第二延时信号与所述重构干扰信号相减，得到重构信号，并将所述重构信号输出至接收机中；所述接收机处理所述重构信号，并进行输出。本发明同时公开了一种迭代干扰抑制装置，用以实施本发明公开的发明内容。本发明的干扰抑制方法在抑制干扰的同时准确地保全有用信号，有效降低误码率。

Description

一种迭代干扰抑制方法及装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种迭代干扰抑制方法及装置。

背景技术

随着无线通信技术的发展，对无线通信技术的要求越来越高。由于现在紧张的频谱环境，干扰躲避已经不能解决问题，干扰抑制在通信系统中越来越来重要。干扰抑制技术就是通过时域预测技术、变换域技术、码辅助技术等对无线信道中各种自然干扰，尤其是人为干扰进行抑制，提高通信系统的抗干扰能力。

传统的变换域干扰抑制技术，如《Adaptive narrow-band interference rejection in a DS spread-spectrum intercept receiver using transform domain signal processing techniques》（Gevargiz, P.K. Das, and L.B. Milstein, “Adaptive narrow-band interference rejection in a DS spread-spectrum intercept receiver using transform domain signal processing techniques,” IEEE Transactions on Communications, vol. 37, no. 12, pp. 1359-66, December 1989.）中，通过FFT变换把窄带干扰信号映射成冲激信号，与有用信号的映射相互正交。通常窄带干扰信号的功率谱集中在很窄的频带内，且幅值较大，通过阈值算法检测出干扰，把干扰幅度衰减或置零，从而达到抑制干扰的目的。

上述变换域干扰抑制技术在频域变换前做了加窗处理，降低了对连续时域信号做截断FFT变换造成的频谱泄露问题，又通过重叠复用的方法来解决因窗函数边缘信号畸变造成的信噪比损耗问题。FFT变换后对频域中干扰所在频点作置零处理，从而抑制干扰，再经IFFT变换还原成时域信号。

该方法通过重叠加窗干扰抑制技术，在抑制干扰所在频点的同时，也将这些被干扰频点的有用信号去除了，在被干扰频点较少的情况下能有效抑制干扰，若被干扰频点较多，则有用信号的信息损失比较严重，造成误码性能下降。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是克服上述技术存在的缺陷，提供一种迭代干扰抑制方法，该方法通过对有用信号和干扰的迭代重构，克服传统干扰抑制在抑制干扰所在频点信号的同时消除了有用信息的缺陷，通过迭代，尽可能地保存被干扰频点的有用信息，从而有效提高系统的性能。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种迭代干扰抑制方法，包括如下步骤：接收机接收原始信号、对所述原始信号依次进行干扰抑制、接收滤波器滤波、数字解调器解调、输出；

还包括如下步骤，

A)、将接收机输出的信号进行重调制，得到重调制信号；

B)、对所述原始信号进行第一延时处理，得到第一延时信号，将所述第一延时信号与所述重调制信号相减，得到干扰信号；

C)、对所述干扰信号进行重构，得到重构干扰信号；

D)、对所述原始信号进行第二延时处理，得到第二延时信号，将所述第二延时信号与所述重构干扰信号相减，得到重构信号，并将所述重构信号输出至接收机中；所述接收机处理所述重构信号，并进行输出。

进一步地，所述接收机处理所述重构信号的方法为，对所述重构信号依次进行接收滤波器滤波、数字解调器解调。

进一步地，还包括以下步骤，

E)、对所述步骤D)输出的信号进行判断，是否满足输出条件，若是，则停止迭代，所述接收机输出所述重构信号；若否，则进行迭代，所述接收机输出所述重构信号到所述步骤A)，重复步骤A)至D)。

一种迭代干扰抑制装置，包括：

信号处理单元：用于对输入到所述信号处理单元中的信号进行调制处理，得到对应的重调制信号；

第一延时单元：对所述原始信号第一进行延时处理，以对应所述信号处理单元输出的信号，得到第一延时信号；

第一对消单元：用于对所述第一延时单元输出的信号和所述信号处理单元输出的信号进行相减处理，得到干扰信号并输出；

干扰重构单元：用于接收所述第一对消单元输出的所述干扰信号，对所述干扰信号进行重构，得到重构干扰信号；

第二延时单元：对所述原始信号进行第二延时处理，以对应所述干扰重构单元输出的信号；

第二对消单元：用于对所述第二延时单元输出的信号和所述干扰重构单元输出的所述重构干扰信号进行相减处理，得到重构信号,并输出至所述接收机；

判断单元：用于判断所述接收机输出的信号是否符合输出要求，若是，则进行输出，停止运算；若否，则将所述接收机输出的信号输出至信号处理单元，再次进行运算。

优选的，所述干扰重构单元采用重叠加窗的方式在FFT变换域中对所述干扰信号进行重构。

进一步地，所述第一延时单元、所述第二延时单元的延时时间是根据所述原始信号经过各个单元的延时时间相加来确定，所述各个单元为所述接收机、所述信号处理单元、所述干扰重构单元、所述第一对消单元、第二对消单元中至少一个。

与现有技术相比，本发明的有益效果

本发明的一种迭代干扰抑制方法，通过迭代干扰抑制，抑制干扰的同时尽可能地保全有用信号，经过多次迭代后实现对干扰和信号更加精确地重构，有效降低误码率。

附图说明

图1是本发明的变换域迭代干扰抑制方法的流程图。

图2是本发明的变换域迭代干扰抑制装置的结构图。

图3是现有技术的变换域干扰抑制方法的一个具体实施例。

图4是本发明的变换域迭代干扰抑制方法的一个具体实施例。

图5是本发明方法和传统的变换域干扰抑制方法对AWGN信道中单音干扰抑制的仿真系统误码率性能对比仿真图。

图6是本发明方法和传统的变换域干扰抑制方法对AWGN信道中双音干扰抑制的仿真系统误码率性能对比仿真图。

图7是本发明方法和传统的变换域干扰抑制方法对AWGN信道中窄带干扰抑制的仿真系统误码率性能对比仿真图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

一种迭代干扰抑制方法，包括以下步骤：

接收机接收原始信号、对所述原始信号依次进行干扰抑制、接收滤波器滤波、数字解调器解调、输出；

具体的，参见图1，还包括以下步骤：

重调制步骤：将接收机输出的信号进行重调制，得到重调制信号；

第一延时处理步骤：对所述原始信号进行第一延时处理，得到第一延时信号，将所述第一延时信号与所述重调制信号相减，得到干扰信号；

干扰重构步骤：对所述干扰信号进行重构，得到重构干扰信号；

第二延时处理步骤：对所述原始信号进行第二延时处理，得到第二延时信号，将所述第二延时信号与所述重构干扰信号相减，得到重构信号，并将所述重构信号输出至接收机中；所述接收机处理所述重构信号，并进行输出。

具体的，所述接收机处理所述重构信号的方法为，对所述重构信号依次进行接收滤波器滤波、数字解调器解调。

具体的，还包括以下步骤，

迭代判断步骤：对所述第二延时处理步骤输出的信号进行判断，是否满足输出条件，若是，则停止迭代，所述接收机输出所述重构信号；若否，则进行迭代，所述接收机输出所述重构信号到所述重调制步骤。

基于以上发明内容，本发明提供了实现以上发明目的的装置，

一种迭代干扰抑制装置，具体的，参见图2，包括：

信号处理单元：用于对输入到所述信号处理单元中的信号进行调制处理，得到对应的重调制信号；

第一延时单元：对所述原始信号进行第一延时处理，以对应所述信号处理单元输出的信号，得到第一延时信号；

第一对消单元：用于对所述第一延时单元输出的信号和所述信号处理单元输出的信号进行相减处理，得到干扰信号并输出；

干扰重构单元：用于接收所述第一对消单元输出的所述干扰信号，对所述干扰信号进行重构，得到重构干扰信号；

第二延时单元：对所述原始信号进行第二延时处理，以对应所述干扰重构单元输出的信号；

第二对消单元：用于对所述第二延时单元输出的信号和所述干扰重构单元输出的所述重构干扰信号进行相减处理，得到重构信号,并输出至所述接收机；

判断单元：用于判断所述接收机输出的信号是否符合输出要求，若是，则进行输出，停止运算；若否，则将所述接收机输出的信号输出至信号处理单元，再次进行运算。

具体的，在一个实施例中，所述判断过程可以是通过误码率是否符合要求来决定是否进行下一次迭代处理。

优选的，所述干扰重构单元采用重叠加窗的方式在FFT变换域中对所述干扰信号进行重构。

具体的，所述第一延时单元、所述第二延时单元的延时时间是根据所述原始信号经过各个单元的延时时间相加来确定，所述各个单元为所述接收机、所述判断单元、所述信号处理单元、所述干扰重构单元、所述第一对消单元、第二对消单元中至少一个。

下面结合现有技术的一个实施方案来对本发明的一个具体实施例进行阐述。

实施例1：

图3示出的是传统的干扰抑制装置的结构图，在该装置运行时，无线信道中的无线信号受到干扰影响后输入到接收机。

步骤1：在接收端得到原始信号（10），干扰抑制装置对所述原始信号进行重叠加窗干扰抑制（11）、接收滤波器（12）滤波、数字解调器（13）解调后输出（14）。

传统的干扰抑制技术对干扰一定的抑制，但是抑制效果并不是非常理想，就误码率而言，离理论值还有很大的差距。

图4是本发明示出的一种迭代干扰抑制装置的结构图，该装置运行时，包括以上传统干扰抑制步骤，其区别在于，还包括以下步骤：

步骤2、对输入到数字调制器（25）中的信号依次进行数字调制、成形滤波器（26）滤波得到重调制信号，并将所述重调制信号输出到第一加法器（27）中；

步骤3、将原始信号经过步骤1、步骤2中器件的延时相加得到第一延时时间，对要输入到第一加法器（27）中的原始信号进行第一延时处理（例如，重叠加窗干扰抑制器延时为A，接收滤波器延时为B、数字解调器延时为C，数字调制器延时为D，成形滤波器延时为E，则需要对输入到加法器中的原始信号延时A+B+C+D+E），将输入到第一加法器（27）中的经过第一延时处理的原始信号与所述重调制信号相减得到干扰信号；

步骤4、对所述干扰信号进行干扰重构（28）得到重构干扰信号，并将所述重构干扰信号输出到第二加法器（29）中；

步骤5、将原始信号经过步骤1、步骤2、步骤3、步骤4中器件的延时相加得到第二延时时间，对要输入到第二加法器（29）中的原始信号进行第二延时处理，将输入到第二加法器（29）中的经过第二延时处理的原始信号与所述重构干扰信号相减得到的信号输出到接收滤波器（22）中进行滤波处理，得到重构信号，将所述重构信号输入到数字解调器（23）中进行数字解调，通过误码率判断是否符合输出所述进行数字解调的信号的条件，若是，对所述进行数字解调的信号输出（24），若否，跳至步骤2。

本发明的一种迭代干扰抑制方法，最大可能消除了干扰所在频点处的有用信息，然后通过重叠加窗处理对这些频点的干扰进行重构。再将接收到的信号减去重构的干扰，得到保存了干扰频点信息的有用信号。最后进行解调，还原成信息比特。每一次循环迭代的过程，都使得误码率有所下降。

对于任意一个具体的信号，本发明通过信号处理仿真系统给出了传统方案与本发明方案分别对单音、多音、窄带干扰抑制性能的对比。

具体的，在一个仿真例中，参看图5、图6和图7。

其中，BPSK码元速率是1Mbps，每帧128个符号；根升余弦滚降滤波器滚降因子0.5，群延时3个符号，上/下采倍数8倍；信道为标准AWGN信道，Eb/N0为0-10dB；单音干扰频率0.4MHz，干信比JSR=10dB，双音干扰频率分别为0.3Mz、0.4MHz，干信比JSR=13dB，单音干扰与双音干扰皆为非整数频点干扰，窄带干扰带宽0.05MHz,干扰和信号带宽比为7%，经过加窗处理后未被信号掩盖的单音干扰频点数8，双音干扰频点数16，窄带干扰频点数13；采用3/4重叠加窗干扰抑制/重构。

仿真表明，与传统方法比较，经过本发明的迭代过程后误码性能有较大改善，且第二次迭代比第一次迭代误码率更低，说明迭代对误码率是收敛的。本发明方法经过迭代过程有效降低了误比特率，迭代次数越多性能越好，同时复杂度也随之上升，工程实际应用时应当考虑性能和复杂度之间的平衡。

上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以做出各种修改或改型。

Claims (6)

1.一种迭代干扰抑制方法，包括如下步骤：接收机接收原始信号、对所述原始信号依次进行干扰抑制、接收滤波器滤波、数字解调器解调、输出；

其特征在于，还包括，

A)、将接收机输出的信号进行重调制，得到重调制信号；

B)、对所述原始信号进行第一延时处理，得到第一延时信号，将所述第一延时信号与所述重调制信号相减，得到干扰信号；

C)、对所述干扰信号进行重构，得到重构干扰信号；

D)、对所述原始信号进行第二延时处理，得到第二延时信号，将所述第二延时信号与所述重构干扰信号相减，得到重构信号，并将所述重构信号输出至接收机中；所述接收机处理所述重构信号，并进行输出。

2.根据权利要求1所述的一种迭代干扰抑制方法，所述接收机处理所述重构信号的方法为，对所述重构信号依次进行接收滤波器滤波、数字解调器解调。

3.根据权利要求1所述的一种迭代干扰抑制方法，其特征在于，还包括以下步骤，

E)、对所述步骤D)输出的信号进行判断，是否满足输出条件，若是，则停止迭代，所述接收机输出所述重构信号；若否，则进行迭代，所述接收机输出所述重构信号到所述步骤A)，重复步骤A)至D)。

4.一种迭代干扰抑制装置，其特征在于，包括：

信号处理单元：用于对输入到所述信号处理单元中的信号进行调制处理，得到重调制信号；

第一延时单元：对所述原始信号进行第一延时处理，以对应所述信号处理单元输出的信号，得到第一延时信号；

第一对消单元：用于对所述第一延时单元输出的信号和所述信号处理单元输出的信号进行相减处理，得到干扰信号并输出；

干扰重构单元：用于接收所述第一对消单元输出的所述干扰信号，对所述干扰信号进行重构，得到重构干扰信号；

第二延时单元：对所述原始信号进行第二延时处理，以对应所述干扰重构单元输出的信号；

第二对消单元：用于对所述第二延时单元输出的信号和所述干扰重构单元输出的所述重构干扰信号进行相减处理，得到重构信号,并输出至所述接收机；

判断单元：用于判断所述接收机输出的信号是否符合输出要求，若是，则进行输出，停止迭代运算；若否，则将所述接收机输出的信号输出至信号处理单元，再次进行迭代运算。

5.根据权利要求4所述的一种迭代干扰抑制装置，其特征在于，所述干扰重构单元采用重叠加窗的方式在FFT变换域中对所述干扰信号进行重构。

6.根据权利要求4所述的一种迭代干扰抑制装置，其特征在于，所述第一延时单元、所述第二延时单元的延时时间是根据所述原始信号经过各个单元的延时时间相加来确定，所述各个单元为所述接收机、所述信号处理单元、所述干扰重构单元、所述第一对消单元、第二对消单元中至少一个。