CN106134518B - 一种直接序列扩频接收机窄带干扰抑制装置和方法 - Google Patents

Abstract

直接序列扩频接收机窄带干扰抑制装置和方法，采用了一种泄漏LMS自适应算法估计窄带干扰参数，同时计算窄带干扰抑制线性相位FIR滤波器参数，该线性相位FIR数字滤波器实现窄带干扰滤除功能；装置采用信号上变频恢复处理模块，实现了扩频信号干扰抑制后的射频信号恢复功能，本发明可以直接应用于扩频信号接收机的接收天线与扩频接收机之间，实现扩频信号接收抗窄带干扰功能，具有窄带干扰抑制实现的便捷性；本发明利用模式切换功能，具有抗干扰、信号直连与测试三种工作模式，实现方式灵活。同时由于采用了简单的实现算法，抗干扰装置具有成本低、功耗小的优点。

Description

一种直接序列扩频接收机窄带干扰抑制装置和方法

技术领域

本发明涉及直接序列扩频卫星导航接收机抗窄带干扰的一种方法与装置，主要采用了频域变换抑制窄带干扰的方法，该装置可以直接连接到一般扩频接收机前端，实现并完成扩频信号的窄带干扰抑制功能，属于卫星导航技术领域。

背景技术

虽然直接序列扩频卫星接收机利用扩频处理增益可以抵抗窄带干扰的影响，但是在干扰强度超过其扩频处理能力时，干扰信号能够大大降低其性能，使得接收机不能正常跟踪信号，难以解调得到需要的信息数据；此外，直接扩频序列卫星导航接收机一般采用短周期码和长周期码组合的方式获得系统实现的灵活性，对于采用短周期码的扩频系统，其功率谱不具有长周期码的连续性(长周期码由于周期较长，一般为几天，频谱几乎是连续的)，其频谱是离散的谱线，这些离散谱线与各种窄带干扰具有一定的相似性，特别是当单频连续波干扰与其中的某一离散谱线重叠时，可以使得干扰信号顺利通过解扩相关器，使得扩频抗干扰能力大大降低。为此，需要寻找提高该类干扰信号的技术方法，以满足接收机对具有该类干扰环境的应用需要。

GPS导航接收机是一类扩频接收机，为了其抗干扰能力，美国申请的专利较多，但是主要技术方向集中在抗宽带干扰的调零天线方面。美国专利，专利号US738603，发明人Korpet等，主要针对目标是宽带噪声干扰，该专利具有系统结构复杂，体积与重量大，成本高，可靠性低等缺点。

欧洲有两个与本发明相近的专利，由我国中兴通讯公司的赵孟等人申请，专利号为：EP1962433、EP1959581，但是该发明仅仅阐述了一种抗干扰方法，需要配置在接收机内部与扩频接收机整体安装。此外，该专利也仅采用了单路FFT变换与反变换抗干扰技术，存在信号损失大的缺陷。同时，中兴通讯公司在我国国内也申请了三个发明专利，专利号分别为：ZL200510078734.2(扩频系统中窄带干扰消除的方法和装置)、ZL200580047602.1(扩频系统中窄带干扰消除的方法和装置)、ZL200580047600.2(扩频系统中通过加窗处理消除窄带干扰的方法和装置)，这些专利与前述的欧洲的专利内容基本相同，同样存在上述的缺点。

国内，还存在多个关于该方面的专利，一个美国高通公司在中国申请的发明专利，专利号ZL200780041231.5(窄带干扰消除器)，但其该项技术的发明存在一项缺点，门限计算比较复杂，没有采用前端的AGC控制环路的辅助信息，不能做到门限的自适应调整。另一项发明由诺思路.格鲁曼公司在中国申请，发明名称：双冗余GPS抗干扰空中导航系统(ZL200380108169.9)，该发明也采用了调零天线技术，同样存在结构复杂与成本较高等问题。华为技术有限公司同样申请了该方面的专利，专利号为：ZL200510008783.9(一种抑制窄带干扰的方法)，华南理工大学也申请了一项该方面的专利，专利号：ZL200510036369.1(一种扩频系统的抗强窄带干扰自适应陷波器及其方法)。上述两项专利都具有上面分析的各项缺点，信号损失过大，门限计算复杂。

本发明采用了自适应信号处理技术，并且通过数字信号处理方法完成所有计算，实现结构简单，实现方法灵活，成本低，具有较好的干扰抑制效果。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种采用AGC环路参数设定抗干扰门限、自适应变参数数字滤波采用对称结构，减小了信号抗干扰损耗，提高了信号恢复性能的直接序列扩频接收机窄带干扰抑制装置和方法。

本发明的技术解决方案是：直接序列扩频接收机窄带干扰抑制装置，包括射频处理模块、干扰抑制模块和信号恢复模块，从接收天线接收到射频扩频信号，依次经过射频处理模块的下变频处理、干扰抑制模块的窄带干扰抑制处理和和信号恢复模块的信号恢复过程恢复成射频信号输出；

其中干扰抑制模块包括A/D、AGC环路、自适应抗干扰处理单元和延时补偿单元，自适应抗干扰处理单元包括抗干扰数字滤波模块和采用LMS自适应算法的自适应滤波参数计算模块，抗干扰数字滤波模块采用对称的线性相位数字滤波器；

经射频处理模块下变频处理的信号经过干扰抑制模块的A/D采集后，得到I、Q基带复信号，I、Q基带复信号分别输入到AGC环路、自适应抗干扰处理单元和延时补偿单元，I、Q基带信号利用AGC环路的信号功率控制功能，完成信号功率的自动控制，同时AGC环路输出作为干扰抑制的门限参数的信号功率输送到自适应抗干扰处理单元，自适应抗干扰处理单元利用AGC环路输入的干扰抑制的门限参数对I、Q基带复信号进行干扰处理后输出扩频数据，干扰处理后的扩频数据进入信号恢复模块，信号恢复模块将扩频信号恢复恢复成射频信号输出。

所述的射频处理模块包括低噪声放大器LNA、射频滤波器、放大器、下变频器、可增益放大器、滤波器、晶体振荡器和频率综合器，从接收天线接收到射频扩频信号经LNA放大，经射频滤波器滤波后再经放大器放大后，被下变频器变频成频率较低的IF中频信号，IF中频信号再经可增益放大器和滤波器处理后输出到干扰抑制模块，晶体振荡器分别向频率综合器、干扰抑制模块和信号恢复模块输出作为时钟基准的时钟信号，频率综合器分别向下变频器和信号恢复模块的上变频器输出载波信号。

所述的信号恢复模块包括D/A、低通滤波器、衰减器、上变频器和滤波器，从干扰抑制模块输入的扩频信号经过D/转换成模拟基带信号，模拟基带信号经过低通滤波器、衰减器与上变频器处理，恢复成射频信号，射频信号再次经过滤波处理后由射频接口输出。

所述的干扰抑制模块还包括模式切换控制模块，模式切换控制模块包括切换控制按钮和第一、二切换开关A、B，第一切换开关A设置在干扰抑制处理单元与延时补偿单元之后，第二切换开关B设置在第一切换开关之后，两个切换开关通过切换控制按钮实现干扰抑制装置的无抗干扰模式、抗干扰模式与测试模式三种工作模式的转换；

无抗干扰模式，即扩频信号内没有干扰的工作模式，经过射频处理模块下变频处理的扩频基带信号经过A/D采集，然后经过延迟补偿单元后，直接经过逻辑切换模块输出；

抗干扰模式，即存在干扰，经过射频处理模块的下变频处理的扩频基带信号经过A/D采集后，进入自适应干扰抑制单元，进行干扰抑制处理后，通过逻辑切换模块送出干扰抑制以后的信号；

测试模式，即进行信号的链路工作特性的测试，经过射频处理模块的下变频处理的扩频基带信号经过A/D采集后，直接经过逻辑切换模块送到上变频器信号恢复输出，正常情况下，信号应该能够无损耗恢复，否则需要进行链路的测试于调整，将工作模式切换到无抗干扰模式，以满足正常信号链路接收要求。

直接序列扩频接收机窄带干扰抑制方法，通过以下步骤实现：

第一步，下变频处理，

(1)从接收天线接收到射频扩频信号经LNA放大；

(2)经LNA放大的信号经射频滤波器滤波后再经放大器放大后，经下变频器变频成频率较低的IF中频信号；

(3)IF中频信号经可增益放大器和滤波器处理后输出到干扰抑制模块；

(4)晶振振荡器分别向频率综合器、干扰抑制模块和信号恢复模块输出作为时钟基准的时钟信号，频率综合器分别向下变频器和信号恢复模块的上变频器输出载波信号；

第二步，干扰抑制处理，

(1)经第一步下变频处理的信号经过干扰抑制模块的A/D采集后得到I、Q基带复信号，I、Q基带复信号分别输入到AGC环路、自适应抗干扰处理单元和和延时补偿单元；

(2)输入到AGC环路的I、Q基带信号利用AGC环路的信号功率控制功能，完成信号功率的自动控制，输出信号功率参数S_AMP到自适应干扰处理单元；

(3)输入到自适应干扰处理单元的I、Q基带信号分别进入抗干扰数字滤波模块和自适应滤波参数计算模块进行迭代运算，得到抗干扰处理后的信号送入信号恢复模块；

A、输入到自适应滤波参数计算模块的I、Q基带信号利用泄露因子的LMS自适应算法即公式(3)，计算自适应参数输出到抗干扰数字滤波处理模块，作为线性相位数字滤波器的时变参数即滤波参数，

W(k+1)＝αW(k)+2μX(k)E^*(k) (3)

其中X(k)是线性相位数字滤波器的输入向量，向量长度等于线性相位数字滤波器长度L的2倍，W(k+1)和W(k)分别是更新后和更新前的权值向量即线性相位数字滤波器滤波参数，μ为权值更新步长，α为泄漏因子，且α∈(0，1)，E(k)是误差反馈量，()^＊表示取复数共轭；

B、输入到抗干扰数字滤波处理模块的I、Q基带信号利用线性相位数字滤波器进行窄带干扰抑制数字滤波处理，利用自适应滤波参数计算模块输入的滤波参数，通过公式(6)滤波输出，

y(k)＝x(k)w(0)+x(k-1)w(1)+…

+x(k-L+1)w(L-1)+x(k-L-1)w(L)+…+x(k-2L)w(2L-1) (6)

其中，y(k)是线性相位数字滤波器滤波输出，线性相位数字滤波器滤波参数[w(0)，w(1)，……w(2L-1)]是自适应计算(3)式输出，输入信号的2L步延迟构成矢量[x(k)，x(k-1)，……，x(k-2L)]^T，[·]^T表示转置运算，自适应计算期望值选取线性相位数字滤波器延迟链中间级x(k-L)；

C、线性相位数字滤波器的滤波输出y(k)与自适应计算期望值x(k-L)求差即利用公式(4)，得到自适应计算的误差反馈量E(k)，抗干扰数字滤波处理模块将误差反馈量送入步骤A中继续迭代计算，同时将误差反馈量作为扩频抗干扰后的信号输出到信号恢复模块，

E(k)＝y(k)-x(k-L) (4)；

第三步，信号恢复处理，

(1)从干扰抑制模块输入的扩频信号经过D/A转换成模拟基带信号；

(2)模拟基带信号经过低通滤波器、衰减器与上变频器处理，恢复成射频信号；

(3)射频信号再次经过带通滤波处理后由射频接口输出。

所述第二步步骤(2)AGC环路完成信号功率的自动控制通过以下步骤实现，

A、AGC环路利用公式(1)得到I、Q基带信号近似信号幅度A_ENV，

$A_{ENV}=\left\{\begin{array}{cc}X+\frac{1}{8}Y& X\&GreaterEqual;3Y\\ \frac{7}{8}X+\frac{1}{2}Y& X<3Y\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，X＝MAX(|I|，|Q|)，Y＝MIN(|I|，|Q|)，I，Q是下变频处理的信号经过A/D采集后的基带复信号；

B、根据公式(2)对近似信号幅度A_ENV进行幅度平滑处理，得到信号功率参数S_AMP，

$S_{AMP}=\frac{1}{N-1}\&lsqb;\underset{i=0}{\overset{N}{\&Sigma;}}{A}_{ENV}\&rsqb;---\left(2\right)$

其中，N是平均处理的数据个数，N＝A/D采集率/1000。

所述第二步步骤(3)的A中权值更新步长μ利用功率反演算法即公式(5)计算，

$\mathrm{\&mu;}=\frac{K}{L\&times;{S_{AMP}}^2}---\left(5\right)$

其中K是自适应运算步长更新放大因子，与自适应信号处理运算中权值迭代数据位数L_迭代、A/D采样数据位数L_A/D有关，K＝2^{(L迭代+LA/D-2)}，L是线性相位数字滤波器长度，S_AMP是第二步步骤(2)中AGC控制环路得到的功率参数。

本发明的原理：

1)采用信号幅度近似计算的AGC环路控制

AGC控制是接收机信号接收链路中必然存在的一个环节，可以保持接收信号的功率恒定，如图4所示，AGC控制环路的采用数字模拟混合方式，该发明采用了信号包络的近似，其计算公式见(1)

$A_{ENV}=\left\{\begin{array}{cc}X+\frac{1}{8}Y& X\&GreaterEqual;3Y\\ \frac{7}{8}X+\frac{1}{2}Y& X<3Y\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，X＝MAX(|I|，|Q|)，Y＝MIN(|I|，|Q|)，|I|，|Q|是基带信号幅度的绝对值，信号幅度近似计算方法相对于真实信号包络求取具有一定误差，详细的误差曲线参看图5，在信号功率为1.414时，从图中可以看出最大误差不超过0.00044，故幅度近似误差不超过0.3％，具有很好的估计精度。

此后，信号幅度近似的数据经过式子(2)平滑处理，得到比较稳定的信号包络参数，完成AGC环路闭环负反馈控制功能。

$S_{AMP}=\frac{1}{N-1}\&lsqb;\underset{i=0}{\overset{N}{\&Sigma;}}{A}_{ENV}\&rsqb;---\left(2\right)$

其中，N是平均处理的数据个数，取信号平滑到1KHz左右，因此一般情况下N取A/D采集率除以1000得到该数据。

2)自适应信号处理抗干扰算法

自适应滤波算法如下：

W(k+1)＝αW(k)+2μX(k)E^*(k) (3)

式中X(k)是输入向量，向量长度等于下述数字滤波器长度L的2倍，W(k+1)和w(k)分别是更新后和更新前的权值向量，向量长度等于下述数字滤波器长度L的2倍，μ为权值更新步长，α为泄漏因子，且α∈(0，1)，该因子越小算法实现引入的噪声性能越小，一般取0.8～0.95，E(k)是FIR滤波器输出y(k)与期望值的差，期望值采用FIR滤波器延迟链输出中间级，()^＊表示取复数共轭。

期望值选取FIR滤波器延迟链中间级x(L)，即有：

E(k)＝y(k)-x(k-L) (4)

权值更新步长采用功率反演算法，

$\mathrm{\&mu;}=\frac{K}{L\&times;{S_{AMP}}^2}---\left(5\right)$

式中K是定点运算步长更新放大因子，该参数与自适应信号处理运算中权值迭代数据位数、A/D采样数据位数有关，如果权值迭代数据位数16比特，A/D采集位数8比特，则该参数取为2^(8+16-2)，专利中取4193304，L是数字滤波器长度参数，本专利中L取16，S_AMP是AGC控制环路得到的信号功率估计。

3)线性相位变参数FIR数字滤波

变参数数字滤波器采用2L+1阶的线性相位FIR滤波器，该2L+1阶的滤波器通过连个L阶滤波器串联得到，串联中间的L阶处作为等价信号延迟输出端，滤波器结构参看图7，滤波器在采样时刻k时输出可以表示为：

y(k)＝x(k)w(0)+x(k-1)w(1)+…

+x(k-L+1)w(L-1)+x(k-L-1)w(L)+…+x(k-2L)w(2L-1) (6)

写成矢量形式如下：

y(k)＝W^TX (7)

其中，W是自适应计算出长度为2L的滤波器参数矢量[w(0)，w(1)，……w(2L-1)]，X是长度为2L的输入信号矢量[x(k)，w(k-1)，……w(k-2L)]^T，y(k)是滤波输出，[·]^T表示转置运算。

4)信号上变频处理与输出

扩频信号经过窄带干扰抑制处理以后，为了恢复原始的射频信号，构造完整的窄带干扰抑制装置，增加了该项功能，详细结构框图参看图8。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明采用对称结构的自适应变参数数字滤波，降低抗干扰信号损失，减小了信号抗干扰损耗，提高了信号恢复性能；

(2)本发明采用AGC控制环路输出作为自适应权值更新步长计算参数，利用了已有的数据参数，降低了计算工作量，同时可以跟随信号功率调整自适应步长数值；

(3)本发明增加了信号上变频恢复处理模块，使从干扰抑制模块输入的扩频信号经过上变频器处理，恢复成射频信号输出；

(4)本发明采用逻辑切换模块，实现了多种工作模式的自由切换。

附图说明

图1为本发明的功能组成结构示意图；

图2为本发明的干扰抑制模块示意图；

图3为本发明射频处理模块框图；

图4为本发明AGC控制环路结构框图；

图5为本发明采用信号幅度近似误差曲线；

图6为本发明自适应数字滤波抗干扰组成框图；

图7为本发明数字滤波器结构图；

图8为本发明的信号恢复模块框图；

图9模式切换控制模块框图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括射频处理模块、干扰抑制模块和信号恢复模块，从接收天线接收到射频扩频信号，依次经过射频处理模块的下变频处理、干扰抑制模块的窄带干扰抑制处理和和信号恢复模块的信号恢复过程恢复成射频信号输出。

射频处理模块如图3所示，包括低噪声放大器LNA、射频滤波器、放大器、下变频器、可增益放大器、滤波器、晶体振荡器和频率综合器。从接收天线接收到射频扩频信号经LNA放大，射频滤波器滤除射频干扰等射频处理，然后再经一个射频放大器补偿滤波器差损，最后经过下变频器变成频率较低的低中频信号，该中频信号通过可增益放大器和基带信号滤波器处理后输出到干扰抑制模块。可变增益放大器与干扰抑制模块的AGC控制共同构成AGC环路，基带信号滤波器完成下变频器基带频率以上的干扰频率信号。晶体振荡器分别向频率综合器、干扰抑制模块和信号恢复模块输出作为时钟基准的时钟信号，频率综合器分别向下变频器和信号恢复模块的上变频器输出载波信号。

干扰抑制模块如图2所示，包括A/D、AGC环路、自适应抗干扰处理单元和延时补偿单元。

延时补偿单元采用先入先出存储器(FIFO存储器)，完成干扰抑制信号处理的处理时间补偿处理。

自适应抗干扰处理单元采用线性相位的FIR滤波器与LMS自适应算法共同完成，包括抗干扰数字滤波模块和采用LMS自适应算法的自适应滤波参数计算模块，抗干扰数字滤波模块采用对称的线性相位数字滤波器，具体结构参看图6，线性相位数字滤波器采用偶对称方式，结构框图参看图7，滤波器参数由自适应算法获得，滤波器数据延迟链中间输出为自适应计算期望输出，滤波器完成窄带干扰信号的提取处理；自适应算法完成FIR滤波器的参数计算。自适应抗干扰处理单元包括抗干扰数字滤波和自适应滤波参数计算两个模块，抗干扰数字滤波模块采用线性相位的FIR滤波器，自适应滤波参数计算模块由固化了LMS自适应算法的FPGA实现。

AGC环路如图4所示，AGC环路利用信号功率控制功能，完成信号功率的自动控制。AGC控制环路采用数字与模拟混合工作模式，环路设计成I型系统，带宽设计为50Hz。AGC环路输出的信号功率同时作为干扰抑制自适应处理运算的参数，为干扰抑制提供必要的信号功率数据，信号功率估计采用JPL近似算法，其计算精度参看图5。

具体处理过程：经射频处理模块下变频处理的信号经过干扰抑制模块的A/D采集后，得到I、Q基带复信号，I、Q基带复信号分别输入到AGC环路、自适应抗干扰处理单元和延时补偿单元，I、Q基带信号利用AGC环路的信号功率控制功能，完成信号功率的自动控制，同时AGC环路输出作为干扰抑制的门限参数的信号功率输送到自适应抗干扰处理单元，自适应抗干扰处理单元利用AGC环路输入的干扰抑制的门限参数对I、Q基带复信号进行干扰处理后输出扩频数据，干扰处理后的扩频数据进入信号恢复模块，信号恢复模块将扩频信号恢复恢复成射频信号输出。

为了满足具有信号延时补偿的直接输出、与测试信号链路等多种工作模式，干扰抑制模块特设计了逻辑切换模块完成信号切换，提高系统工作的灵活性。

逻辑切换模块，通过两个具有自锁功能的按钮完成，切换控制结构框图参看图9，图中自锁按钮输出的信号经过2-4线译码器得到模式切换控制信号，完成切换功能，输出的4个控制信号仅使用其中两个信号完成切换。

包括无抗干扰模式、抗干扰模式与测试模式三种工作模式。

无抗干扰模式，即扩频信号内没有干扰的工作模式，经过射频处理模块下变频处理的扩频基带信号经过A/D采集，然后经过延迟补偿单元后，直接经过逻辑切换模块输出；

抗干扰模式，即存在干扰，经过射频处理模块的下变频处理的扩频基带信号经过A/D采集后，进入自适应干扰抑制单元，进行干扰抑制处理后，通过逻辑切换模块送出干扰抑制以后的信号；

测试模式，即进行信号的链路工作特性的测试，经过射频处理模块的下变频处理的扩频基带信号经过A/D采集后，直接经过逻辑切换模块送到上变频器信号恢复输出，正常情况下，信号应该能够无损耗恢复，否则需要进行链路的测试于调整，将工作模式切换到无抗干扰模式，以满足正常信号链路接收要求。

信号恢复模块如图8所示，包括D/A、低通滤波器、衰减器、上变频器和滤波器，从干扰抑制模块输入的扩频信号经过D/A转换成模拟基带信号，模拟基带信号经过低通滤波器、衰减器与上变频器处理，恢复成射频信号，射频信号再次经过滤波处理后由射频接口输出。其中，低通滤波器将D/A输出的模拟信号的高频分量滤除。衰减器完成射频信号的功率衰减，使得输出射频信号满足接收机信号电平要求。射频带通滤波器滤除射频带外干扰，将射频信号输出至信号输出接口。

本发明窄带干扰抑制方法，通过以下步骤实现：

1、下变频处理

(1)从接收天线接收到射频扩频信号经LNA放大；

(2)经LNA放大的信号经射频滤波器滤波后再经放大器放大后，经下变频器变频成频率较低的IF中频信号；

(3)IF中频信号经可增益放大器和滤波器处理后输出到干扰抑制模块；

(4)晶振振荡器分别向频率综合器、干扰抑制模块和信号恢复模块输出作为时钟基准的时钟信号，频率综合器分别向下变频器和信号恢复模块的上变频器输出载波信号。

2、干扰抑制处理

(1)经第一步下变频处理的信号经过干扰抑制模块的A/D采集后得到I、Q基带复信号，I、Q基带复信号分别输入到AGC环路、自适应抗干扰处理单元和和延时补偿单元；

(2)输入到AGC环路的I、Q基带信号利用AGC环路的信号功率控制功能，完成信号功率的自动控制，同时AGC环路输出作为干扰抑制的门限参数的信号功率传送给自适应抗干扰处理单元；

(2.1)AGC环路利用公式(1)得到I、Q基带信号近似信号幅度A_ENV，

$A_{ENV}=\left\{\begin{array}{cc}X+\frac{1}{8}Y& X\&GreaterEqual;3Y\\ \frac{7}{8}X+\frac{1}{2}Y& X<3Y\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，X＝MAX(|I|，|Q|)，Y＝MIN(|I|，|Q|)，I，Q是下变频处理的信号经过A/D采集后的基带复信号；

(2.2)根据公式(2)对近似信号幅度A_ENV进行幅度平滑处理，得到信号功率参数S_AMP，

$S_{AMP}=\frac{1}{N-1}\&lsqb;\underset{i=0}{\overset{N}{\&Sigma;}}{A}_{ENV}\&rsqb;---\left(2\right)$

其中，N是平均处理的数据个数，N＝A/D采集率/1000。取信号平滑到1KHz左右，因此一般情况下N取A/D采集率除以1000得到该数据。

(3)输入到自适应干扰处理单元的I、Q基带信号分别进入抗干扰数字滤波和自适应滤波参数计算两个模块，两个模块具有如下的迭代运算过程；

(3.1)自适应算法利用公式(3)得到自适应计算输出，

W(k+1)＝αW(k)+2μX(k)E^*(k) (3)

其中X(k)是输入向量，向量长度等于下述数字滤波器长度L的2倍，W(k+1)和W(k)分别是更新后和更新前的权值向量，向量长度等于下述数字滤波器长度L的2倍，μ为权值更新步长，α为泄漏因子，且α∈(0，1)，专利中泄露因子选取0.9，E(k)是FIR滤波器输出y(k)与期望值之差，()^＊表示取复数共轭。

(3.2)自适应计算期望值选取FIR滤波器延迟链中间级x(L)，采用下式(4)计算：

E(k)＝y(k)-x(k-L) (4)

其中，y(k)是FIR滤波器输出，x(k-L)是FIR滤波器延迟链中间级输出，

(3.3)权值更新步长μ采用功率反演算法，

$\mathrm{\&mu;}=\frac{K}{L\&times;{S_{AMP}}^2}---\left(5\right)$

其中K是定点运算步长更新放大因子，一般取一个较大的正数，步长更新放大因子与自适应信号处理运算中权值迭代数据位数、A/D采样数据位数有关，如果权值迭代数据位数16比特，A/D采集位数8比特，则该参数取为2^(8+16-2)，专利中取4193304，L是数字滤波器长度参数，本专利中L取16，S_AMP是AGC控制环路得到的信号功率估计。

(3.4)线性相位FIR滤波器采用公式(5)计算，

y(k)＝x(k)w(0)+x(k-1)w(1)+…

+x(k-L+1)w(L-1)+x(k-L-1)w(L)+…+x(k-2L)w(2L-1) (6)

其中，滤波器参数矢量[w(0)，w(1)，……w(2L-1)]是自适应计算(3)式输出，输入信号的2L步延迟构成矢量[x(k)，x(k-1)，……，x(k-2L)]^T，y(k)是滤波输出，[·]^T表示转置运算。

(3.5)线性相位FIR滤波器输出与中间级延迟求差作为自适应误差计算量，同时作为干扰抑制处理后的扩频信号输出；

3、信号恢复恢复处理

(1)从干扰抑制模块输入的扩频信号经过D/A转换成模拟基带信号；

(2)模拟基带信号经过低通滤波器、衰减器与上变频器处理，恢复成射频信号；

(3)射频信号再次经过带通滤波处理后由射频接口输出。

为更好说明本发明，下面结合一个具体实例来说明。

设输入扩频信号为1.023MHz，A/D采样频率为40MHz，采样量化后的数字信号为8比特，线性相位滤波器长度为33，然后利用式子(5)计算平均信号功率，其中平均参数M＝40000000/1000＝40000。则若需要的滤波器参数为16比特，则定点运算步长更新放大因子取为2^(8+16-2)，专利中取4193304，如果更新步长较大，该数据就选取更大的数值。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (4)

1.一种直接序列扩频接收机窄带干扰抑制装置，其特征在于：包括射频处理模块、干扰抑制模块和信号恢复模块，从接收天线接收到射频扩频信号，依次经过射频处理模块的下变频处理、干扰抑制模块的窄带干扰抑制处理和信号恢复模块的信号恢复过程恢复成射频信号输出；

其中干扰抑制模块包括A/D、AGC环路、自适应抗干扰处理单元和延时补偿单元，自适应抗干扰处理单元包括抗干扰数字滤波模块和采用LMS自适应算法的自适应滤波参数计算模块，抗干扰数字滤波模块采用对称的线性相位数字滤波器；

经射频处理模块下变频处理的信号经过干扰抑制模块的A/D采集后，得到I、Q基带复信号，I、Q基带复信号分别输入到AGC环路、自适应抗干扰处理单元和延时补偿单元，I、Q基带信号利用AGC环路的信号功率控制功能，完成信号功率的自动控制，同时AGC环路输出作为干扰抑制的门限参数的信号功率输送到自适应抗干扰处理单元，自适应抗干扰处理单元利用AGC环路输入的干扰抑制的门限参数对I、Q基带复信号进行干扰处理后输出扩频数据，干扰处理后的扩频数据进入信号恢复模块，信号恢复模块将扩频信号恢复成射频信号输出。

2.根据权利要求1所述的一种直接序列扩频接收机窄带干扰抑制装置，其特征在于：所述的射频处理模块包括低噪声放大器LNA、射频滤波器、放大器、下变频器、可增益放大器、滤波器、晶体振荡器和频率综合器，从接收天线接收到射频扩频信号经LNA放大，经射频滤波器滤波后再经放大器放大后，被下变频器变频成频率较低的IF中频信号，IF中频信号再经可增益放大器和滤波器处理后输出到干扰抑制模块，晶体振荡器分别向频率综合器、干扰抑制模块和信号恢复模块输出作为时钟基准的时钟信号，频率综合器分别向下变频器和信号恢复模块的上变频器输出载波信号。

3.根据权利要求1所述的一种直接序列扩频接收机窄带干扰抑制装置，其特征在于：所述的信号恢复模块包括D/A、低通滤波器、衰减器、上变频器和滤波器，从干扰抑制模块输入的扩频信号经过D/A转换成模拟基带信号，模拟基带信号经过低通滤波器、上变频器和衰减器处理，恢复成射频信号，射频信号再次经过滤波处理后由射频接口输出。

4.根据权利要求1所述的直接序列扩频接收机窄带干扰抑制装置，其特征在于：所述的干扰抑制模块还包括模式切换控制模块，模式切换控制模块包括切换控制按钮和第一、二切换开关A、B，第一切换开关A设置在干扰抑制处理单元与延时补偿单元之后，第二切换开关B设置在第一切换开关之后，两个切换开关通过切换控制按钮实现干扰抑制装置的无抗干扰模式、抗干扰模式与测试模式三种工作模式的转换；

无抗干扰模式，即扩频信号内没有干扰的工作模式，经过射频处理模块下变频处理的扩频基带信号经过A/D采集，然后经过延迟补偿单元后，直接经过逻辑切换模块输出；

抗干扰模式，即存在干扰，经过射频处理模块的下变频处理的扩频基带信号经过A/D采集后，进入自适应干扰抑制单元，进行干扰抑制处理后，通过逻辑切换模块送出干扰抑制以后的信号；

测试模式，即进行信号的链路工作特性的测试，经过射频处理模块的下变频处理的扩频基带信号经过A/D采集后，直接经过逻辑切换模块送到上变频器信号恢复输出，正常情况下，信号应该能够无损耗恢复，否则需要进行链路的测试与调整，将工作模式切换到无抗干扰模式，以满足正常信号链路接收要求。