CN109302209B - 窄带干扰抑制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种窄带干扰抑制方法及装置，涉及扩频通信技术领域。通过对输入信号进行窄带干扰检测来获取窄带干扰频率，根据当前预测权重值及窄带干扰频率计算窄带干扰预测信号，根据窄带干扰预测信号对输入信号进行窄带干扰抑制，根据窄带干扰预测信号、输入信号、当前预测权重值及窄带干扰频率计算下一次预测权重值，以便在下一次窄带干扰抑制时将下一次预测权重值作为当前预测权重值重新计算窄带干扰预测信号。由于在频域内只检测窄带干扰源的频率，不需要进行陷波处理及FFT逆变换，故不会损伤扩频信号，电路实现简单；并且本申请中的窄带干扰预测信号是根据当前预测权重值与窄带干扰频率预测得到，不包括扩频信号，故窄带干扰抑制更彻底。

Description

窄带干扰抑制方法及装置

技术领域

本发明涉及扩频通信技术领域，具体而言，涉及一种窄带干扰抑制方法及装置。

背景技术

现有的窄带干扰抑制技术包括时域技术和频域技术两大类，时域技术利用扩频信号与窄带干扰信号在相关性(即可预测性)的差异对窄带干扰信号进行预测，并通过时域相减将窄带干扰信号予以去除，最常用的为自适应滤波器，传统的自适应滤波器的原理如图1所示，将主输入信号S(n+1)(包括扩频信号S1(n+1)和窄带干扰信号S2(n+1))既当做自适应滤波器的输入信号X(n)，又当做期望信号d(n+1)，由于扩频信号是伪随机数，不是真正的随机数，即便将主输入信号的延时输入(即S(n)＝S1(n)+S2(n))作为自适应滤波器的输入信号X(n)，也无法避免自适应滤波器的输入信号中的扩频信号S1(n)与期望信号中的扩频信号S1(n+1)存在某些相关性，使得自适应滤波器输出的信号y(n)不完全只是窄带干扰预测信号，还包括预测出的一些扩频信号成分，进而导致自适应滤波器因预测的不准确性，对窄带干扰的抑制不够彻底，存在残余窄带干扰分量。

频域技术利用扩频信号与窄带干扰信号在频谱特征上的差异(即扩频信号的功率谱分布平坦且密度低，窄带干扰信号的功率谱分布集中且密度高)来检测窄带干扰信号的位置与带宽，并采用陷波技术对窄带干扰进行抑制，最常用的为频域陷波器，即通过FFT(Fast Fourier Transformation，快速傅里叶变换)将接收信号变换到频域，在频域基于门限比较对干扰进行定位，然后对干扰所在的频带进行置零陷波处理实现干扰抑制，由于置零陷波处理时不区分窄带干扰信号和扩频信号，进行FFT时窄带干扰信号还会发生能量泄露，从而不可避免地会对扩频信号造成损伤，并且窄带干扰越大，对扩频信号的损伤越大；此外，置零陷波处理时还要进行FFT逆变换，故电路实现上更为复杂。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种窄带干扰抑制方法及装置，以解决现有技术中存在的窄带干扰抑制不彻底、损伤扩频信号以及电路实现复杂的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提出一种窄带干扰抑制方法，所述方法包括：对输入信号进行窄带干扰检测，以获取窄带干扰频率；根据当前预测权重值及所述窄带干扰频率计算窄带干扰预测信号；根据所述窄带干扰预测信号对所述输入信号进行窄带干扰抑制；根据所述窄带干扰预测信号、所述输入信号、所述当前预测权重值及所述窄带干扰频率计算下一次预测权重值，以便在对所述输入信号进行下一次窄带干扰抑制时，将所述下一次预测权重值作为所述当前预测权重值重新计算窄带干扰预测信号。

第二方面，本发明实施例还提出一种窄带干扰抑制装置，包括直接数字频率合成器、乘法器、权重计算模块、累加器、减法器及处理器，所述处理器与所述直接数字频率合成器、所述乘法器、所述权重计算模块及所述累加器均电连接，所述直接数字频率合成器与所述乘法器、所述权重计算模块均电连接，所述累加器与所述权重计算模块、所述乘法器均电连接，所述减法器与所述乘法器、所述权重计算模块均电连接；所述直接数字频率合成器用于在对输入信号进行窄带干扰抑制时，依据所述处理器配置的窄带干扰频率输出对应的第一离散序列；在对所述输入信号进行窄带干扰检测时，依据所述处理器配置的待检测频率输出对应的第二离散序列；其中，所述第一离散序列的频率为所述窄带干扰频率，所述第二离散序列的频率为所述待检测频率；所述乘法器用于在对所述输入信号进行窄带干扰抑制时，根据所述第一离散序列、所述累加器输出的当前预测权重值计算窄带干扰预测信号；在对所述输入信号进行窄带干扰检测时，根据所述第二离散序列及所述输入信号进行乘法运算，得到运算结果；所述减法器用于将所述输入信号与所述窄带干扰预测信号进行减法运算以对所述输入信号进行窄带干扰抑制；所述权重计算模块用于依据所述第一离散序列、所述处理器配置的步长系数以及所述减法器的输出值计算权重修正值；所述累加器用于在对所述输入信号进行窄带干扰检测时，将所述运算结果进行累加，得到所述输入信号在所述待检测频率下的频谱功率，并在所述处理器的控制下输出所述频谱功率以便所述处理器根据所述频谱功率判断所述待检测频率是否为所述窄带干扰频率；在对所述输入信号进行窄带干扰抑制时，将所述权重修正值与所述当前预测权重值进行加法运算，得到下一次预测权重值，并将所述下一次预测权重值作为所述当前预测权重值输出至所述乘法器。

相对现有技术，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例提供的窄带干扰抑制方法及装置，该方法包括：对输入信号进行窄带干扰检测，以获取窄带干扰频率；根据当前预测权重值及所述窄带干扰频率计算窄带干扰预测信号；根据所述窄带干扰预测信号对所述输入信号进行窄带干扰抑制；根据所述窄带干扰预测信号、所述输入信号、所述当前预测权重值及所述窄带干扰频率计算下一次预测权重值，以便在对所述输入信号进行下一次窄带干扰抑制时，将所述下一次预测权重值作为所述当前预测权重值重新计算窄带干扰预测信号。与现有的频域技术相比，本申请在频域内只负责检测窄带干扰源以获得窄带干扰频率，不需要进行陷波处理，因此不会损伤扩频信号，也不需要在频域内进行FFT逆变换，故电路实现更简单；与现有的时域技术相比，本申请是根据当前预测权重值与检测得到的窄带干扰频率对窄带干扰信号进行预测，得到的窄带干扰预测信号中不包括扩频信号成分，预测效果更好，进而能够精确地抑制输入信号中该窄带干扰频率下的窄带干扰信号。此外，该窄带干扰抑制装置在实现窄带干扰检测和窄带干扰抑制时，频域内用于检测窄带干扰频率的电路模块和时域内用于对窄带干扰进行抑制的电路模块可以复用，从而可以节省电路。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了现有技术中自适应滤波器的原理示意图。

图2示出了本发明实施例所提供的窄带干扰抑制装置的结构框图。

图3示出了本发明实施例所提供的窄带干扰抑制装置的电路结构示意图。

图4示出了本发明实施例所提供的窄带干扰抑制方法的流程示意图。

图标：100-窄带干扰抑制装置；110-直接数字频率合成器；120-乘法器；130-权重计算模块；140-累加器；150-减法器；160-处理器；101-第一选择器；102-第二选择器；103-第三选择器；104-第四选择器；105-第五选择器；106-第六选择器；107-第七选择器；11-第一寄存器；12-第二寄存器；13-第三寄存器；14-第四寄存器；151-同相分量减法器；152-正交分量减法器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图2，为本发明实施例所提供的窄带干扰抑制装置100的结构框图。该窄带干扰抑制装置100可以应用在扩频通信系统的接收端，用于对接收的信号进行窄带干扰检测和抑制。例如，该窄带干扰抑制装置100可以具体应用在导航芯片上。该窄带干扰抑制装置100包括直接数字频率合成器110、乘法器120、权重计算模块130、累加器140、减法器150及处理器160，所述处理器160与所述直接数字频率合成器110、所述乘法器120、所述权重计算模块130及所述累加器140均电连接，所述直接数字频率合成器(Direct DigitalSynthesizer，DDS)110与所述乘法器120、所述权重计算模块130均电连接，所述累加器140与所述权重计算模块130、所述乘法器120均电连接，所述减法器150与所述乘法器120、所述权重计算模块130均电连接。

所述直接数字频率合成器110用于在对输入信号进行窄带干扰抑制时，依据所述处理器160配置的窄带干扰频率输出对应的第一离散序列；在对所述输入信号进行窄带干扰检测时，依据所述处理器160配置的待检测频率输出对应的第二离散序列；其中，所述第一离散序列的频率为所述窄带干扰频率，所述第二离散序列的频率为所述待检测频率。

在本实施例中，直接数字频率合成器110可以根据处理器160配置的频率freq对输入时钟clk进行分频，得到对应频率的离散序列x(n)。其中，处理器160在窄带干扰检测时，配置的频率freq为待检测频率，直接数字频率合成器110输出的离散序列x(n)为第二离散序列，该第二离散序列的频率为该待检测频率；在窄带干扰估计和抑制时，配置的频率freq为检测得到的窄带干扰频率，直接数字频率合成器110输出的离散序列x(n)为第一离散序列，该第一离散序列的频率为该窄带干扰频率。

所述乘法器120用于在对所述输入信号进行窄带干扰抑制时，根据所述第一离散序列、所述累加器140输出的当前预测权重值计算窄带干扰预测信号；在对所述输入信号进行窄带干扰检测时，根据所述第二离散序列及所述输入信号进行乘法运算，得到运算结果。

在本实施例中，乘法器120的输出端mul的输出值为上述的运算结果F(n)或者上述的窄带干扰预测信号y(n)，乘法器120在处理器160的控制下进行窄带干扰检测或窄带干扰抑制的计算，其中，当处理器160输出的控制信号detect为高电平时，乘法器120进行窄带干扰检测的计算；当处理器160输出的控制信号detect为低电平时，乘法器120进行窄带干扰抑制的计算。具体地，当对输入信号S(n+1)进行窄带干扰检测时，该乘法器120用于根据第二离散序列及输入信号进行离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform，DFT)的乘法运算，得到运算结果F(n)，并将每次得到的运算结果F(n)输出至累加器140进行累加；当对输入信号S(n+1)进行窄带干扰抑制时，该乘法器120用于根据第一离散序列、累加器140输出的当前预测权重值w(n)(即w(n+1)的过去时刻的值)进行乘法运算，得到当前时刻的窄带干扰预测信号y(n)，并将窄带干扰预测信号y(n)输出至减法器150。

所述减法器150用于将所述输入信号与所述窄带干扰预测信号进行减法运算以对所述输入信号进行窄带干扰抑制。

在本实施例中，由于输入信号S(n+1)中既包括窄带干扰信号，又包括扩频信号，故当该窄带干扰预测信号足够精确时，将输入信号S(n+1)减去该窄带干扰预测信号，便可以有效消除输入信号S(n+1)中该窄带干扰频率下的窄带干扰信号，进而得到非常干净的扩频信号，即该减法器150的输出值e(n)＝S(n+1)-y(n)。

所述权重计算模块130用于依据所述第一离散序列、所述处理器160配置的步长系数以及所述减法器150的输出值计算权重修正值。

在本实施例中，当进行窄带干扰估计和抑制时，直接数字频率合成器110输出频率为窄带干扰频率的第一离散序列，处理器160配置的步长系数为u，减法器150的输出值为e(n)，根据w_修正＝u*e(n)*sign[x(n)]即可计算得到权重修正值w_修正，并将权重修正值w_修正输出至累加器140。

所述累加器140用于在对所述输入信号进行窄带干扰检测时，将所述运算结果进行累加，得到所述输入信号在所述待检测频率下的频谱功率，并在所述处理器160的控制下输出所述频谱功率以便所述处理器160根据所述频谱功率判断所述待检测频率是否为所述窄带干扰频率；在对所述输入信号进行窄带干扰抑制时，将所述权重修正值与所述当前预测权重值进行加法运算，得到下一次预测权重值，并将所述下一次预测权重值作为所述当前预测权重值输出至所述乘法器120。

在本实施例中，当对输入信号S(n+1)进行窄带干扰检测时，累加器140对乘法器120输出的运算结果F(n)进行累加以得到输入信号S(n+1)在待检测频率下的频谱功率lat，即lat＝∑F(n)，当累加器140接收到处理器160输出的脉冲信号clear时，输出累加得到的频谱功率lat，同时，累加器140对累加的数据进行清零，为下一次DFT运算做准备；处理器160根据该频谱功率lat的大小来判断该输入信号S(n+1)是否存在待检测频率的窄带干扰信号，当该频谱功率lat高于预设的门限值时，将该待检测频率确定为窄带干扰频率，在将窄带干扰频率配置到直接数字频率合成器110后，便可对该窄带干扰频率下的窄带干扰信号进行抑制。当对输入信号S(n+1)进行窄带干扰抑制时，将当前预测权重值w(n)与权重计算模块130输出的权重修正值w_修正进行累加，得到下一次预测权重值w(n+1)输出至乘法器120，即w(n+1)＝w(n)+u*e(n)*sign[x(n)]，当乘法器120下一次预测窄带干扰信号时，则将该下一次预测权重值w(n+1)作为当前预测权重值w(n)来计算窄带干扰预测信号。如此，通过不断修正当前预测权重值w(n)，使得计算出的窄带干扰预测信号无限接近于该输入信号S(n+1)中的实际窄带干扰信号，有效地实现窄带干扰抑制。

下面，以图3所示的窄带干扰抑制装置100为例，对该窄带干扰抑制装置100的工作原理进行详细阐述。该输入信号包括相互正交的同相分量I_in(n)和正交分量Q_in(n)，该直接数字频率合成器110根据配置的频率freq对输入时钟clk进行分频后输出的离散序列包括cos函数离散序列cos(n)和sin函数离散序列sin(n)，故该第一离散序列和第二离散序列均包括cos函数离散序列和sin函数离散序列；该窄带干扰抑制装置100还包括第一选择器101、第二选择器102、第三选择器103、第四选择器104、第五选择器105、第六选择器106、第七选择器107、第一寄存器11、第二寄存器12、第三寄存器13及第四寄存器14，该减法器150包括同相分量减法器151和正交分量减法器152。

所述第一选择器101的第一输入端I0接地，所述第一选择器101的控制端S及所述第一选择器101的第二输入端I1均与所述处理器160电连接，所述第一选择器101的输出端O与所述累加器140电连接。

所述第一选择器101用于在所述第一选择器101的控制端S接收到所述处理器160输出的控制信号detect时，根据所述控制信号detect选择将所述第一选择器101的第一输入端I0或所述第一选择器101的第二输入端I1接收的数据输出至所述累加器140，以控制所述累加器140是否输出所述频谱功率(即I_lat和Q_lat)。

所述累加器140包括同相权重值输出端和正交权重值输出端，所述当前预测权重值包括同相预测权重值I_acc(n)和正交预测权重值Q_acc(n)，所述同相权重值输出端用于输出所述同相预测权重值I_acc(n)，所述正交权重值输出端用于输出正交预测权重值Q_acc(n)，所述第二选择器102的控制端S与所述处理器160电连接，所述第二选择器102的第一输入端I0与所述同相权重值输出端电连接，所述第二选择器102的第二输入端I1用于接收所述同相分量I_in(n)；所述第三选择器103的控制端S与所述处理器160电连接，所述第三选择器103的第一输入端I0与所述正交权重值输出端电连接，所述第三选择器103的第二输入端I1用于接收所述正交分量Q_in(n)。

所述第二选择器102用于在所述第二选择器102的控制端S接收到所述处理器160输出的控制信号detect时，根据所述控制信号detect选择将所述第二选择器102的第一输入端I0或所述第二选择器102的第二输入端I1接收的数据输出至所述乘法器120；所述第三选择器103用于在所述第三选择器103的控制端S接收到所述处理器160输出的控制信号detect时，根据所述控制信号detect选择将所述第三选择器103的第一输入端I0或所述第三选择器103的第二输入端I1接收的数据输出至所述乘法器120。

在本实施例中，处理器160输出的控制信号detect为第一控制信号(即高电平)或第二控制信号(即低电平)，当对输入信号进行窄带干扰检测时，处理器160输出的控制信号detect为第一控制信号，当对输入信号进行窄带干扰抑制时，输出的控制信号detect为第二控制信号。当进行窄带干扰检测时，第一选择器101选择将第一选择器101的第二输入端I1接收的数据(即clear)输出至累加器140，第二选择器102选择将第二选择器102的第二输入端I1接收的数据(即同相分量I_in(n))输出至乘法器120，第三选择器103选择将第三选择器103的第二输入端I1接收的数据(即正交分量Q_in(n))输出至乘法器120，当脉冲信号clear到来时，累加器140输出累加得到的频谱功率(即I_lat和Q_lat)以便处理器160读取该频率功率；当进行窄带干扰抑制时，该累加器140的同相权重值输出端输出的同相预测权重值I_acc(n)＝∑I_wgt(n)，该累加器140的正交权重值输出端输出的正交预测权重值Q_acc(n)＝∑Q_wgt(n)，第一选择器101选择将第一选择器101的第一输入端I0接收的数据输出至累加器140，第二选择器102选择将第二选择器102的第一输入端I0接收的数据(即同相预测权重值I_acc(n))输出至乘法器120，第三选择器103选择将第三选择器103的第一输入端I0接收的数据(即正交预测权重值Q_acc(n))输出至乘法器120。

所述乘法器120包括同相分量输出端I_mul和正交分量输出端Q_mul，所述窄带干扰预测信号包括同相窄带干扰预测分量I_y(n)和正交窄带干扰预测分量Q_y(n)，所述运算结果包括同相运算结果I_F(n)和正交运算结果Q_F(n)，所述同相分量输出端I_mul用于输出所述同相窄带干扰预测分量I_y(n)或所述同相运算结果I_F(n)，所述正交分量输出端Q_mul用于输出所述正交窄带干扰预测分量Q_y(n)或所述正交运算结果Q_F(n)；所述权重修正值包括同相修正值分量I_wgt(n)及正交修正值分量Q_wgt(n)，所述权重计算模块130包括同相修正值输出端和正交修正值输出端，所述同相修正值输出端用于输出所述同相修正值分量I_wgt(n)，所述正交修正值输出端用于输出正交修正值分量Q_wgt(n)。所述第四选择器104的控制端S与所述处理器160电连接，所述第四选择器104的第一输入端I0与所述同相修正值输出端电连接，所述第四选择器104的第二输入端I1与所述乘法器120的同相分量输出端I_mul电连接；所述第五选择器105的控制端S与所述处理器160电连接，所述第五选择器105的第一输入端I0与所述权重计算模块130的正交修正值输出端电连接，所述第五选择器105的第二输入端I1与所述乘法器120的正交分量输出端Q_mul电连接。

所述第四选择器104用于在所述第四选择器104的控制端S接收到所述处理器160输出的控制信号时，根据所述控制信号选择将所述第四选择器104的第一输入端I0或所述第四选择器104的第二输入端I1接收的数据输出至所述乘法器120；所述第五选择器105用于在所述第五选择器105的控制端S接收到所述处理器160输出的控制信号时，根据所述控制信号选择将所述第五选择器105的第一输入端I0或所述第五选择器105的第二输入端I1接收的数据输出至所述乘法器120。

在本实施例中，当对输入信号进行窄带干扰检测时，处理器160输出的控制信号detect为第一控制信号，该乘法器120根据频率为待检测频率的第二离散序列(即cos函数离散序列cos(n)和sin函数离散序列sin(n))、输入信号(即同相分量I_in(n)和正交分量Q_in(n))进行DFT的乘法运算，分别得到同相运算结果I_F(n)＝I_in(n)*cos(n)+Q_in(n)*sin(n)和正交运算结果Q_F(n)＝Q_in(n)*cos(n)-I_in(n)*sin(n)，第四选择器104选择将第四选择器104的第二输入端I1接收的数据(即同相运算结果I_F(n))输出至累加器140，第五选择器105选择将第五选择器105的第二输入端I1接收的数据(即正交运算结果Q_F(n))输出至累加器140，累加器140对同相运算结果I_F(n)和正交运算结果Q_F(n)分别进行累加得到频谱功率(即I_lat和Q_lat)，其中，I_lat＝∑I_F(n)，Q_lat＝∑Q_F(n)；当对输入信号进行窄带干扰抑制时，处理器160输出的控制信号detect为第二控制信号，该乘法器120根据频率为窄带干扰频率的第一离散序列(即cos函数离散序列cos(n)和sin函数离散序列sin(n))、累加器140输出的当前预测权重值(即同相预测权重值I_acc(n)和正交预测权重值Q_acc(n))计算窄带干扰预测信号，得到同相窄带干扰预测分量I_y(n)＝I_acc(n)*cos(n)-Q_acc(n)*sin(n)和正交窄带干扰预测分量Q_y(n)＝Q_acc(n)*cos(n)+I_acc(n)*sin(n)，第四选择器104选择将第四选择器104的第一输入端I0接收的数据(即同相修正值分量I_wgt(n))输出至累加器140，第五选择器105选择将第五选择器105的第一输入端I0接收的数据(即正交修正值分量Q_wgt(n))输出至累加器140。

所述第一寄存器11电连接于所述同相分量减法器151的负输入端与所述同相分量输出端I_mul之间，所述第二寄存器12电连接于所述正交分量减法器152的负输入端与所述正交分量输出端Q_mul之间，所述同相分量减法器151的正输入端用于接收所述同相分量I_in(n)，所述正交分量减法器152的正输入端用于接收所述正交分量Q_in(n)。

所述第一寄存器11用于将所述同相分量输出端I_mul输出的所述同相窄带干扰预测分量I_y(n)延时预设时间后输出至所述同相分量减法器151；所述第二寄存器12用于将所述正交分量输出端Q_mul输出的所述同相窄带干扰预测分量Q_y(n)延时所述预设时间后输出至所述正交分量减法器152。

可以理解，同相分量减法器151的输出值I_err(n)＝I_in(n)-I_y(n)，正交分量减法器152的输出值Q_err(n)＝Q_in(n)-Q_y(n)，当I_y(n)和Q_y(n)足够准确时，则窄带干扰预测信号与实际窄带干扰信号的误差就会接近于0，此时同相分量减法器151的输出值I_err(n)和正交分量减法器152的输出值Q_err(n)就是去除窄带干扰后的扩频信号。

所述第三寄存器13及所述第四寄存器14均电连接于所述直接数字频率合成器110与所述权重计算模块130之间，所述第三寄存器13用于将所述直接数字频率合成器110输出的所述cos函数离散序列延时预设时间后输出至所述权重计算模块130；所述第四寄存器14用于将所述直接数字频率合成器110输出的所述sin函数离散序列延时所述预设时间后输出至所述权重计算模块130。

在本实施例中，当进行窄带干扰抑制时，权重计算模块130依据频率为窄带干扰频率的第一离散序列(即cos函数离散序列cos(n)和sin函数离散序列sin(n))、步长系数u、同相分量减法器151的输出值I_err(n)和正交分量减法器152的输出值Q_err(n)计算权重修正值(即分别计算同相修正值分量I_wgt(n)及正交修正值分量Q_wgt(n))，其中，同相修正值分量I_wgt(n)＝[I_err(n)*sign[cos(n)]-Q_err(n)*sign[sin(n)]]*u，正交修正值分量Q_wgt(n)＝[Q_err(n)*sign[cos(n)]+I_err(n)*sign[sin(n)]]*u。

所述第六选择器106的控制端S与所述处理器160电连接，所述第六选择器106的第一输入端I0用于接收所述同相分量I_in(n)，所述第六选择器106的第二输入端I1与所述同相分量减法器151的输出端电连接；所述第七选择器107的控制端S与所述处理器160电连接，所述第七选择器107的第一输入端I0用于接收所述正交分量Q_in(n)，所述第七选择器107的第二输入端I1与所述正交分量减法器152的输出端电连接。

在本实施例中，当Out_sel被处理器160置为高电平“1”时，该第六选择器106将选择经过窄带干扰抑制的信号(即I_err(n))作为输出信号I_out(n)，第七选择器107将选择经过窄带干扰抑制的信号(即Q_err(n))作为输出信号Q_out(n)。

需要说明的是，图3仅示出了检测和抑制一个窄带干扰频率的电路，在实际应用中，为了提高窄带干扰频率检测速度，可以并行使用多个上述的窄带干扰抑制装置100，以便同时检测输入信号中的多个频率。

可见，本申请在频域处理中，通过DFT计算频谱功率来精确检测窄带干扰信号的频率，但不在频域内对窄带干扰信号进行窄带干扰抑制，故不需要陷波处理，不会损伤扩频信号，也不需要进行FFT逆变换，故电路实现更简单；本申请在时域处理时，根据频域处理中检测到的窄带干扰频率，利用LMS(Least Mean Square，最小均方)自适应算法对窄带干扰进行估计，由于窄带干扰频率已知，故根据该窄带干扰频率生成的离散序列x(n)与实际的窄带干扰信号具有一定相关性，而离散序列x(n)与输入信号中的扩频信号不相关，可以利用离散序列x(n)来预测窄带干扰信号，由于窄带干扰预测信号y(n)和实际的窄带干扰信号有误差，故需要根据误差值调整预测权重值，以使窄带干扰预测信号y(n)和实际的窄带干扰信号的误差尽量接近于0；故与现有的时域技术相比，本实施例中所得到的窄带干扰预测信号中不包括扩频信号成分，预测效果更好，进而能够精确地抑制输入信号y(n)中的窄带干扰信号，从而得到去除窄带干扰的扩频信号。此外，该窄带干扰抑制装置100在实现窄带干扰检测和窄带干扰抑制时，频域内用于检测窄带干扰频率的电路模块和时域内用于对窄带干扰进行抑制的电路模块可以复用，从而可以节省电路。

请参照图4，为本发明实施例所提供的窄带干扰抑制方法的流程示意图。需要说明的是，本发明实施例所述的窄带干扰抑制方法并不以图4以及以下所述的具体顺序为限制，应当理解，在其它实施例中，本发明实施例所述的窄带干扰抑制方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。该窄带干扰抑制方法可以应用于上述的窄带干扰抑制装置100，下面将对图4所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S201，对输入信号进行窄带干扰检测，以获取窄带干扰频率。

在本实施例中，该步骤S201包括：获取所述输入信号在不同频率下的频谱功率，当所述频谱功率高于预设的门限值时，将所述频谱功率对应的频率确定为所述窄带干扰频率。具体地，对所述输入信号进行不同频率下的离散傅里叶变换，得到所述输入信号在不同频率下的频谱功率。

也即是说，当对输入信号进行待检测频率的DFT运算时，可得到该待检测频率对应的频谱功率，将该频谱功率与预先设定的门限值进行比较，如果高于门限值，则认为输入信号存在该待检测频率的窄带干扰信号，否则，认为输入信号不存在该待检测频率的窄带干扰信号。当对输入信号进行不同待检测频率的DFT运算后，便可获取该输入信号的多个窄带干扰频率。

可以理解，该步骤S201可以通过上述窄带干扰抑制装置100中的直接数字频率合成器110、乘法器120、累加器140及处理器160实现。

步骤S202，根据当前预测权重值及所述窄带干扰频率计算窄带干扰预测信号。

在本实施例中，该步骤S202包括：依据所述窄带干扰频率生成对应的第一离散序列，其中，所述第一离散序列的频率为所述窄带干扰频率，根据所述当前预测权重值、所述第一离散序列计算所述窄带干扰预测信号。

可以理解，该步骤S202可以通过上述窄带干扰抑制装置100中的直接数字频率合成器110、乘法器120及处理器160实现。

步骤S203，根据所述窄带干扰预测信号对所述输入信号进行窄带干扰抑制。

在本实施例中，所述输入信号包括窄带干扰信号和扩频信号，该步骤S203具体包括：将所述输入信号与所述窄带干扰预测信号进行减法运算以抑制所述输入信号中的窄带干扰信号，从而得到干净的扩频信号。也即是说，当该窄带干扰预测信号与输入信号中的实际窄带干扰信号的误差接近于0时，将输入信号与窄带干扰预测信号进行减法运算后，可使得到的扩频信号中几乎没有窄带干扰成分，即得到干净的扩频信号。

可以理解，该步骤S203可以通过上述窄带干扰抑制装置100中的乘法器120、减法器150实现。

步骤S204，根据所述窄带干扰预测信号、所述输入信号、所述当前预测权重值及所述窄带干扰频率计算下一次预测权重值，以便在对所述输入信号进行下一次窄带干扰抑制时，将所述下一次预测权重值作为所述当前预测权重值重新计算窄带干扰预测信号。

在本实施例中，该步骤S204具体包括：依据所述窄带干扰频率生成对应的第一离散序列，其中，所述第一离散序列的频率为所述窄带干扰频率；依据所述输入信号、所述窄带干扰预测信号、所述第一离散序列及预先配置的步长系数计算权重修正值；将所述权重修正值与所述当前预测权重值进行加法运算，得到所述下一次预测权重值。

可以理解，该步骤S204可以通过上述窄带干扰抑制装置100中的直接数字频率合成器110、乘法器120、累加器140及处理器160实现。

综上所述，本发明实施例提供的窄带干扰抑制方法及装置，该方法包括：对输入信号进行窄带干扰检测，以获取窄带干扰频率；根据当前预测权重值及所述窄带干扰频率计算窄带干扰预测信号；根据所述窄带干扰预测信号对所述输入信号进行窄带干扰抑制；根据所述窄带干扰预测信号、所述输入信号、所述当前预测权重值及所述窄带干扰频率计算下一次预测权重值，以便在对所述输入信号进行下一次窄带干扰抑制时，将所述下一次预测权重值作为所述当前预测权重值重新计算窄带干扰预测信号。与现有的频域技术相比，本申请在频域内只负责检测窄带干扰源以获得窄带干扰频率，不需要进行陷波处理，因此不会损伤扩频信号，也不需要在频域内进行FFT逆变换，故电路实现更简单；与现有的时域技术相比，本申请是根据当前预测权重值与检测得到的窄带干扰频率对窄带干扰信号进行预测，得到的窄带干扰预测信号中不包括扩频信号成分，预测效果更好，进而能够精确地抑制输入信号中该窄带干扰频率下的窄带干扰信号。此外，该窄带干扰抑制装置在实现窄带干扰检测和窄带干扰抑制时，频域内用于检测窄带干扰频率的电路模块和时域内用于对窄带干扰进行抑制的电路模块可以复用，从而可以节省电路。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种窄带干扰抑制方法，其特征在于，应用于窄带干扰抑制装置，所述窄带干扰抑制装置包括直接数字频率合成器、乘法器、权重计算模块、累加器、减法器及处理器，所述处理器与所述直接数字频率合成器、所述乘法器、所述权重计算模块及所述累加器均电连接，所述直接数字频率合成器与所述乘法器、所述权重计算模块均电连接，所述累加器与所述权重计算模块、所述乘法器均电连接，所述减法器与所述乘法器、所述权重计算模块均电连接；所述方法包括：

所述直接数字频率合成器、所述乘法器、所述累加器及所述处理器对输入信号进行窄带干扰检测，以获取窄带干扰频率；

所述直接数字频率合成器依据所述处理器配置的所述窄带干扰频率输出对应的第一离散序列，其中，所述第一离散序列的频率为所述窄带干扰频率；

所述乘法器根据所述第一离散序列、所述累加器输出的当前预测权重值计算窄带干扰预测信号；

所述减法器根据所述窄带干扰预测信号对所述输入信号进行窄带干扰抑制；

所述权重计算模块依据所述第一离散序列、所述处理器配置的步长系数以及所述减法器的输出值计算权重修正值；

所述累加器将所述权重修正值与所述当前预测权重值进行加法运算，得到下一次预测权重值，并将所述下一次预测权重值作为所述当前预测权重值输出至所述乘法器。

2.如权利要求1所述的窄带干扰抑制方法，其特征在于，所述输入信号包括窄带干扰信号和扩频信号，所述减法器根据所述窄带干扰预测信号对所述输入信号进行窄带干扰抑制的步骤包括：

将所述输入信号与所述窄带干扰预测信号进行减法运算以抑制所述输入信号中的窄带干扰信号，从而得到干净的扩频信号。

3.如权利要求1所述的窄带干扰抑制方法，其特征在于，所述直接数字频率合成器、所述乘法器、所述累加器及所述处理器对输入信号进行窄带干扰检测，以获取窄带干扰频率的步骤包括：

所述直接数字频率合成器依据所述处理器配置的待检测频率输出对应的第二离散序列；其中，所述第二离散序列的频率为所述待检测频率；

所述乘法器根据所述第二离散序列及所述输入信号进行乘法运算，得到运算结果；

所述累加器将所述运算结果进行累加，得到所述输入信号在所述待检测频率下的频谱功率；

所述处理器在所述频谱功率高于预设的门限值时，将所述待检测频率确定为所述窄带干扰频率。

4.一种窄带干扰抑制装置，其特征在于，包括直接数字频率合成器、乘法器、权重计算模块、累加器、减法器及处理器，所述处理器与所述直接数字频率合成器、所述乘法器、所述权重计算模块及所述累加器均电连接，所述直接数字频率合成器与所述乘法器、所述权重计算模块均电连接，所述累加器与所述权重计算模块、所述乘法器均电连接，所述减法器与所述乘法器、所述权重计算模块均电连接；

所述直接数字频率合成器用于在对输入信号进行窄带干扰抑制时，依据所述处理器配置的窄带干扰频率输出对应的第一离散序列；在对所述输入信号进行窄带干扰检测时，依据所述处理器配置的待检测频率输出对应的第二离散序列；其中，所述第一离散序列的频率为所述窄带干扰频率，所述第二离散序列的频率为所述待检测频率；

所述乘法器用于在对所述输入信号进行窄带干扰抑制时，根据所述第一离散序列、所述累加器输出的当前预测权重值计算窄带干扰预测信号；在对所述输入信号进行窄带干扰检测时，根据所述第二离散序列及所述输入信号进行乘法运算，得到运算结果；

所述减法器用于将所述输入信号与所述窄带干扰预测信号进行减法运算以对所述输入信号进行窄带干扰抑制；

所述权重计算模块用于依据所述第一离散序列、所述处理器配置的步长系数以及所述减法器的输出值计算权重修正值；

所述累加器用于在对所述输入信号进行窄带干扰检测时，将所述运算结果进行累加，得到所述输入信号在所述待检测频率下的频谱功率，并在所述处理器的控制下输出所述频谱功率以便所述处理器根据所述频谱功率判断所述待检测频率是否为所述窄带干扰频率；在对所述输入信号进行窄带干扰抑制时，将所述权重修正值与所述当前预测权重值进行加法运算，得到下一次预测权重值，并将所述下一次预测权重值作为所述当前预测权重值输出至所述乘法器。

5.如权利要求4所述的窄带干扰抑制装置，其特征在于，所述装置还包括第一选择器，所述第一选择器的第一输入端接地，所述第一选择器的控制端及所述第一选择器的第二输入端均与所述处理器电连接，所述第一选择器的输出端与所述累加器电连接；

所述第一选择器用于在所述第一选择器的控制端接收到所述处理器输出的控制信号时，根据所述控制信号选择将所述第一选择器的第一输入端或所述第一选择器的第二输入端接收的数据输出至所述累加器，以控制所述累加器是否输出所述频谱功率。

6.如权利要求4所述的窄带干扰抑制装置，其特征在于，所述输入信号包括相互正交的同相分量和正交分量，所述当前预测权重值包括同相预测权重值和正交预测权重值，所述累加器包括同相权重值输出端和正交权重值输出端，所述同相权重值输出端用于输出所述同相预测权重值，所述正交权重值输出端用于输出正交预测权重值；

所述装置还包括第二选择器及第三选择器，所述第二选择器的控制端与所述处理器电连接，所述第二选择器的第一输入端与所述同相权重值输出端电连接，所述第二选择器的第二输入端用于接收所述同相分量；所述第三选择器的控制端与所述处理器电连接，所述第三选择器的第一输入端与所述正交权重值输出端电连接，所述第三选择器的第二输入端用于接收所述正交分量；

所述第二选择器用于在所述第二选择器的控制端接收到所述处理器输出的控制信号时，根据所述控制信号选择将所述第二选择器的第一输入端或所述第二选择器的第二输入端接收的数据输出至所述乘法器；

所述第三选择器用于在所述第三选择器的控制端接收到所述处理器输出的控制信号时，根据所述控制信号选择将所述第三选择器的第一输入端或所述第三选择器的第二输入端接收的数据输出至所述乘法器。

7.如权利要求4所述的窄带干扰抑制装置，其特征在于，所述窄带干扰预测信号包括同相窄带干扰预测分量和正交窄带干扰预测分量，所述运算结果包括同相运算结果和正交运算结果，所述乘法器包括同相分量输出端和正交分量输出端，所述同相分量输出端用于输出所述同相窄带干扰预测分量或所述同相运算结果，所述正交分量输出端用于输出所述正交窄带干扰预测分量或所述正交运算结果；所述权重修正值包括同相修正值分量及正交修正值分量，所述权重计算模块包括同相修正值输出端和正交修正值输出端，所述同相修正值输出端用于输出所述同相修正值分量，所述正交修正值输出端用于输出正交修正值分量；

所述装置还包括第四选择器及第五选择器，所述第四选择器的控制端与所述处理器电连接，所述第四选择器的第一输入端与所述同相修正值输出端电连接，所述第四选择器的第二输入端与所述乘法器的同相分量输出端电连接；所述第五选择器的控制端与所述处理器电连接，所述第五选择器的第一输入端与所述权重计算模块的正交修正值输出端电连接，所述第五选择器的第二输入端与所述乘法器的正交分量输出端电连接；

所述第四选择器用于在所述第四选择器的控制端接收到所述处理器输出的控制信号时，根据所述控制信号选择将所述第四选择器的第一输入端或所述第四选择器的第二输入端接收的数据输出至所述乘法器；

所述第五选择器用于在所述第五选择器的控制端接收到所述处理器输出的控制信号时，根据所述控制信号选择将所述第五选择器的第一输入端或所述第五选择器的第二输入端接收的数据输出至所述乘法器。

8.如权利要求7所述的窄带干扰抑制装置，其特征在于，所述输入信号包括相互正交的同相分量和正交分量，所述装置还包括第一寄存器和第二寄存器，所述减法器包括同相分量减法器和正交分量减法器，所述第一寄存器电连接于所述同相分量减法器的负输入端与所述同相分量输出端之间，所述第二寄存器电连接于所述正交分量减法器的负输入端与所述正交分量输出端之间，所述同相分量减法器的正输入端用于接收所述同相分量，所述正交分量减法器的正输入端用于接收所述正交分量；

所述第一寄存器用于将所述同相分量输出端输出的所述同相窄带干扰预测分量延时预设时间后输出至所述同相分量减法器；

所述第二寄存器用于将所述正交分量输出端输出的所述同相窄带干扰预测分量延时所述预设时间后输出至所述正交分量减法器。

9.如权利要求5-8任一项所述的窄带干扰抑制装置，其特征在于，所述控制信号为第一控制信号或第二控制信号，所述处理器用于在对所述输入信号进行窄带干扰检测时，输出所述第一控制信号；在对所述输入信号进行窄带干扰抑制时，输出所述第二控制信号。

10.如权利要求4所述的窄带干扰抑制装置，其特征在于，所述第一离散序列和所述第二离散序列均包括cos函数离散序列和sin函数离散序列，所述装置还包括第三寄存器及第四寄存器，所述第三寄存器及所述第四寄存器均电连接于所述直接数字频率合成器与所述权重计算模块之间；

所述第三寄存器用于将所述直接数字频率合成器输出的所述cos函数离散序列延时预设时间后输出至所述权重计算模块；

所述第四寄存器用于将所述直接数字频率合成器输出的所述sin函数离散序列延时所述预设时间后输出至所述权重计算模块。

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