CN111122998A - 一种适用于机载通信设备的dsp数字抗噪声系统、方法及装置 - Google Patents

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CN111122998A CN201911226562.7A CN201911226562A CN111122998A CN 111122998 A CN111122998 A CN 111122998A CN 201911226562 A CN201911226562 A CN 201911226562A CN 111122998 A CN111122998 A CN 111122998A
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Abstract

本发明属于计算机交互技术领域，具体涉及一种适用于机载通信设备的DSP数字抗噪声系统，所述系统包括：信号源部分、误差信号部分、噪声信号部分、信号处理器部分和信号输出部分；所述信号处理部分分别信号连接于信号源部分、误差信号部分和噪声信号部分；具有输出信号信噪比高和信号降噪效果好的优点。

Description

一种适用于机载通信设备的DSP数字抗噪声系统、方法及装置
技术领域
本发明属于DSP信号处理技术领域，具体涉及一种适用于机载通信设备的 DSP数字抗噪声系统、方法及装置。
背景技术
数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处 理与模拟信号处理是信号处理的子集。数字信号处理的目的是对真实世界的连 续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟 域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也 要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。
数字信号处理器(digital signal processor)由大规模或超大规模集成电路芯片组成的用来完成某种信号处理任务的处理器。它是为适应高速实时信号处理 任务的需要而逐渐发展起来的。随着集成电路技术和数字信号处理算法的发展， 数字信号处理器的实现方法也在不断变化，处理功能不断提高和扩大。
随着高速DSP(数字信号处理器)和外设的出现，新产品设计人员面临着 电磁干扰(EMI)日益严重的威胁。早期，把发射和干扰问题称之为EMI或RFI (射频干扰)。现在用更确定的词“干扰兼容性”替代。电磁兼容性(EMC)包 含系统的发射和敏感度两方面的问题。假若干扰不能完全消除，但也要使干扰 减少到最小。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种适用于机载通信设备的DSP数 字抗噪声系统、方法及装置，具有输出信号信噪比高和信号降噪效果好的优点。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种适用于机载通信设备的DSP数字抗噪声系统，所述系统包括：信号源 部分、误差信号部分、噪声信号部分、信号处理器部分和信号输出部分；所述信 号处理部分分别信号连接于信号源部分、误差信号部分和噪声信号部分；所述系 统还包括：滤波部分；所述信号源部分产生的源信号为：PP＝Acos(wt-kx)； 其声能密度为：
Figure RE-GDA0002423229490000021
其中，A为信号幅度；w为信号的相位；t为信 号时间参数；k为修正系数，为任意正整数；x为修正幅度，为任意正小数；ρ为 能量密度常数；c为信号传播速度常数；所述信号处理器根据噪声源部分产生的 噪声信号和误差信号部分产生的误差信号，调整输出信号，使得输出信号的输出 为：PS＝βAcos(wt-kx+α)；其中，β为输出信号的幅度增强系数，为小于1 的任意正数；α为相位修正值，设定范围为0～180；使得输出信号的声能密度为：
Figure RE-GDA0002423229490000022
由此计算得到声级差：
Figure RE-GDA0002423229490000023
Figure RE-GDA0002423229490000024
信号处理器最终根据声级差，调整输出信 号的参数，使得β为1，α为π，得到最终的输出信号，将最终的输出信号通过滤 波部分进行滤波后，通过信号输出部分，输出最终的信号，完成信号的降噪。
进一步的，所述滤波部分包括：模型建立单元，用于建立模型的状态方程； 初始化单元，用于对信号进行初始化；观测值单元，用于计算某一时刻的观测 值；状态更新单元，用于更新状态方程；滤波单元，用于使用更新的状态方程 对信号进行滤波，得到滤波后的信号，发送至信号输出部分。
进一步的，所述模型建立单元，建立的模型的状态方程，使用如下公式表 示：
Figure BDA0002302392500000031
其中，k为时刻，sk∈Rn为状态向量；zk为观测向量； fk为系统函数；wk为系统噪声；hk为观测噪声；hk为观测函数。
进一步的，所述初始化单元，用于对信号进行初始化的方法执行以下步骤： 在时刻为0时，即k为0时，根据概率分布，建立初始状态样本集：
Figure BDA0002302392500000032
得到权值：
Figure BDA0002302392500000033
其中，N为样本个数；所述观测值单元，用于计算某 一时刻的观测值的方法执行以下步骤：令k＝k+1，计算k+1时刻的观测值； 所述状态更新单元，用于更新状态方程的方法执行以下步骤：使用如下公式更 新状态方程的的状态：
Figure BDA0002302392500000034
其中，Kk是第k时刻滤波 器的增益；
Figure BDA0002302392500000035
表示真实的测量值；zk表示测量估计值；再使用如下公式，更 新状态方程的方差：
Figure BDA0002302392500000036
其中，P表示对应上下标的方差。
进一步的，所述滤波单元，用于使用更新的状态方程对信号进行滤波，得 到滤波后的信号，发送至信号输出部分的方法执行以下步骤：使用如下公式，结 合更新后的状态方程，得到滤波后的信号：
Figure RE-GDA0002423229490000037
Figure RE-GDA0002423229490000038
其中
Figure RE-GDA0002423229490000039
即为滤波后的输出信号。
一种适用于机载通信设备的DSP数字抗噪声系统的方法，所述方法执行以 下步骤：信号源部分产生源信号；误差信号部分产生误差信号；噪声信号部分产 生噪声信号；信号处理部分分别信号连接于信号源部分、误差信号部分和噪声信 号部分；信号源部分产生的源信号为：PP＝Acos(wt-kx)；其声能密度为：
Figure RE-GDA00024232294900000310
Figure RE-GDA00024232294900000311
其中，A为信号幅度；w为信号的相位；t为信号时间参数；k为修正 系数，为任意正整数；x为修正幅度，为任意正小数；ρ为能量密度常数；c为信 号传播速度常数；所述信号处理器根据噪声源部分产生的噪声信号和误差信号 部分产生的误差信号，调整输出信号，使得输出信号的输出为：PS＝βAcos(wt- kx+α)；其中，β为输出信号的幅度增强系数，为小于1的任意正数；α为相位 修正值，设定范围为0～180；使得输出信号的声能密度为：
Figure RE-GDA0002423229490000041
Figure RE-GDA0002423229490000042
由此计算得到声级差：
Figure RE-GDA0002423229490000043
Figure RE-GDA0002423229490000044
信号处理器最终根据声级差，调整输出信号的参数，使得β为1， α为π，得到最终的输出信号，将最终的输出信号通过滤波部分进行滤波后，通 过信号输出部分，输出最终的信号，完成信号的降噪。
进一步的，所述滤波部分进行滤波的方法执行以下步骤：建立模型的状态 方程；对信号进行初始化；计算某一时刻的观测值；更新状态方程；使用更新 的状态方程对信号进行滤波，得到滤波后的信号，发送至信号输出部分。
进一步的，所述模型建立单元，建立的模型的状态方程，使用如下公式表 示：
Figure BDA0002302392500000045
其中，k为时刻，sk∈Rn为状态向量；zk为观测向量； fk为系统函数；wk为系统噪声；hk为观测噪声；hk为观测函数。
进一步的，所述初始化单元，用于对信号进行初始化的方法执行以下步骤： 在时刻为0时，即k为0时，根据概率分布，建立初始状态样本集：
Figure BDA0002302392500000046
得到权值：
Figure BDA0002302392500000047
其中，N为样本个数；所述观测值单元，用于计算某 一时刻的观测值的方法执行以下步骤：令k＝k+1，计算k+1时刻的观测值； 所述状态更新单元，用于更新状态方程的方法执行以下步骤：使用如下公式更 新状态方程的的状态：
Figure BDA0002302392500000048
其中，Kk是第k时刻滤波 器的增益；
Figure BDA0002302392500000049
表示真实的测量值；zk表示测量估计值；再使用如下公式，更 新状态方程的方差：
Figure BDA00023023925000000410
其中，P表示对应上下标的方差。
一种适用于机载通信设备的DSP数字抗噪声装置，所述装置为一种非暂时 性的计算机可读存储介质，该存储介质存储了计算指令，其包括：所述系统包 括：产生信号源的代码段；产生误差信号的代码段、产生噪声信号的代码段和 进行信号滤波的代码段。
本发明的一种适用于机载通信设备的DSP数字抗噪声系统、方法及装置， 具有如下有益效果：本发明通过对信号源产生的原信号PP＝Acos(wt-kx)进行 处理，得到声能密度；再根据误差信号和噪声信号结合，对源信号再次进行处理， 得到输出信号，使得输出信号的输出为：PS＝βAcos(wt-kx+α)；使得输出信 号得以维持较好的输出状态，输出信号的信号稳定性更强。同时，在对输出信号 进行处理时，进行了多级滤波，使用状态方程进行状态滤波，使得最终输出的结 果，其信噪比远比现有技术的信号比更高，其信号的抗噪性更强。
附图说明
图1为本发明的实施例提供的适用于机载通信设备的DSP数字抗噪声系统 的系统结构示意图；
图2为本发明的实施例提供的适用于机载通信设备的DSP数字抗噪声方法 的方法流程示意图；
图3为本发明的实施例提供的适用于机载通信设备的DSP数字抗噪声系统、 方法及装置的输出信号信噪比与现有技术的抗噪声系统的输出信号信噪比的对 比试验曲线图。
其中，1-本发明试验曲线图，2-现有技术试验曲线图。
具体实施方式
下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。
实施例1
如图1所示，一种适用于机载通信设备的DSP数字抗噪声系统，所述系统 包括：信号源部分、误差信号部分、噪声信号部分、信号处理器部分和信号输出 部分；所述信号处理部分分别信号连接于信号源部分、误差信号部分和噪声信号 部分；所述系统还包括：滤波部分；所述信号源部分产生的源信号为：PP＝ Acos(wt-kx)；其声能密度为：
Figure RE-GDA0002423229490000061
其中，A为信号幅度；w为信 号的相位；t为信号时间参数；k为修正系数，为任意正整数；x为修正幅度，为 任意正小数；ρ为能量密度常数；c为信号传播速度常数；所述信号处理器根据噪 声源部分产生的噪声信号和误差信号部分产生的误差信号，调整输出信号，使得 输出信号的输出为：PS＝βAcos(wt-kx+α)；其中，β为输出信号的幅度增强 系数，为小于1的任意正数；α为相位修正值，设定范围为0～180；使得输出信 号的声能密度为：
Figure RE-GDA0002423229490000062
由此计算得到声级 差：
Figure RE-GDA0002423229490000063
信号处理器最终根据声级差， 调整输出信号的参数，使得β为1，α为π，得到最终的输出信号，将最终的输出 信号通过滤波部分进行滤波后，通过信号输出部分，输出最终的信号，完成信号 的降噪。
具体的，本发明通过对信号源产生的原信号PP＝Acos(wt-kx)进行处理， 得到声能密度；再根据误差信号和噪声信号结合，对源信号再次进行处理，得到 输出信号，使得输出信号的输出为：PS＝βAcos(wt-kx+α)；使得输出信号得 以维持较好的输出状态，输出信号的信号稳定性更强。同时，在对输出信号进行 处理时，进行了多级滤波，使用状态方程进行状态滤波，使得最终输出的结果， 其信噪比远比现有技术的信号比更高，其信号的抗噪性更强。
实施例2
在上一实施例的基础上，所述滤波部分包括：模型建立单元，用于建立模 型的状态方程；初始化单元，用于对信号进行初始化；观测值单元，用于计算 某一时刻的观测值；状态更新单元，用于更新状态方程；滤波单元，用于使用 更新的状态方程对信号进行滤波，得到滤波后的信号，发送至信号输出部分。
具体的，外部噪声即指系统外部干扰以电磁波或经电源串进系统内部而引 起的噪声。如电气设备，天体放电现象等引起的噪声。
内部噪声一般包括由光和电的基本性质所引起的噪声，电器的机械运动产 生的噪声，器材材料本身引起的噪声，系统内部设备电路所引起的噪声。
从统计理论观点分为平稳和非平稳噪声在实际应用中，不去追究严格的数 学定义，这两种噪声可以理解为：其统计特性不随时间变化的噪声称其为平稳 噪声。其统计特性随时间变化而变化的称其为非平稳噪声。
按噪声和信号之间关系分为假定信号为s(t),噪声为n(t)，如果混合迭加波 形是s(t)+n(t)形式，则称此类噪声为加性噪声；如果迭加波形为s(t)[1+n(t)]形式， 则称其为乘性噪声。加性噪声虽然独立于有用信号，但它却始终存在，干扰有 用信号，因而不可避免地对通信造成危害。乘性噪声随着信号的存在而存在， 当信号消失后，乘性噪声也随之消失。
加性噪声的来源是很多的，它们表现的形式也多种多样。根据它们的来源 不同，一般可以粗略地分为四类，即无线电噪声，工业噪声，天电噪声，内部 噪声。从噪声性质来区分可有单频噪声，脉冲干扰，起伏噪声。
在通信系统的理论分析中常常用到的噪声有：白噪声，高斯噪声，高斯型 白噪声，窄带高斯噪声，正弦信号加窄带高斯噪声。
实施例3
在上一实施例的基础上，所述模型建立单元，建立的模型的状态方程，使 用如下公式表示：
Figure BDA0002302392500000071
其中，k为时刻，sk∈Rn为状态向量；zk为观测向量；fk为系统函数；wk为系统噪声；hk为观测噪声；hk为观测函数。
实施例4
在上一实施例的基础上，所述初始化单元，用于对信号进行初始化的方法 执行以下步骤：在时刻为0时，即k为0时，根据概率分布，建立初始状态样本 集：
Figure BDA0002302392500000081
得到权值：
Figure BDA0002302392500000082
其中，N为样本个数；所述观测值单 元，用于计算某一时刻的观测值的方法执行以下步骤：令k＝k+1，计算k+1时 刻的观测值；所述状态更新单元，用于更新状态方程的方法执行以下步骤：使 用如下公式更新状态方程的的状态：
Figure BDA0002302392500000083
其中，Kk是 第k时刻滤波器的增益；
Figure BDA0002302392500000084
表示真实的测量值；zk表示测量估计值；再使用如 下公式，更新状态方程的方差：
Figure BDA0002302392500000085
其中，P表示对应上 下标的方差。
具体的，在对输出信号进行处理时，进行了多级滤波，使用状态方程进行 状态滤波，使得最终输出的结果，其信噪比远比现有技术的信号比更高，其信 号的抗噪性更强。
实施例5
在上一实施例的基础上，所述滤波单元，用于使用更新的状态方程对信号 进行滤波，得到滤波后的信号，发送至信号输出部分的方法执行以下步骤：使用 如下公式，结合更新后的状态方程，得到滤波后的信号：
Figure RE-GDA0002423229490000086
Figure RE-GDA0002423229490000087
其中
Figure RE-GDA0002423229490000088
即为滤波后的输出信号。
实施例6
如图2所示，一种适用于机载通信设备的DSP数字抗噪声系统的方法，所 述方法执行以下步骤：信号源部分产生源信号；误差信号部分产生误差信号；噪 声信号部分产生噪声信号；信号处理部分分别信号连接于信号源部分、误差信号 部分和噪声信号部分；信号源部分产生的源信号为：PP＝Acos(wt-kx)；其声 能密度为：
Figure RE-GDA0002423229490000091
其中，A为信号幅度；w为信号的相位；t为信号时 间参数；k为修正系数，为任意正整数；x为修正幅度，为任意正小数；ρ为能量 密度常数；c为信号传播速度常数；所述信号处理器根据噪声源部分产生的噪声 信号和误差信号部分产生的误差信号，调整输出信号，使得输出信号的输出为： PS＝βAcos(wt-kx+α)；其中，β为输出信号的幅度增强系数，为小于1的任 意正数；α为相位修正值，设定范围为0～180；使得输出信号的声能密度为：
Figure RE-GDA0002423229490000092
Figure RE-GDA0002423229490000093
由此计算得到声级差：
Figure RE-GDA0002423229490000094
Figure RE-GDA0002423229490000095
信号处理器最终根据声级差，调整输出信号的参数， 使得β为1，α为π，得到最终的输出信号，将最终的输出信号通过滤波部分进行 滤波后，通过信号输出部分，输出最终的信号，完成信号的降噪。
实施例7
在上一实施例的基础上，所述滤波部分进行滤波的方法执行以下步骤：建 立模型的状态方程；对信号进行初始化；计算某一时刻的观测值；更新状态方 程；使用更新的状态方程对信号进行滤波，得到滤波后的信号，发送至信号输 出部分。
实施例8
在上一实施例的基础上，所述模型建立单元，建立的模型的状态方程，使 用如下公式表示：
Figure BDA0002302392500000096
其中，k为时刻，sk∈Rn为状态向量； zk为观测向量；fk为系统函数；wk为系统噪声；hk为观测噪声；hk为观测函数。
具体的，有源降噪的仪器系统主要包括传声器、放大器、调相装置、功率 放大器和扬声器。它是一种能够减少传声器邻区声压的电声负反馈系统。传声 器将所接收到的声压转变为相应的电压，通过放大器把电压放大到反相装置所 要求的输入电压，经反相装置将这个电压的相位改变180°,送给功率放大器,功 率放大后推动扬声器使其产生与原来的声压大小相等而相位相反的声压，这两 个声压彼此相互抵销，达到降低噪声的目的。为了有效地实现反声作用，使用 的各种设备应分别满足下述要求：
①传声器：在使用频率范围内，作用声压和输出电压的相位改变应很小； 有恒定的比例关系，即有平直的频响特性；灵敏度要高。
②扬声器：放大器的输出变压器和扬声器耦合时，电压常产生相当大的相 位变化。为避免这种现象，反声技术所用的扬声器最好采用阻抗较高、而且用 无变压器的直接耦合式的联结。为保证反声系统所用的扬声器为简单辐射器， 应安装在内壁有高效率吸声处理的扬声匣内。为使扬声器在规定的频率范围内 基本上保持平直的频响特性，可在其磁场结构的后部，加一层绸缎类的多孔性 声阻。
③放大线路：要求频率响应平直，各级的相位变化不大；各级间不出现再 生和正反馈。为了避免高频啸叫，可用使输出信号随频率增加而下降的办法。
实施例9
在上一实施例的基础上，所述初始化单元，用于对信号进行初始化的方法 执行以下步骤：在时刻为0时，即k为0时，根据概率分布，建立初始状态样本 集：
Figure BDA0002302392500000101
得到权值：
Figure BDA0002302392500000102
其中，N为样本个数；所述观测值单 元，用于计算某一时刻的观测值的方法执行以下步骤：令k＝k+1，计算k+1时 刻的观测值；所述状态更新单元，用于更新状态方程的方法执行以下步骤：使 用如下公式更新状态方程的的状态：
Figure BDA0002302392500000103
其中，Kk是 第k时刻滤波器的增益；
Figure BDA0002302392500000111
表示真实的测量值；zk表示测量估计值；再使用如 下公式，更新状态方程的方差：
Figure BDA0002302392500000112
其中，P表示对应上 下标的方差。
实施例10
一种适用于机载通信设备的DSP数字抗噪声装置，所述装置为一种非暂时 性的计算机可读存储介质，该存储介质存储了计算指令，其包括：所述系统包 括：产生信号源的代码段；产生误差信号的代码段、产生噪声信号的代码段和 进行信号滤波的代码段。
以上所述仅为本发明的一个实施例子，但不能以此限制本发明的范围，凡 依据本发明所做的结构上的变化，只要不失本发明的要义所在，都应视为落入 本发明保护范围之内受到制约。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述 描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过 程，在此不再赘述。
需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行 举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块 来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实 施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以 上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称， 仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述 描述的存储装置、处理装置的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实 施例中的对应过程，在此不再赘述。
本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示 例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现， 软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储 器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁 盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚 地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述 了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应 用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的 范围。
术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示 特定的顺序或先后次序。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨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/装置不仅包括那些要素，而且还 包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装 置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是， 本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施 方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征 作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保 护范围之内。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范 围。

Claims (10)

1.一种适用于机载通信设备的DSP数字抗噪声系统，所述系统包括：信号源部分、误差信号部分、噪声信号部分、信号处理器部分和信号输出部分；所述信号处理部分分别信号连接于信号源部分、误差信号部分和噪声信号部分；其特征在于，所述系统还包括：滤波部分；所述信号源部分产生的源信号为：PP＝Acos(wt-kx)；其声能密度为：
Figure RE-FDA0002423229480000011
其中，A为信号幅度；w为信号的相位；t为信号时间参数；k为修正系数，为任意正整数；x为修正幅度，为任意正小数；ρ为能量密度常数；c为信号传播速度常数；所述信号处理器根据噪声源部分产生的噪声信号和误差信号部分产生的误差信号，调整输出信号，使得输出信号的输出为：PS＝βAcos(wt-kx+α)；其中，β为输出信号的幅度增强系数，为小于1的任意正数；α为相位修正值，设定范围为0～180；使得输出信号的声能密度为：
Figure RE-FDA0002423229480000012
由此计算得到声级差：
Figure RE-FDA0002423229480000013
信号处理器最终根据声级差，调整输出信号的参数，使得β为1，α为π，得到最终的输出信号，将最终的输出信号通过滤波部分进行滤波后，通过信号输出部分，输出最终的信号，完成信号的降噪。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述滤波部分包括：模型建立单元，用于建立模型的状态方程；初始化单元，用于对信号进行初始化；观测值单元，用于计算某一时刻的观测值；状态更新单元，用于更新状态方程；滤波单元，用于使用更新的状态方程对信号进行滤波，得到滤波后的信号，发送至信号输出部分。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述模型建立单元，建立的模型的状态方程，使用如下公式表示：
Figure FDA0002302392490000016
其中，k为时刻，sk∈Rn为状态向量；zk为观测向量；fk为系统函数；wk为系统噪声；hk为观测噪声；hk为观测函数。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述初始化单元，用于对信号进行初始化的方法执行以下步骤：在时刻为0时，即k为0时，根据概率分布，建立初始状态样本集：
Figure FDA0002302392490000021
得到权值：
Figure FDA0002302392490000022
其中，N为样本个数；所述观测值单元，用于计算某一时刻的观测值的方法执行以下步骤：令k＝k+1，计算k+1时刻的观测值；所述状态更新单元，用于更新状态方程的方法执行以下步骤：使用如下公式更新状态方程的的状态：
Figure FDA0002302392490000023
Figure FDA0002302392490000024
其中，Kk是第k时刻滤波器的增益；
Figure FDA0002302392490000025
表示真实的测量值；zk表示测量估计值；再使用如下公式，更新状态方程的方差：
Figure FDA0002302392490000026
Figure FDA0002302392490000027
其中，P表示对应上下标的方差。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述滤波单元，用于使用更新的状态方程对信号进行滤波，得到滤波后的信号，发送至信号输出部分的方法执行以下步骤：使用如下公式，结合更新后的状态方程，得到滤波后的信号：
Figure RE-FDA0002423229480000026
Figure RE-FDA0002423229480000027
其中
Figure RE-FDA0002423229480000028
即为滤波后的输出信号。
6.一种基于权利要求1至5之一所述适用于机载通信设备的DSP数字抗噪声系统的方法，其特征在于，所述方法执行以下步骤：信号源部分产生源信号；误差信号部分产生误差信号；噪声信号部分产生噪声信号；信号处理部分分别信号连接于信号源部分、误差信号部分和噪声信号部分；信号源部分产生的源信号为：PP＝Acos(wt-kx)；其声能密度为：
Figure RE-FDA0002423229480000029
其中，A为信号幅度；w为信号的相位；t为信号时间参数；k为修正系数，为任意正整数；x为修正幅度，为任意正小数；ρ为能量密度常数；c为信号传播速度常数；所述信号处理器根据噪声源部分产生的噪声信号和误差信号部分产生的误差信号，调整输出信号，使得输出信号的输出为：PS＝βAcos(wt-kx+α)；其中，β为输出信号的幅度增强系数，为小于1的任意正数；α为相位修正值，设定范围为0～180；使得输出信号的声能密度为：
Figure RE-FDA0002423229480000031
由此计算得到声级差：
Figure RE-FDA0002423229480000032
信号处理器最终根据声级差，调整输出信号的参数，使得β为1，α为π，得到最终的输出信号，将最终的输出信号通过滤波部分进行滤波后，通过信号输出部分，输出最终的信号，完成信号的降噪。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述滤波部分进行滤波的方法执行以下步骤：建立模型的状态方程；对信号进行初始化；计算某一时刻的观测值；更新状态方程；使用更新的状态方程对信号进行滤波，得到滤波后的信号，发送至信号输出部分。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述模型建立单元，建立的模型的状态方程，使用如下公式表示：
Figure FDA0002302392490000034
其中，k为时刻，sk∈Rn为状态向量；zk为观测向量；fk为系统函数；wk为系统噪声；hk为观测噪声；hk为观测函数。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述初始化单元，用于对信号进行初始化的方法执行以下步骤：在时刻为0时，即k为0时，根据概率分布，建立初始状态样本集：
Figure FDA0002302392490000035
得到权值：
Figure FDA0002302392490000036
其中，N为样本个数；所述观测值单元，用于计算某一时刻的观测值的方法执行以下步骤：令k＝k+1，计算k+1时刻的观测值；所述状态更新单元，用于更新状态方程的方法执行以下步骤：使用如下公式更新状态方程的的状态：
Figure FDA0002302392490000037
Figure FDA0002302392490000038
其中，Kk是第k时刻滤波器的增益；
Figure FDA0002302392490000039
表示真实的测量值；zk表示测量估计值；再使用如下公式，更新状态方程的方差：
Figure FDA0002302392490000041
Figure FDA0002302392490000042
其中，P表示对应上下标的方差。
10.一种基于权利要求1至5之一所述系统的适用于机载通信设备的DSP数字抗噪声装置，其特征在于，所述装置为一种非暂时性的计算机可读存储介质，该存储介质存储了计算指令，其包括：所述系统包括：产生信号源的代码段；产生误差信号的代码段、产生噪声信号的代码段和进行信号滤波的代码段。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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