CN114745024A - 一种基于窄带干扰自适应消除的扩频信号解调装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于窄带干扰自适应消除的扩频信号解调装置，它涉及通信领域中干扰抑制技术和数字信号处理技术。它由数模转换单元、数字下变频单元、匹配滤波单元、窄带干扰自适应消除单元、解扩单元和解调单元组成。本发明采用了中频采样技术，并利用窄带干扰自适应消除技术完成对扩频信号的解调。相对传统的扩频信号解调装置，本发明具有数字化程度高、解调损失小、抗干扰能力强、性能稳定可靠等优点，特别适用于不同的窄带干扰环境中的扩频通信系统的信号解调。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域中的扩频信号解调装置，属于扩频通信领域中干扰抑制技术和数字中频解调技术领域，特别适用于在有窄带干扰情况下的扩频信号的接收。
背景技术
直接序列扩频通信技术采用扩展频谱的方式降低信号谱密度，可提高通信系统的抗干扰能力和隐蔽性。由于直扩信号具有谱密度低、抗干扰、抗截获等优点，在通信领域中获得了广泛应用。但随着外界环境日益复杂，解调器的抗干扰能力成为大家的关注重点和研究方向。
目前常用的抗窄带技术主要有两种：时域抗干扰技术和频域抗干扰技术。由于频域抗干扰技术不需要收敛过程，能对快时变干扰迅速做出反应，且对干扰样式不敏感，所以在窄带干扰抑制众多方法中，频域陷波的应用是最普遍的。但是，频域陷波也存在一定缺陷，一是陷波判决门限选择困难，二是频域陷波会导致信号失真，影响接收性能。
发明内容
本发明针对上述背景技术中的缺点，以提高链路解调性能为目的，提出一种基于窄带干扰自适应消除的扩频信号解调装置，能有效抑制扩频通信系统中的窄带干扰，可使链路达到了更好的解调性能。本发明采用自适应干扰消除技术和数字中频解调技术，具有抗干扰能力强、解调损失小、集成度高、性能稳定可靠等优点。
本发明的目的是这样实现的：
一种基于窄带干扰自适应消除的扩频信号解调装置，包括模数转换单元1、数字下变频单元2、匹配滤波单元3、解扩单元5和解调单元6；还包括窄带干扰自适应消除单元4；
模数转换单元1把接收到的模拟中频信号转换成数字中频信号，然后把数字中频信号送至数字下变频单元2；
数字下变频单元2根据解调单元6送来的频率误差数据调整下变频变频频率，将接收到的数字中频信号进行下变频处理，得到基带数据，然后把基带数据送至匹配滤波单元3；
匹配滤波单元3把接收到的基带数据进行滤波处理，滤除带外噪声，得到滤波后的数据，送至窄带干扰自适应消除单元4；
窄带干扰自适应消除单元4将接收到的滤波后的数据进行窄带干扰自适应消除处理，得到窄带干扰消除后的数据，送至解扩单元5；
解扩单元5将接收到的窄带干扰消除后的数据进行解扩处理，得到解扩后的数据，送至解调单元6；
解调单元6将接收到的解扩后的数据进行解调处理，得到频率误差数据和解调后的同步数据，并将频率误差数据送至数字下变频单元2。
进一步的，所述窄带干扰自适应消除单元4包括快速傅里叶变换模块7、子带分割模块8、功率排序模块9、子带陷波模块10、陷波增益模块11和快速傅里叶逆变换模块12；
快速傅里叶变换模块7将来自匹配滤波单元3的数据进行快速傅里叶变换，然后输出给子带分割模块8；
子带分割模块8将来自快速傅里叶变换模块7的数据进行分段处理，分成n个子带，然后输出给功率排序模块9；
功率排序模块9接收子带分割模块8输出的数据，进行功率计算，并按照功率从大到小的顺序进行排序，然后送至子带陷波模块10；
子带陷波模块10依据陷波增益模块11送来的陷波后信号增益的变化对各子带进行陷波处理，并把陷波后的数据输出到陷波增益模块11和快速傅里叶逆变换模块12；
陷波增益模块11接收子带陷波模块10送来的数据，进行陷波前后信噪比增益计算，比较前后时刻信噪比增益的变化，并把增益对比结果反馈到子带陷波模块10；
快速傅里叶逆变换模块12把接收到的数据进行快速傅里叶逆变换，把变换后的数据输出到解扩单元5。
进一步的，所述解调单元6包括时钟恢复模块13和载波恢复模块14；时钟恢复模块13将来自解扩单元5的数据进行时钟恢复；载波恢复模块14将时钟恢复后的数据进行频率误差提取，并输出恢复后的同步数据。
本发明与背景技术相比，具有如下优点：
1. 本发明采用自适应处理算法结合干扰消除技术，不需要门限、阈值设置，克服了阈值设置不当对干扰抑制效果的影响。
2. 本发明适用于不同的窄带干扰情况，能普遍应用于窄带干扰个数、干扰带宽、功率、谱密度等参数大小不同的干扰环境中。
3. 本发明抗干扰能力强、解调损失小、可移植性强，数字化程度高、性能稳定可靠，具有推广应用价值。
总之，本发明采用了中频采样技术，并利用窄带干扰自适应消除技术完成对扩频信号的解调。相对传统的扩频信号解调装置，本发明具有数字化程度高、解调损失小、抗干扰能力强、性能稳定可靠等优点，特别适用于不同的窄带干扰环境中的扩频通信系统的信号解调。
附图说明
图1是本发明实施例中扩频信号解调装置的电原理方框图。
图2是图1中窄带干扰自适应消除单元的电原理方框图。
图3是图1中解调单元的电原理方框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的解释说明。
参照图1，一种基于窄带干扰自适应消除的扩频信号解调装置，包括相互连接的数模转换单元1、数字下变频单元2、匹配滤波单元3、窄带干扰自适应消除单元4、解扩单元5、解调单元6。
图1是本发明的原理方框图，实施例按图1连接线路。其中数模转换单元1的作用是把中频模拟信号经AD器件采样后转换成数字信号；数字下变频单元2的作用是把AD器件采样后的数字中频信号转换数字基带数据；匹配滤波单元3的作用是将输入的数据进行滤波，滤出所需要的频谱数据；窄带干扰自适应消除单元4的作用是将接收的数据中存在的窄带干扰消除；解扩单元5的作用是对扩频数字信号进行相干解扩处理后输出；解调单元6的作用是将解扩后的数据进行时钟恢复和载波恢复，输出同步数据。
图2是窄带干扰自适应消除单元4的电原理分框图。所述窄带干扰自适应消除单元4包括包括快速傅里叶变换模块7、子带分割模块8、功率排序模块9、子带陷波模块10、陷波增益模块11和快速傅里叶逆变换模块12；速傅里叶变换模块7将来自匹配滤波单元3的数据进行速傅里叶变换；子带分割模块8将来自速傅里叶变换模块7的数据进行数据分割，把分割后的数据送到功率排序模块9；功率排序模块9对接收到的子带数据进行功率计算和排序；并按照功率从大到小的顺序进行排序，排序后的数据送至子带陷波模块10；子带陷波模块10依据陷波增益模块11反馈的陷波后信号增益的变化对各子带进行陷波处理，并把陷波后的数据输出到快速傅里叶逆变换模块12；快速傅里叶逆变换模块12把接收到的数据进行快速傅里叶逆变换，把变换后的数据输出到解扩单元5；陷波增益模块11接收子带陷波模块10送来的数据，计算陷波前后的信噪比增益，比较前后时刻信噪比增益的变化，并把增益对比结果反馈到子带陷波模块10。
图3是解调单元6的电原理分框图，所述解调单元6包括时钟恢复模块13、载波恢复模块14；时钟恢复模块13将来自解扩单元5的数据进行时钟恢复，恢复出同步时钟；载波恢复模块14将时钟恢复后的数据进行频率和相位误差提取，并把频率和相位误差数据送往数字下变频单元2，同时输出恢复后的同步数据。
本装置的简要工作原理如下：
从外部送来的中频信号经过AD采样后，进行数字下变频进行下变频处理，得到基带信号，送至匹配滤波进行滤波处理，滤波后的数据送入窄带干扰自适应消除单元进行窄带干扰消除，得到消除窄带干扰的数据用来解扩、解调，最后输出同步数据。
总之，本发明采用窄带干扰自适应消除模块对输入数据进行数据分割、功率排序和自适应陷波，产生出新的数据，从而实现窄带干扰的消除。其内部主要由快速傅里叶变换模块、子带分割模块、功率排序模块、子带陷波模块、陷波增益模块和快速傅里叶逆变换模块组成。经窄带干扰自适应消除处理得到的数据送入解扩单元，进行相干解扩处理，解扩后的数据送入解调单元进行解调处理，解调单元内部主要由时钟恢复模块和载波恢复模块组成，经时钟恢复模块完成时钟同步后，再经载波恢复模块完成频率和相位误差的提取，提取的误差数据反馈至数字下变频器，最终输出同步数据，完成扩频信号的解调。
Claims (3)
1.一种基于窄带干扰自适应消除的扩频信号解调装置，包括模数转换单元（1）、数字下变频单元（2）、匹配滤波单元（3）、解扩单元（5）和解调单元（6）；其特征在于，还包括窄带干扰自适应消除单元（4）；
模数转换单元（1）把接收到的模拟中频信号转换成数字中频信号，然后把数字中频信号送至数字下变频单元（2）；
数字下变频单元（2）根据解调单元（6）送来的频率误差数据调整下变频变频频率，将接收到的数字中频信号进行下变频处理，得到基带数据，然后把基带数据送至匹配滤波单元（3）；
匹配滤波单元（3）把接收到的基带数据进行滤波处理，滤除带外噪声，得到滤波后的数据，送至窄带干扰自适应消除单元（4）；
窄带干扰自适应消除单元（4）将接收到的滤波后的数据进行窄带干扰自适应消除处理，得到窄带干扰消除后的数据，送至解扩单元（5）；
解扩单元（5）将接收到的窄带干扰消除后的数据进行解扩处理，得到解扩后的数据，送至解调单元（6）；
解调单元（6）将接收到的解扩后的数据进行解调处理，得到频率误差数据和解调后的同步数据，并将频率误差数据送至数字下变频单元（2）。
2.根据权利要求1所述的一种基于窄带干扰自适应消除的扩频信号解调装置，其特征在于，所述窄带干扰自适应消除单元（4）包括快速傅里叶变换模块（7）、子带分割模块（8）、功率排序模块（9）、子带陷波模块（10）、陷波增益模块（11）和快速傅里叶逆变换模块（12）；
快速傅里叶变换模块（7）将来自匹配滤波单元（3）的数据进行快速傅里叶变换，然后输出给子带分割模块（8）；
子带分割模块（8）将来自快速傅里叶变换模块（7）的数据进行分段处理，分成n个子带，然后输出给功率排序模块（9）；
功率排序模块（9）接收子带分割模块（8）输出的数据，进行功率计算，并按照功率从大到小的顺序进行排序，然后送至子带陷波模块（10）；
子带陷波模块（10）依据陷波增益模块（11）送来的陷波后信号增益的变化对各子带进行陷波处理，并把陷波后的数据输出到陷波增益模块（11）和快速傅里叶逆变换模块（12）；
陷波增益模块（11）接收子带陷波模块（10）送来的数据，进行功率增益计算，并把增益对比结果反馈到子带陷波模块（10）；
快速傅里叶逆变换模块（12）把接收到的数据进行快速傅里叶逆变换，把变换后的数据输出到解扩单元（5）。
3.根据权利要求1所述的一种基于窄带干扰自适应消除的扩频信号解调装置，其特征在于，所述解调单元（6）包括时钟恢复模块（13）和载波恢复模块（14）；时钟恢复模块（13）将来自解扩单元（5）的数据进行时钟恢复；载波恢复模块（14）将时钟恢复后的数据进行频率误差提取，并输出恢复后的同步数据。
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