抗窄带干扰的自适应滤波器、系统及自适应滤波方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于卫星导航信号处理技术领域，特别涉及一种抗窄带干扰的自适应滤波 器及自适应滤波方法。
【背景技术】
[0002] 由于北斗/GPS卫星发射的卫星导航信号功率比较小，信号经过传输到达地面的接 收功率很弱，而且是固定频率发射，加之近地的复杂电磁环境，北斗/GPS接收机很容易受到 带内干扰的影响，干扰信号将阻塞接收机对卫星信号的接收与解调。对于干信比小于15dB 的干扰信号及2MHz带宽的北斗/GPS信号，接收机信号处理经过解扩后能够对干扰产生有效 抑制，但对于功率较强的干扰信号，北斗/GPS接收机将出现性能下降，甚至无法捕获与跟踪 北斗/GPS卫星信号。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种抗窄带干扰的自适应滤波器及自适应滤波方法，该滤波 方法可以有效的对干扰信号进行滤波处理，在滤除干扰信号的同时，最大限度的保留了有 用信号成分，保证后级的数字信号处理器能够进行正常的信号定位。
[0004] 为达到以上目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
[0005] 方案一：
[0006] 抗窄带干扰的自适应滤波器，其特征在于:包括用于根据权值w(n)和输入的参考 干扰信号u(n)计算得出干扰幅值y的干扰幅值计算模块，用于将数字中频信号d去除干扰幅 值y得到输出信号e的减法器，用于根据输入的参考干扰信号u(n)和输出信号e计算得出权 值w(n)的权值计算模块。
[0007]上述技术方案的特点和进一步改进：
[0008] 进一步的，所述干扰幅值计算模块包含用于将权值w(n)和参考干扰信号u(n)进行 乘运算得到第一乘法结果并输出的第一乘法器，用于将N个第一乘法结果进行相加得到干 扰幅值y的累加器。
[0009] 进一步的，所述减法器为宽带可调的减法器。
[0010] 进一步的，所述权值计算模块包含用于将输出信号e和参考干扰信号u(n)进行乘 运算得到第二乘法结果并输出的第二乘法器，用于将第二乘法结果与上次的权值w(n-l)进 行相加得到权值w(n)的加法器。
[0011] 进一步的，所述减法器的第一输入端用于输入数字中频信号d，其输出端用于输出 输出信号e并与权值计算模块的第二输入端连接;所述干扰幅值计算模块的第一输入端用 于输入参考干扰信号u(n)，其第二输入端与权值计算模块的输出端连接，其输出端与减法 器的第二输入端连接;所述权值计算模块的第一输入端用于输入参考干扰信号u(n);
[0012] 所述减法器的第一输入端作为自适应滤波器的输入端，所述减法器的输出端作为 自适应滤波器的输出端。
[0013] 方案二：
[0014] 抗窄带干扰的自适应滤波系统，基于上述抗窄带干扰的自适应滤波器，其特征在 于:包括输出端与输入端依次连接的多个抗窄带干扰的自适应滤波器。
[0015] 方案三：
[0016] 抗窄带干扰的自适应滤波方法，基于上述抗窄带干扰的自适应滤波器，其特征在 于:包括以下步骤：
[0017] 第一步:输入参考干扰信号u(n)给干扰幅值计算模块和权值计算模块，且同时输 入数字中频信号d给减法器；
[0018] 第二步:干扰幅值计算模块根据权值w(n)计算出干扰幅值y:
[0019]
[0020] 其中，η为信号个数，η = 0，1，2,3 · · · N;初始状态的权值w(n)均为0;并将干扰幅 值y传输给减法器；
[0021] 第三步:减法器从数字中频信号d中减去干扰幅值y，得到滤除干扰后的输出信号 e：
[0022] e = d-y,
[0023] 将输出信号e实时输出到基带，并同时传输给权值计算模块；
[0024]第四步:权值计算模块根据输出信号e和参考干扰信号u(n)更新权值w(n):
[0025] w(n) =e Xu(n)+w(n_l)，
[0026] 并将权值w(n)传输给干扰幅值计算模块，循环第二步、第三步、本步的计算。
[0027] 上述技术方案的特点和进一步改进：
[0028] 进一步的，在干扰幅值计算模块中通过第一乘法器将权值w(n)和参考干扰信号u (η)进行乘运算得到第一乘法结果并输出给累加器，通过累加器将N个第一乘法结果进行相 加得到干扰幅值y。
[0029] 进一步的，在权值计算模块中通过第二乘法器将输出信号e和参考干扰信号u(n) 进行乘运算得到第二乘法结果并输出给加法器，通过加法器将第二乘法结果与上次的权值 w(n-l)进行相加得到权值w(n)。
[0030] 进一步的，N的取值大于500。
[0031] 本发明的抗窄带干扰的自适应滤波器及自适应滤波方法，可以有效的对干扰信号 进行滤波处理。在滤除干扰信号的同时，最大限度的保留了有用信号成分。干扰滤除采用自 适应滤波器，比传统的滤波方法具有更陡峭的过渡带，通过调整步长参数还能够控制滤波 带宽，达到对窄带噪声干扰的滤除作用。通过系统级联的方式可以对多个连续波或窄带干 扰给予有效的抑制，提高北斗/GPS接收机处于窄带干扰环境下的定位性能。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明的抗窄带干扰的自适应滤波器的连接结构示意图；
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0034] 参照图1，为本发明的抗窄带干扰的自适应滤波器的连接结构示意图；该抗窄带干 扰的自适应滤波器包括用于根据权值w(n)和输入的参考干扰信号u(n)计算得出干扰幅值y 的干扰幅值计算模块，用于将数字中频信号d去除干扰幅值y得到输出信号e的减法器，用于 根据输入的参考干扰信号u(n)和输出信号e计算得出权值w(n)的权值计算模块。
[0035] 减法器的第一输入端用于输入数字中频信号d，其输出端用于输出输出信号e并与 权值计算模块的第二输入端连接;干扰幅值计算模块的第一输入端用于输入参考干扰信号 u(n)，其第二输入端与权值计算模块的输出端连接，其输出端与减法器的第二输入端连接； 权值计算模块的第一输入端用于输入参考干扰信号u (η)。减法器的第一输入端作为自适应 滤波器的输入端，减法器的输出端作为自适应滤波器的输出端。
[0036] 自适应滤波器的输入端连接外部发射端，即射频模块，射频模块用于向自适应滤 波器传输数字中频信号d;干扰幅值计算模块的第一输入端和权值计算模块的第一输入端 均连接外部锁频环，用于为自适应滤波器提供参考干扰信号u(n)。
[0037] 干扰幅值计算模块包含用于将权值w(n)和参考干扰信号u(n)进行乘运算得到第 一乘法结果并输出的第一乘法器，用于将N个第一乘法结果进行相加得到干扰幅值y的累加 器。
[0038]减法器为宽带可调的减法器。
[0039]权值计算模块包含用于将输出信号e和参考干扰信号u(n)进行乘运算得到第二乘 法结果并输出的第二乘法器，用于将第二乘法结果与上次的权值w(n-l)进行相加得到权值 w (η)的加法器，加法器中存储有上次的权值。
[0040] 射频模块输出的数字中频信号d带有窄带干扰成分，该抗窄带干扰的自适应滤波 器对数字中频信号d进行处理，滤除窄带干扰信号后输出给北斗/GPS接收机。
[0041] 抗窄带干扰的自适应滤波系统，基于上述抗窄带干扰的自适应滤波器，包括输出 端与输入端依次连接的多个抗窄带干扰的自适应滤波器。多个自适应滤波器的输入端、输 出端依次连接。即第一个自适应滤波器的输出端连接第二个自适应滤波器的输入端，第二 个自适应滤波器的输出端连接第三个自适应滤波器的输入端，依次如此连接。
[0042]对于窄带干扰信号的滤波处理可以通过抗干扰模块级联的方式实现，如果仅采用 一级滤波处