一種基于級聯陷波器的抗窄帶干擾系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種基于級聯陷波器的抗窄帶干擾系統，接收信號x(k)先通過第一陷波器，得到輸出e(k)，輸出e(k)通過第一自適應迭代模塊控制第一陷波器參數《l(k)的迭代更新，同時輸出e(k)作為第二陷波器的輸入，得到最終的輸出信號y(k)，輸出信號y(k)通過第二輸出信號控制第二陷波器參數《2(k)的迭代更新；所述第一陷波器參數《l(k)和第二陷波器參數《2(k)分別控制第一陷波器和第二陷波器的復系數。本發明具有更高的抗干擾容限、更快的收斂速度、更低的信號損失，使得電路實現上具有小型化、低功耗、可芯片化實現等特點。
【專利說明】一種基于級聯陷波器的抗窄帶干擾系統
【技術領域】
[0001] 本發明屬于衛星導航【技術領域】，涉及一種應用于衛導接收機系統的抗窄帶干擾系 統。
【背景技術】
[0002] 在衛星導航系統中，由于衛星信號的功率很低，通常低于空間白噪聲，在空間傳播 過程中極易受到外來敵意、非敵意的干擾信號或同頻段諧波影響，引起接收機接收信號失 真，無法完成正常的解算定位功能，故抗干擾技術為衛導系統中的關鍵技術。在目前的抗干 擾信號處理方法中，主要存在以下關鍵問題：
[0003] (1)在時域上去除干擾信號，由于需要對接收信號實時處理，會帶來電路規模，功 耗等指標的大幅上升，限制了工程化實現。
[0004] (2)在頻域內剔除干擾信號，通常會對衛導信號本身帶來損傷，導致信噪比下降， 誤碼率升高，對系統的干擾容限提升有限。
[0005] (3)抗干擾算法的收斂速度，會直接影響接收機捕獲和跟蹤信號的靈敏度，對整個 衛導系統的性能有關鍵性的影響。
【發明內容】
[0006] 為了克服現有技術的不足，本發明提供一種基于級聯陷波器的抗窄帶干擾系統， 抗干擾處理模塊具有更高的抗干擾容限、更快的收斂速度、更低的信號損失，使得電路實現 上具有小型化、低功耗、可芯片化實現等特點。借助已有的復數陷波器和LMS迭代算法等技 術方法，應用在手持接收機等小型系統中，具有廣闊的應用前景。
[0007] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：包括兩個陷波器，所述的陷波器采 用復數自適應陷波器；接收信號x(k)先通過第一陷波器，得到輸出e(k)，輸出e(k)通過第 一自適應迭代模塊控制第一陷波器參數ω1〇〇的迭代更新，同時輸出e(k)作為第二陷波 器的輸入，得到最終的輸出信號y (k)，輸出信號y (k)通過第二輸出信號控制第二陷波器參 數ω2(1〇的迭代更新；所述第一陷波器參數ω1〇〇和第二陷波器參數ω2〇〇分別控制第 一陷波器和第二陷波器的復系數，陷波器的零點位于單位圓上，極點在零點和圓心的連線 上且在單位圓內；所述的自適應迭代模塊采用LMS算法。
[0008] 本發明的有益效果是：
[0009] (1)處理兩個幅值相差較大的干擾信號，僅需要兩級一階復數陷波器；降低了電 路規模，更便于工程化實現。
[0010] (2)搜索初始頻點可任意設置，故可根據前端干擾檢測模塊的反饋結果設定搜索 的初始位置和步長，減少算法的迭代次數。
[0011] (3)在相同大小干擾情況下，本發明的收斂速度約為傳統矩陣型陷波器的四倍，具 備良好的收斂性能，提升了接收機的捕獲跟蹤能力。
[0012] (4)只在干擾頻點處進行陷波，減少了對輸入陷波器的寬帶信號損傷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1是一階復數自適應陷波器結構；
[0014] 圖2是二階級聯自適應陷波器結構；
[0015] 圖3是LMS算法流程圖；
[0016] 圖4是抗干擾算法系統級應用框圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，本發明包括但不僅限于下述實施 例。
[0018] 本發明是一種基于多級聯復數陷波器的干擾抑制算法結構，通過以一階自適應復 數陷波器為單元，選擇合適的收斂系數和級聯結構，實現了在衛星導航接收機解算前端對 窄帶干擾信號的抑制。
[0019] 擴頻通信的調制方式為IQ調制，實際信號分為正交的兩路信號傳輸，每個采樣點 為復數，其頻譜類似于高斯白噪聲，故可采用復數自適應陷波器處理，一階的復數自適應陷 波器結構如圖1 :x(k)與e(k)分別為陷波器的輸入輸出序列，ω為迭代算法控制的收斂 系數，它是不斷迭代修改的直到算法收斂，它控制陷波器傳輸函數中的復系數h，A(Z)*B(Z) 即為陷波器的傳輸函數。陷波器的零點位于單位圓上，極點在零點和圓心的連線上且在單 位圓內，陷波器始終能工作在穩定狀態。由于后級B (Z)對前級A(Z)的幅頻特性和相頻特 性的補償，使得整個陷波器只在陷波頻率處陷波，對其它頻率上的信號放大量基本為1，相 移近似為0。因此它可大幅度削弱強干擾，而引入的信號失真很小，使系統的干擾容限顯著 提1?。
[0020] 以一階陷波器為陷波單元，級聯構成二階復數陷波器結構如圖2,二階陷波器由兩 個一階陷波器級聯構成，兩個陷波器同時工作，接收信號x(k)先通過第一個陷波器，得到 輸出e (k)，e (k)通過自適應迭代算法控制第一個陷波器參數ω 1 (k)的迭代更新，同時其輸 出作為第二個陷波器的輸入，得到最終的輸出信號y(k)，y(k)通過自適應迭代算法控制第 二個陷波器參數ω 2 (k)的迭代更新。
[0021] 自適應收斂算法采用LMS算法，其思想是將陷波器的輸出序列作為誤差信號，通 過閉環迭代算法使誤差信號收斂。結合LMS算法的陷波器處理單元的計算流程如圖3。
[0022] 空間衛星信號到達地面的功率約為-130?_120dBm，一般衛導接收機對系統抗干 擾容限要求的干信比不大于85dB，利用Armijo準則計算并設置算法的搜索步長為le-11 ; 抗干擾處理在數字中頻域部分進行，工作頻率通常不大于100MHz，結合奈奎斯特準則，搜索 初始頻率可以在時鐘工作頻率范圍內任意設置；基于抗干擾處理模塊的硬件實現在整個衛 導系統中的應用方案如圖4。
[0023] 根據干擾信號的不同，算法在200個時鐘周期內即可收斂，響應速度不到10毫秒， 故此算法結構也可用于剔除高速掃頻干擾。
[0024] 本發明也可拓展應用于大型平臺，根據系統對抗干擾能力需求，硬件平臺規模，可 選擇更高階的陷波器級聯結構配置硬件資源。
【權利要求】
1. 一種基于級聯陷波器的抗窄帶干擾系統，包括兩個陷波器，其特征在于：所述的陷 波器采用復數自適應陷波器；接收信號X(k)先通過第一陷波器，得到輸出e(k)，輸出e(k) 通過第一自適應迭代模塊控制第一陷波器參數ω1〇〇的迭代更新，同時輸出e(k)作為第 二陷波器的輸入，得到最終的輸出信號y (k)，輸出信號y (k)通過第二輸出信號控制第二陷 波器參數ω 2 (k)的迭代更新；所述第一陷波器參數ω1〇〇和第二陷波器參數ω 2 (k)分別 控制第一陷波器和第二陷波器的復系數，陷波器的零點位于單位圓上，極點在零點和圓心 的連線上且在單位圓內；所述的自適應迭代模塊采用LMS算法。
【文檔編號】G01S19/21GK104215976SQ201410465073
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】胡霄, 張琦, 張文華, 張帆, 陳永良 申請人:中國電子科技集團公司第二十研究所