本发明专利技术提供一种GNSS数字中频信号窄带干扰抑制方法，所述方法包括，信号预处理步骤，将所述数字中频信号x(n)用下变频到零中频附近，滤除信号带外高频分量，得到所述零中频降采样信号；窄带干扰估计步骤，利用所述零中频降采样信号估计出所述窄带干扰的中心频率；窄带干扰滤除步骤，根据所述窄带干扰的中心频率将所述窄带干扰中心频率下变频到零中频附近，滤除所述窄带干扰零中频附近的干扰分量。采用本发明专利技术的技术方案后，可以实现简易实现包括北斗、GPS等在内的GNSS窄带干扰抑制，硬件资源消耗少，在硬件资源消耗优于OFFT技术方案。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于信号处理
，特别涉及一种GNSS数字中频信号窄带干扰抑制方法及相应的电路。
技术介绍
GNSS（Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统），如美国的GPS（Global Positioning System，全球定位系统）、欧洲的伽利略（Galileo）系统、俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）系统、中国的北斗卫星导航系统﹝BeiDou（或BD或COMPASS） Navigation Satellite System）等，在全球范围内为数量不限的海陆空用户提供全天候的、连续、精确的位置、速度和时间信息，在人们生活中发挥着日益重要的作用。GNSS信号到达接收天线的信号十分微弱，通常淹没在噪声之中，极易受到频带内其它信号的干扰，使接收机导航精度恶化或完全失去信号的跟踪。按照干扰带宽相比较GNSS信号带宽的大小，将其分为宽带干扰和窄带干扰两种。窄带干扰的一种极限情况是由一个单频构成的信号，即所谓CW（Continuous Wave，连续波）。在《GPS原理与应用 （第2版）》（（美）卡普兰等主编，寇艳红译，北京：电子工业出版社，2007 年）一书中，作者指出，宽带干扰的抑制通常采用接收机跟踪门限增强技术或空域自适应波束形成技术，前者需借助IMU（Inertial Measurement Unit，惯性测量单元）等设备的辅助信息，后者需用采纳多阵元天线。窄带干扰可通过频率剔除技术抑制，通常在数字中频前端通过横向滤波或FFT（Fast Fourier Tranform，快速傅立叶变换）的方式进行，可有效地将窄带干扰能量抑制在热噪声基底以下。图1为自适应时域滤波技术原理示意图，它是一种典型横向滤波器方法，实现原理如下：数字中频信号（包含有用信号、干扰和噪声）与其进行自适应滤波器滤波后的信号求差，得到的误差信号经自适应算法（比如LMS（Least Mean Square，最小均方差），RLS（Recursive Least Squares，迭代最小二乘）等）采用某种代价函数最小化准则来更新自适应滤波器系数，以达到干扰抑制的目的。这种方法可较好地抑制多个单频干扰，但具有硬件实现复杂度高、收敛时间缓慢、群时延变化等缺点。图2为OFFT技术原理示意图。OFFT（Overlapped Fast Fourier Transform，交叠快速傅立叶变换）技术是一种典型频域频率剔除技术，它的设计思路是将数字中频数据分两路（分别经1/2FFT块长度延迟和不延迟）独立进行加窗、FFT、干扰频率剔除、IFFT后，按照一定的算法进行合路。OFFT方法具有设计容易、可同时滤除多个窄带干扰等优点，但需要4个FFT引擎，硬件实现复杂度高，且频率分辨率较低，对信号衰减较大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种GNSS数字中频信号窄带干扰抑制方法及相应的电路。本专利技术提供一种GNSS数字中频信号窄带干扰抑制方法，所述方法包括，信号预处理步骤，将所述数字中频信号x(n)用下变频到零中频附近，滤除信号带外高频分量，得到所述零中频降采样信号；窄带干扰估计步骤，利用所述零中频降采样信号估计出所述窄带干扰的中心频率；窄带干扰滤除步骤，根据所述窄带干扰的中心频率将所述窄带干扰中心频率下变频到零中频附近，滤除所述窄带干扰零中频附近的干扰分量。更进一步，所述方法还包括，上变频步骤，根据所述窄带干扰的中心频率将经过所述窄带干扰滤除步骤处理的信号上变频至f2频率进行捕获和跟踪处理。更进一步，所述窄带干扰估计步骤还包括，扫描所述零中频降采样信号得到2个窄带干扰jam1和jam2的中心频率 和；所述窄带干扰滤除步骤还包括，根据所述中心频率滤除所述窄带干扰jam1；如果所述窄带干扰jam2存在，根据（）滤除所述窄带干扰jam2。更进一步，所述信号预处理步骤还包括，将所述数字中频信号x(n)乘以因子下变频到零中频附近，经1MHz低通滤波器滤除高频部分，得到带宽为1MHz的解析信号，由欠采样模块按4倍欠采样，得到所述零中频降采样信号xlp(n) ，其中f1为所述数字中频信号x(n)中频频率，中频数字化采样率fs =16f0， f0为C/A码速率。更进一步，所述窄带干扰滤除步骤还包括，将所述零中频降采样信号乘以因子，使所述窄带干扰jam1频谱中心将干扰频谱中心移动到零频，再进入高通滤波器进行高通滤波，滤除零频附近的窄带干扰，输出解析信号xhp(n) ；如果所述窄带干扰jam2存在，将所述输出解析信号xhp(n) 乘以因子，使所述窄带干扰jam2频谱中心移动到零频，再进入高通滤波模块进行高通滤波，滤除零频附近的窄带干扰。本专利技术还一种GNSS数字中频信号窄带干扰抑制电路，所述电路包括，预处理模块、谱分析模块、干扰滤除模块以及上变频模块；所述预处理模块将所述数字中频信号x(n)用下变频到零中频附近，滤除信号带外高频分量，得到所述零中频降采样信号；所述谱分析模块利用所述零中频降采样信号估计出所述窄带干扰的中心频率；所述干扰滤除模块根据所述窄带干扰的中心频率将所述窄带干扰中心频率下变频到零中频附近，滤除所述窄带干扰零中频附近的干扰分量；所述上变频模块根据所述窄带干扰的中心频率将经过所述窄带干扰滤除步骤处理的信号上变频至f2频率进行捕获和跟踪处理。更进一步，所述预处理模块包括1MHz低通滤波器，所述低通滤波器采用两级级联，其中LP1滤波器为梳状FIR滤波器，LP2滤波器为低通FIR滤波器。更进一步，所述LP1滤波器的通带分别为（0，0.7f0）、（3.3f0，4.7f0）、（7.3f0，8f0），阻带分别为（f0，3f0）、（5f0，7f0）；所述LP2滤波器的通带为（0，f0），阻带为（3f0，8f0）；所述FIR滤波器阶数为（M+1），输入信号和其经M级延迟的信号分别与FIR滤波器系数h(i)（i=0,1,…,M）相乘、累加后输出信号。更进一步，所述干扰滤除模块包括频率移动模块及高通滤波器，所述高通滤波器包括N1阶高通梳状滤波器及N2阶高通子滤波器，将干扰频谱中心移动到零频后，一路进入高通梳状滤波器，经延迟单元进行N2/2点延迟；另一路经延迟单元进行N1/2点延迟，并减去所述高通梳状滤波器的输出信号，再经过所述高通子滤波器滤波，与第一路输出的信号相加，输出低频滤除后的解析信号。更进一步，所述干扰滤除模块包括干扰滤除模块及干扰滤除模块, 用于消除不同的窄带干扰。采用本专利技术的技术方案后，可以实现简易实现包括北斗、GPS等在内的GNSS窄带干扰抑制，硬件资源消耗少，在硬件资源消耗优于OFFT技术方案。附图说明图1为自适应时域滤波技术原理示意图；图2为OFFT技术原理示意图；图3为本专利技术的基于FIR滤波的GNSS窄带干扰抑制方法原理示意图;图4是预处理模块1在某GPS接收机中实现示意图;图5为1MHz低通滤波器12的框本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种GNSS数字中频信号窄带干扰抑制方法，其特征在于，所述方法包括，信号预处理步骤，将所述数字中频信号x(n)用下变频到零中频附近，滤除信号带外高频分量，得到所述零中频降采样信号；窄带干扰估计步骤，利用所述零中频降采样信号估计出所述窄带干扰的中心频率；窄带干扰滤除步骤，根据所述窄带干扰的中心频率将所述窄带干扰中心频率下变频到零中频附近，滤除所述窄带干扰零中频附近的干扰分量。
【技术特征摘要】
1.一种GNSS数字中频信号窄带干扰抑制方法，其特征在于，所述方法包括，信号预处理步骤，将所述数字中频信号x(n)用下变频到零中频附近，滤除信号带外高频分量，得到所述零中频降采样信号；窄带干扰估计步骤，利用所述零中频降采样信号估计出所述窄带干扰的中心频率；窄带干扰滤除步骤，根据所述窄带干扰的中心频率将所述窄带干扰中心频率下变频到零中频附近，滤除所述窄带干扰零中频附近的干扰分量。
2.如权利要求1所述的窄带干扰抑制方法，其特征在于，所述方法还包括，上变频步骤，根据所述窄带干扰的中心频率将经过所述窄带干扰滤除步骤处理的信号上变频至f2频率进行捕获和跟踪处理。
3.如权利要求1至2中任意一项所述的窄带干扰抑制方法，其特征在于，所述窄带干扰估计步骤还包括，扫描所述零中频降采样信号得到2个窄带干扰jam1和jam2的中心频率 和；所述窄带干扰滤除步骤还包括，根据所述中心频率滤除所述窄带干扰jam1；如果所述窄带干扰jam2存在，根据（）滤除所述窄带干扰jam2。
4.如权利要求1至2中任意一项所述的窄带干扰抑制方法，其特征在于，所述信号预处理步骤还包括，将所述数字中频信号x(n)乘以因子下变频到零中频附近，经1MHz低通滤波器（12）滤除高频部分，得到带宽为1MHz的解析信号，由欠采样模块（13）按4倍欠采样，得到所述零中频降采样信号xlp(n) ，其中f1为所述数字中频信号x(n)中频频率，中频数字化采样率fs =16f0， f0为C/A码速率。
5.如权利要求3所述的窄带干扰抑制方法，其特征在于，所述窄带干扰滤除步骤还包括，将所述零中频降采样信号乘以因子，使所述窄带干扰jam1频谱中心将干扰频谱中心移动到零频，再进入高通滤波器(22)进行高通滤波，滤除零频附近的窄带干扰，输出解析信号xhp(n) ；如果所述窄带干扰jam2存在，将所述输出解析信号xhp(n) 乘以因子，使所述窄带干扰jam2频谱中心移动到零频，再进入高通滤波模块(22)进行高通滤波，滤除零频附近的窄带干扰。
6.一种GNSS数字中频信号窄带干扰抑制电路，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭小刚，周波，董喜艳，
申请(专利权)人：泰斗微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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