窄带干扰抑制方法及模块技术

本发明专利技术公开窄带干扰抑制方法及模块。该模块包括接收中频信号的干扰抑制通路、接收中频信号的bypass通路、干扰控制开关和数据选通开关。该干扰抑制通路包括信号变换模块、干扰检测模块和干扰处理模块，其中，信号变换模块将中频信号从时域变为频域信号，干扰检测模块判断所述频域信号有无干扰，在有干扰的情况下获得干扰频点信息及控制所述干扰控制开关闭合及所述数据选通开关从bypass通路切换至干扰抑制通路，所述干扰处理模块根据干扰频点信息对频域信号进行干扰抑制处理以获得消除干扰的中频信号，该中频信号通过数据选通开关输出；所述干扰检测模块在无干扰的情况下控制所述干扰控制开关断开及数据选通开关连通bypass通路。该模块功耗低。

Narrow Band Interference Suppression Method and Module

【技术实现步骤摘要】
窄带干扰抑制方法及模块
本专利技术干扰抑制技术，尤其涉及窄带干扰抑制方法及窄带干扰抑制模块。
技术介绍
由于全球卫星导航系统(GNSS)具有固有的脆弱性、我们面临的电磁环境越来越复杂及各类卫星导航干扰技术的长足发展使得卫星导航系统的精密应用面临严峻的挑战。在这些挑战中，最为普遍和典型的就是窄带干扰。窄带干扰限制了接收机的性能。为了提高导航接收机的性能，窄带干扰抑制技术是非常有必要的。现有的窄带干扰抑制技术主要分为时域窄带干扰抑制技术和基于FFT/IFFT的频域窄带干扰抑制技术。相比而言，时域窄带干扰抑制技术硬件实现复杂度高、收敛时间长等缺点。频域窄带干扰抑制技术的核心是利用数字信号处理技术估计信号的频谱，并在频域遍历所有频点，查找超过门限阈值的干扰频点，并对超过门限的干扰频点进行滤波处理，从而达到有效抑制干扰、保留有用信号的目的。与时域窄带干扰抑制技术相比，频域窄带干扰抑制技术不存在收敛问题，对干扰类型不敏感，干扰探测的灵敏度低。另外，在实际应用场景中，窄带干扰信号并不是一直存在，在干扰信号不存在的情况下，输入数字中频信号如果仍然经过抗干扰模块的进行系列处理，必然会增加接收机的工作功耗。因此，迫切需要一种改进方案，提高干扰信号探测的灵敏度，并且可以自适应的选择抗干扰模块的开启与关闭，实现模块功耗的控制。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有窄带干扰抑制模块功耗大的问题。本专利技术解决的另一问题是现有窄带干扰抑制模块探测灵敏度较低且功耗较大的问题。为解决上述问题的至少一个，本专利技术提供一种窄带干扰抑制模块。该模块包括接收中频信号的干扰抑制通路、接收中频信号的bypass通路、干扰控制开关和数据选通开关。该干扰抑制通路包括信号变换模块、干扰检测模块和干扰处理模块，其中，信号变换模块将中频信号从时域变为频域信号，干扰检测模块判断所述频域信号有无干扰，在有干扰的情况下获得干扰频点信息及控制所述干扰控制开关闭合及所述数据选通开关从bypass通路切换至干扰抑制通路，所述干扰处理模块根据干扰频点信息对频域信号进行干扰抑制处理以获得消除干扰的中频信号，该中频信号通过数据选通开关输出；所述干扰检测模块在无干扰的情况下控制所述干扰控制开关断开及数据选通开关连通bypass通路。本专利技术的另一方面公开一种GNSS芯片，该芯片包括前述的干扰抑制模块。本专利技术的另一方面还公开一种OEM板卡，该板卡具有上述窄带干扰抑制模块。本专利技术的另一方面还公开一种接收机，该接收机具有上述OEM板卡。本专利技术另一方面还提供一种窄带干扰抑制方法，该方法应用于具有bypass通路和干扰抑制通路的模块，包括如下步骤：所述bypass通路和干扰抑制通路均接收中频信号；所述干扰抑制通路检测中频信号有无干扰，在无干扰的情况下，关断该干扰抑制通路并控制中频信号经过bypass通路处理，在有干扰的情况下，关断bypass通路并进行干扰抑制处理以消除干扰。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：本专利技术设置bypass通路、干扰控制开关、数据选通开关、定时控制开关和定时模块。通过干扰检测模块输出使能信号控制干扰控制开关和数据选通开关以降低扰检测模块后的所有模块的功耗，在此基础上，增加定时模块、定时控制开关后，基于干扰检测模块输出的使能信号、定时模块的定时时间及其相应控制方式而控制从重叠加窗模块开始整个干扰抑制模块的功耗，使其功耗降低。上述两手段的结合，不仅使得探测灵敏度和准确度高，而且，还能降低干扰抑制模块的功耗。本专利技术通过非相干累加模块对频域信号(也即FFT模块的输出)进行非相干累加，通过这种方式，让原本隐藏在噪声之中，峰值不突出的干扰频点经过非相干累加后其频域峰值很突出，有利于提高对弱干扰信号检测的准确度和灵敏度。另外，所述干扰判断模块在噪声估计过程中，阈值门限随非相干结果增大而增大，随非相干结果减小而减小，实现自适应的噪声估计，由此，对于强度、频率不断变化的干扰，能够根据其变化自适应的调整阈值门限，提高弱干扰信号判断的准确度和灵敏度。附图说明图1是本专利技术窄带干扰抑制模块第一实施方式的原理框图；图2着重示意图1的干扰检测模块的非相干累加模块的处理流程；图3着重示意图1的干扰检测模块的干扰判断模块的噪声估计的处理流程；图4是图1所示实施方式的窄带干扰抑制模块的状态转换图图5是图1所示窄带干扰抑制模块的工作状态时序图；图6是本专利技术窄带干扰抑制模块第二实施方式的原理框图；图7是图1或图6的干扰检测模块的非相干累加的灵敏度分析示意图。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。请参阅图1，图1是本专利技术窄带干扰抑制模块的第一实施方式，该实施方式中包括bypass通路和干扰抑制通路。所述干扰抑制通路包括信号变换模块、干扰检测模块13和干扰处理模块。信号变换模块用于将接收的中频信号变换为频域信号，包括重叠加窗模块11和FFT模块12。干扰处理模块14用于消除中频信号中的干扰信号，在本实施方式中包括干扰抑制模块141、IFFT模块142、反加窗模块143和去重叠处理模块144。所述重叠加窗模块11对输入的中频信号做重叠加窗处理得到加窗信号。所述FFT模块12对加窗信号进行FFT运算得到频域信号。所述干扰检测模块13包括非相干累加模块131和干扰判断模块132。所述非相干累加模块131对所述频域信号执行非相干累加操作以获得包括信号功率的非相干累加结果，更为具体的，针对频域信号的N点FFT结果计算所有频点的信号功率，并进行非相干累加，若非相干累加次数未达到设定次数，则，继续累加直至非相干累加次数达到设定次数，在达到后，传输所有频点的非相干累加结果给所述干扰判断模块。所述干扰判断模块132对非相干累加结果进行噪声估计以获得噪声估计值，基于噪声估计结果和阈值门限判断所述频域信号是否有干扰，在有干扰的情况下，传输频域信号的干扰频点信息至所述干扰处理模块14。请参阅图2并结合图1详细说明本实施方式的干扰检测模块13，特别是非相干累加模块131的工作过程如下：1.非相干累加参数初始化，非相干累加次数n和非相干累加结果Pnc初始化为0：2.对FFT模块12输出的频域信号的N点FFT结果计算每个频点的信号功率P：P＝[P(i)]3.非相干累加，同时，更新非相干累加结果Pnc和非相干次数n；4.判断非相干累加次数n是否达到设定次数Nnc，若不超过，则回到2，等待下一次FFT结果；5.如果非相干累加次数n达到设定次数Nnc，则传输非相干累加结果给所述干扰判断模块132。干扰判断模块132对非相干累加结果Pnc做噪声估计；6.对非相干累加结果Pnc频点，干扰判断模块132结合估计噪声检测干扰频点，以获得噪声估计值，基于噪声估计结果和阈值门限判断所述频域信号是否有干扰，在有干扰的情况下，传输频域信号的干扰频点信息至所述干扰处理模块14。判断干扰的方法可以采用现有技术，在此不再赘述，也可以采用如第二实施方式所述的方法。请继续参阅图1，所述干扰判断模块132包括噪声估计模块1321和干扰频点判断模块1322。噪声估计模块1321采用自适应的方法来做噪声能量估计，从而，根据估计的噪声能量计算出阈值门限，也就是所述干扰判断模块的阈值门限随非相干结果增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.窄带干扰抑制模块，其特征是：该模块包括接收中频信号的干扰抑制通路、接收中频信号的bypass通路、干扰控制开关和数据选通开关，其中，所述干扰抑制通路包括信号变换模块、干扰检测模块和干扰处理模块，其中，信号变换模块将中频信号从时域变为频域信号，干扰检测模块判断所述频域信号有无干扰，在有干扰的情况下获得干扰频点信息及控制所述干扰控制开关闭合及所述数据选通开关从bypass通路切换至干扰抑制通路，所述干扰处理模块根据干扰频点信息对频域信号进行干扰抑制处理以获得消除干扰的中频信号，该中频信号通过数据选通开关输出；所述干扰检测模块在无干扰的情况下控制所述干扰控制开关断开及数据选通开关连通bypass通路。

【技术特征摘要】
1.窄带干扰抑制模块，其特征是：该模块包括接收中频信号的干扰抑制通路、接收中频信号的bypass通路、干扰控制开关和数据选通开关，其中，所述干扰抑制通路包括信号变换模块、干扰检测模块和干扰处理模块，其中，信号变换模块将中频信号从时域变为频域信号，干扰检测模块判断所述频域信号有无干扰，在有干扰的情况下获得干扰频点信息及控制所述干扰控制开关闭合及所述数据选通开关从bypass通路切换至干扰抑制通路，所述干扰处理模块根据干扰频点信息对频域信号进行干扰抑制处理以获得消除干扰的中频信号，该中频信号通过数据选通开关输出；所述干扰检测模块在无干扰的情况下控制所述干扰控制开关断开及数据选通开关连通bypass通路。2.根据权利要求1所述的窄带干扰抑制模块，其特征是：所述干扰抑制模块包括定时控制开关和定时模块，其中，所述定时模块记录所述定时控制开关断开的时间间隔，所述定时控制开关仅在无干扰且闭合的时间间隔未达到预设时间间隔的情况下断开，在定时控制开关断开的情况下，中频信号经过所述bypass通路处理后输出，反之，该定时控制开关闭合，在闭合的情况下，传输中频信号给信号变换模块。3.根据权利要求2所述的窄带干扰抑制模块，其特征是：所述干扰检测模块在判断中频信号有干扰的情况下，输出的干扰使能信号有效，所述定时模块在记录的时间间隔达到预设时间的情况下输出所述有效的定时使能信号，所述定时控制开关在所述有效的干扰使能信号和有效的定时使能信号的控制下闭合；或者，所述干扰检测模块在无干扰的情况下输出的干扰使能信号无效，所述定时控制开关在该干扰使能信号无效和定时使能信号有效的情况下闭合；或者，所述定时模块在记录的时间未达到预设时间间隔的情况下输出的定时使能信号无效，所述干扰检测模块在无干扰的情况下输出的干扰使能信号无效，所述定时控制开关在该定时使能信号无效和干扰使能信号无效的情况下断开；或者，所述定时模块在记录的时间未达到预设时间间隔的情况下输出的定时使能信号无效，所述干扰检测模块在有干扰的情况下输出的干扰使能信号有效，所述定时控制开关在该干扰使能信号有效和定时使能信号无效的情况下闭合。4.根据权利要求1所述的窄带干扰抑制模块，其特征是：所述干扰检测模块包括非相干累加模块和干扰判断模块，其中，非相干累加模块对所述频域信号执行非相干累加操作以获得包括信号功率的非相干累加结果，所述干扰判断模块对非相干累加结果进行噪声估计以获得噪声估计值，基于噪声估计结果和阈值门限判断所述频域信号是否有干扰，在有干扰的情况下，传输频域信号的干扰频点信息至所述干扰处理模块；所述干扰处理模块在有干扰的情况下，接收所述频域信号并基于所述干扰频点信息对所述频域信号进行干扰抑制处理以消除所述中频信号的干扰。5.根据权利要求4所述的窄带干扰抑制模块，其特征是：所述非相干累加模块针对频域信号的N点FFT结果计算所有频点的信号功率，并进行非相干累加，若非相干累加次数未达到设定次数，则，继续累加直至非相干累加次数达到设定次数，在达到后，传输所有频点的非相干累加结果给所述干扰判断模块。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：徐敏，翟晓东，
申请(专利权)人：上海司南卫星导航技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31