诸如自适应控制模块(202)的控制器，被配置为控制自适应陷波滤波器(201)并执行搜索技术(例如，人工智能(AI)搜索技术)，以收敛于滤波器系数并实时地递归地调整自适应陷波滤波器(201)的滤波器系数，以自适应地调整一个或更多个滤波器特性(例如，最大陷波深度或衰减、陷波的带宽或陷波的总体幅度与频率响应的关系)。系)。系)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于卫星导航接收机的自适应窄带抗干扰
[0001]相关申请
[0002]本申请是2021年9月30日提交的美国专利申请17/449,592的延续案，并要求于2020年10月16日提交的美国临时申请号为63/093,161的优先权，其中上述申请中的每一项均通过引用并入本文。
[0003]本公开文件涉及用于卫星导航接收机的自适应窄带抗干扰。
技术介绍
[0004]电磁频谱对于无线通信是受限的。随着无线通信被设计用于支持用于终端用户的较大的数据传输吞吐量，对卫星导航接收机的干扰的可能性趋于增加。干扰可能由各种技术因素引起，例如在无线发射机之间的频率间隔或空间分离不足、在无线信号之间的互调失真、接收机灵敏度降低或与扩频信号的完全正交编码的偏差、政府监管机构的过时的无线电或微波频率传播模型等等。因此，需要通过自适应窄带干扰抑制系统来改善干扰。
技术实现思路
[0005]根据一个实施例，一种具有干扰抑制能力的接收机系统，该接收机系统包括用于接收射频信号的天线。下变频器被配置为将射频信号转换为中频信号。模数转换器被配置为将中频信号或模拟基带信号转换为数字基带信号。选择性滤波模块被布置成对数字基带信号进行滤波或处理，其中选择性滤波模块包括窄带抑制滤波器(带阻滤波器)，该窄带抑制滤波器被配置为抑制干扰所接收的射频信号的干扰分量。选择性滤波模块包括支持无限脉冲响应(IIR)的自适应陷波滤波器。控制器被配置为控制自适应陷波滤波器并执行搜索技术(例如，人工智能(AI)搜索技术)，以收敛于滤波器系数并实时递归地调整自适应陷波滤波器的滤波器系数，以自适应地调整一个或更多个滤波器特性(例如，最大陷波深度或衰减、陷波的带宽或陷波的总体幅度与频率响应的关系)。
附图说明
[0006]图1A是具有用于射频信号(例如微波卫星信号)的自适应窄带抗干扰的数字信号处理的接收机系统的框图。
[0007]图1B是更详细地示出图1A的第一窄带抑制系统和第二窄带抑制系统的框图。
[0008]图2A是使用最小二乘(LMS)技术基于包括干扰信号或干扰信号分量的接收到的信号实时选择、调谐和/或调整滤波器系数的自适应陷波滤波器的框图。
[0009]图2B是使用施蒂格利茨
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麦克布赖德技术(例如施蒂格利茨
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麦克布赖德干扰识别模型)基于包括干扰信号或干扰信号分量的接收到的信号实时选择、调谐和/或调整滤波器系数的自适应陷波滤波器的框图。
[0010]图3是级联陷波滤波器架构的第一实施例的框图。
[0011]图4是根据本公开的陷波滤波器的幅度与频率响应的第一说明性示例。
[0012]图5是与各种相应的控制参数(例如ρ)相关联的陷波滤波器的幅度与频率响应的第二说明性示例。
[0013]图6是级联陷波滤波器架构的第二实施例的框图。
[0014]图7是级联陷波滤波器架构的第三实施例的框图，其示出了根据施蒂格利茨
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麦克布赖德方法的无限脉冲响应配置的反馈。
[0015]图8是包括图7的级联陷波滤波器的二阶变型的级联陷波滤波器的第四实施例的框图。
[0016]图9是基于小批量梯度下降算法的级联陷波滤波器的第五实施例的框图。
[0017]图10是预测与示例性相邻频带干扰信号相关联的信噪比劣化的理论模型。
[0018]图11是陷波滤波器的幅度与频率响应的图表的说明性示例，其中比较了自适应解和预期解或基准解。
[0019]图12是示出作为参考的滤波器系数到滤波器系数稳态解的收敛与滤波器系数到滤波器系数稳态解的时间的关系的图表的说明性示例。
[0020]图13是示出陷波滤波器在潜在感兴趣的扩展带宽上的群延迟的图表的说明性示例。
[0021]图14是在收敛前和收敛后之间比较的期望的接收到的信号的幅度中的潜在滤波器误差的曲线图的说明性示例。
[0022]图15是期望的接收到的信号与在稳态下的误差信号的直方图的说明性示例。
具体实施方式
[0023]如本文档中所使用的，适于、布置成或配置为是指一个或更多个数据处理器、逻辑设备、数字电子电路、延迟线路或电子设备被编程有待执行的软件指令，或设置有等效电路，以执行本文档中阐述的任务、计算、估计、通信或其他功能。
[0024]电子数据处理器是指微控制器、微处理器、算术逻辑单元、布尔逻辑电路、数字信号处理器(DSP)、可编程门阵列、专用集成电路(ASIC)或用于执行可存储在任何数据存储设备中的软件指令、逻辑、代码或模块的另一电子数据处理器。
[0025]如本文档中所使用的，射频信号包括毫米频带、微波频带、超高频带或用于数据、语音、遥测、导航信号等的无线通信的其他频带中的任何电磁信号或无线通信信号。
[0026]图1A是具有用于射频信号(例如微波卫星信号102)的自适应窄带抗干扰的数字信号处理的接收机系统100的框图。全球导航卫星系统(GNSS)包括围绕地球沿轨道运行的卫星101的星群。每个卫星101(例如，GNSS卫星)包括用于发射期望的导航卫星信号102或可由接收机系统100(例如，GPS接收机系统或卫星导航接收机)接收的射频信号的发射机。同时，干扰发射机104可以以可能干扰GNSS接收机的期望的导航卫星信号102的接收的频率发射干扰信号103以及通过可能干扰GNSS接收机的期望的导航卫星信号102的接收的调制来发射干扰信号103。
[0027]接收机系统100表示用于诸如全球导航卫星系统(GNSS)接收机的无线电接收机的一个可能的接收环境的说明性示例。卫星101(例如，卫星车辆)以多个频率发射卫星信号102，以使得信号的集合可以被称为复合信号。例如，在图1A中，Lx可以表示在全球定位系统
(GPS)中使用的一个或更多个卫星信号102，例如L1、L2和/或L5信号。卫星信号102将被自由空间传播、电离层和对流层衰减或干扰。实际上，卫星信号102可能受到背景噪声和/或一些潜在的干扰信号103(例如，窄带干扰信号)的影响。例如，在地面无线电塔处，干扰发射机104可以在相同或相邻的频带内向来自卫星101的一个或更多个发射的卫星信号102发射一个或更多个干扰信号103。干扰信号103可以被分类为宽带干扰(WBI，例如脉冲状信号)或窄带干扰(NBI，例如连续波(CW)信号，其带宽比GNSS信号相对窄)。本公开的范围将集中于减少或过滤来自一个或更多个窄带干扰信号103的干扰，尽管对于本领域普通技术人员来说，使本公开适应宽带干扰是显而易见的。
[0028]如本文所使用的，NBI可以与一个NBI分量或多个NBI分量同义。
[0029]图1A示出了能够接收由卫星101发射的信号的接收机系统100，这些信号包括一个或更多个载波信号(例如，全球定位系统(GPS)的第一载波(L1)、第二载波(L2)和附加的第三载波(L5))，以使得接收机系统100可以基于接收到的信号以非常高的准确度和精度确定位置、速度和姿态(例如，偏航角本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有干扰抑制能力的接收机系统，所述接收机系统包括：天线，所述天线用于接收射频信号；分离器，所述分离器用于将接收到的所述射频信号分离成第一信号和第二信号；第一下变频器，所述第一下变频器用于将所述射频信号转换为中频信号；第一模数转换器，所述第一模数转换器用于将所述中频信号或模拟基带信号转换为基带信号；第一选择性滤波模块，所述第一选择性滤波模块用于对所述基带信号进行滤波；第一窄带抑制滤波器，所述第一窄带抑制滤波器用于抑制干扰分量，其中，所述选择性滤波模块包括：第一自适应陷波滤波器，所述第一自适应陷波滤波器支持无限脉冲响应、或支持有限脉冲响应、或支持无限脉冲响应和有限脉冲响应两者；第二下变频器，所述第二下变频器用于将所述射频信号转换为中频信号；第二模数转换器，所述第二模数转换器用于将所述中频信号转换为基带信号；第二选择性滤波模块，所述第二选择性滤波模块用于对所述基带信号进行滤波；第二窄带抑制滤波器，所述第二窄带抑制滤波器用于抑制干扰分量，其中，所述选择性滤波模块包括：第二自适应陷波滤波器，所述第二自适应陷波滤波器支持无限脉冲响应、或支持有限脉冲响应、或支持无限脉冲响应和有限脉冲响应两者；控制器，所述控制器用于控制所述第一自适应陷波滤波器和所述第二自适应陷波滤波器，所述控制器被配置为执行最小均方算法，以递归地调整所述第一自适应陷波滤波器和所述第二自适应陷波滤波器的系数。2.根据权利要求1所述的接收机系统，其中，所述控制器被配置为实时地调整陷波频率，以减轻所述干扰分量对所述射频信号的伪噪声(PN)序列解调的影响。3.根据权利要求1所述的接收机系统，其中，所述最小二乘算法是施蒂格利茨
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麦克布赖德方法的一部分。4.根据权利要求1所述的接收机系统，其中，与所述第二自适应陷波滤波器相关联的所述第二信号能够相对于与所述第一陷波滤波器相关联的所述第一信号被延迟任意数量的样本，以使得所述第一信号与所述第二信号去相关。5.根据权利要求1所述的接收机系统，其中，所述任意数量的样本的延迟有助于使用施蒂格利茨
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麦克布赖德以收敛于所述第一自适应陷波滤波器的滤波器系数的解、或收敛于所述第二自适应陷波滤波器的滤波器系数的解、或收敛于所述第一自适应陷波滤波器和所述第二自适应陷波滤波器两者的滤波器系数的解。6.根据权利要求1所述的接收机系统，其中，所述第一自适应陷波滤波器包括使用施蒂格利茨
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麦克布赖德算法被自适应地更新的第一级滤波器，因此，所述第一自适应陷波滤波器保持参数向量的长度；所述第一自适应陷波滤波器可以包括多级滤波器，每级滤波器都精确地复制所述第一级滤波器，这样做以与所述滤波器级相关联的级联级的总数N改善所述陷波的衰减。7.根据权利要求1所述的接收机系统，其中，所述滤波器系数包括目标陷波频率和与所述目标陷波频率相关联的目标最大衰减。
8.一种具有干扰抑制能力的接收机系统，所述接收机系统包括：天线，所述天线用于接收射频信号；下变频器，所述下变频器用于将所述射频信号转换为中频信号；模数转换器，所述模数转换器用于将所述中频信号或模拟基带信号转换为数字...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞炜，马克，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：
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