一种对接收信号进行基带干扰抑制的方法、装置及介质

专利检索2025-08-07  12


本发明涉及无线通信及信号处理,尤其涉及一种对接收信号进行基带干扰抑制的方法、装置及介质。


背景技术:

1、在无线通信系统中,接收机在接收有用的信号时,也可能收到来自多方面的干扰信号。这些干扰信号可能由收发设备硬件的不理想,如载波泄露,收发机锁相环杂散、相位噪声、放大器非线性和量化噪声等因素导致。由于干扰通常呈非线性时变的特性,容易导致接收信号的畸变与失真,影响后续的解调及译码。因此,干扰抑制是通信系统中的关键功能之一。

2、传统数字通信系统中干扰抑制通常基于自适应滤波器进行设计,将已知的发射端基带信号作为输入信号,将接收到的干扰信号作为期望信号进行滤波器参数训练,利用训练好的参数作为干扰信道。这种方法可以动态跟踪干扰信号,及时调整滤波器抽头系数,尽可能降低干扰信号功率,但接收端需已知发射端基带信号,且单独使用的性能有限,一般需要配合射频干扰抑制模块使用。此外,该方法一般假设信道和干扰在一段时间内不变,使用导频信号训练干扰参数,在接收后续有用信号时利用训练好的参数进行干扰抑制,当有用信号较长时,干扰源众多时,由于干扰信道的变化,该方法不能有效跟踪动态干扰。


技术实现思路

1、本发明的实施例提供了一种对接收信号进行基带干扰抑制方法、装置及介质,以实现有效地提高无线通信系统性能。

2、为了实现上述目的,本发明采取了如下技术方案。

3、根据本发明的一个方面,提供了一种对接收信号进行基带干扰抑制的方法,包括:

4、对基带接收信号进行差分处理,得到差分信号,对所述差分信号进行遍历筛选,获得构建信号上包络和下包络的信号索引,计算信号索引对应的包络值;根据所述包络的信号索引和包络值进行线性插值,获得所述接收信号的上下包络;

5、对所述接收信号的上下包络进行平滑滤波,动态重建干扰信号;

6、将所述干扰信号从所述接收信号中分离。

7、优选地,所述的对获取的基带接收信号进行差分处理,得到差分信号,对所述差分信号进行遍历筛选,获得构建信号上包络和下包络的信号索引,包括:

8、对基带接收信号进行采样,得到基带信号y[n],对所述基带信号y[n]进行差分处理,得到差分信号ydiff[n]:

9、对所述差分信号ydiff[m]进行遍历,建立信号包络采样集合idxup和idxdn,idxup存储构建信号上包络的信号索引,idxdn存储构建信号下包络的信号索引:

10、从差分信号第二个元素开始遍历,对差分信号ydiff[n]和索引n进行如下判断和处理

11、若差分信号ydiff[n]大于tup,且n-nb的值大于α,且n-nb的值小于β,则将n加入集合idxup,令nb=n;

12、若差分信号ydiff[n]大于tup,且n-nb的值大于α,且n-nb的值大于β,则将n加入集合idxup,并在n和nb之间按照公式(1)新增k个索引加入集合idxdn,令nb=n;

13、若差分信号ydiff[n]小于tdn,且n-nb的值大于α,且n-nb的值小于β,则将n加入集合idxdn,令nb=n;

14、若差分信号ydiff[n]小于tdn,且n-nb的值大于α,且n-nb的值大于β,则将n加入集合idxdn,并在n和nb之间按照公式(1)新增k个索引加入集合idxup,令nb=n;

15、

16、其中i为n和nb之间插入的索引序号,k为n和nb插入的总索引数目;

17、上述步骤中,α为索引最小间距,β为索引最大间距,tup为上包络门限,tdn为下包络门限,nb为指示变量,nmid,i为索引nb和索引n之间增加的第i个索引。

18、优选地,计算信号索引对应的包络值,包括:

19、对于任意采样点n,其对应的包络值valn计算为:

20、

21、其中,q为计算窗口的大小;将获得的包络值按照公式(3)和公式(4)存储,∪为取并集符号;

22、valup={valn}∪valup,if n∈idxup  (3)

23、valdn={valn}∪valdn,if n∈idxdn  (4)。

24、优选地,所述的根据所述包络索引和包络值进行线性插值,获得所述接收信号的上下包络,包括:

25、给定索引集合idxup中任意两个相邻的索引和及其对应的valup集合中的包络值和任意索引x的上包络值envup[x]计算为:

26、

27、给定索引集合idxdn中任意两个相邻的索引和及其对应的valdn集合中的包络值和任意索引x的下包络值envdn[x]计算为:

28、

29、优选地,所述的对所述接收信号的上下包络进行平滑滤波,动态重建干扰信号,包括:

30、对获得的包络envup和envdn进行平滑滤波,滤波后的上包络表示为envup′,滤波后的下包络表示为envdn′,滤波后的信号用于动态重建干扰信号,重建后的干扰信号c[n]表示为:

31、c[n]=a×envup′[n]+b×envdn′[n] (7)

32、其中,a为上包络重建系数,b为下包络重建系数。

33、优选地,所述的将所述干扰信号从所述接收信号中分离,包括:

34、将重建后的干扰信号从接收信号中分离,抑制干扰后的接收信号z[n]表示为:

35、z[n]=y[n]-c[n] (8)。

36、根据本发明的另一个方面,提供了一种对接收信号进行基带干扰抑制的装置,包括:接收信号包络获取单元、干扰信号重建单元和干扰信号分离单元;

37、所述的接收信号包络获取单元,用于对获取的基带接收信号进行差分处理,得到差分信号,对所述差分信号进行遍历筛选,获得构建信号上包络和下包络的信号索引,计算信号索引对应的包络值;根据所述包络的信号索引和包络值进行线性插值,获得所述接收信号的上下包络;

38、所述的干扰信号重建单元,用于对所述接收信号的上下包络进行平滑滤波,动态重建干扰信号;

39、所述的干扰信号分离单元,用于将所述干扰信号从所述接收信号中分离。

40、优选地,所述的接收信号包络获取单元,用于在对基带接收信号进行采样,得到基带信号y[n],对所述基带信号y[n]进行差分处理,得到差分信号ydiff[n],对所述差分信号ydiff[m]进行遍历,建立信号包络采样集合idxup和idxdn,idxup存储构建信号上包络的索引,idxdn存储构建信号下包络的索引:

41、从差分信号第二个元素开始遍历,对差分信号ydiff[n]和索引m进行如下判断和处理:

42、若差分信号ydiff[n]大于tup,且n-nb的值大于α,且n-nb的值小于β,则将n加入集合idxup,令nb=n;

43、若差分信号ydiff[n]大于tup,且n-nb的值大于α,且n-nb的值大于β,则将n加入集合idxup,并在n和nb之间按照公式(1)新增k个索引加入集合idxdn,令nb=n;

44、若差分信号ydiff[n]小于tdn,且n-nb的值大于α,且n-nb的值小于β,则将n加入集合idxdn,令nb=n;

45、若差分信号ydiff[n]小于tdn,且n-nb的值大于α,且n-nb的值大于β,则将n加入集合idxdn,并在n和nb之间按照公式(1)新增k个索引加入集合idxup,令nb=n;

46、

47、上述步骤中,α为索引最小间距,β为索引最大间距,tup为上包络门限,tdn为下包络门限,nb为指示变量,nmid,i为索引nb和索引n之间增加的第i个索引。

48、优选地,所述的接收信号包络获取单元,还用于得到包络采样集合idxup和idxdn后,计算索引对应的包络值,并分别存储到集合valup和valdn中;

49、对于任意采样点n,其对应的包络值valn计算为:

50、

51、其中,q为计算窗口的大小;将获得的包络值按照公式(3)和公式(4)存储,∪为取并集符号;

52、valup={valn}∪valup,if n∈idxup  (3)

53、valdn={valn}∪valdn,if n∈idxdn  (4)。

54、优选地,所述的接收信号包络获取单元,还用于给定索引集合idxup中任意两个相邻的索引和及其对应的valup集合中的包络值和任意索引x的上包络值envup[x]计算为:

55、

56、给定索引集合idxdn中任意两个相邻的索引和及其对应的valdn集合中的包络值和任意索引x的下包络值envdn[x]计算为:

57、

58、优选地,所述的干扰信号重建单元,用于对获得的包络envup和envdn进行平滑滤波,滤波后的上包络表示为envup′,滤波后的下包络表示为envdn′,滤波后的信号用于动态重建干扰信号,重建后的干扰信号c[n]表示为:

59、c[n]=a×envup′[n]+b×envdn′[n] (7)

60、其中,a为上包络重建系数,b为下包络重建系数。

61、优选地,所述的干扰信号分离单元,用于将重建后的干扰信号从接收信号中分离,抑制干扰后的接收信号z[n]表示为:

62、z[n]=y[n]-c[n] (8)。

63、一种计算机可读存储介质,包括计算机可执行指令,所述计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器执行所述的方法。

64、由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出,采用本发明提供的基带干扰抑制方法,通过简单的处理和计算重建干扰信号,实施简单,通用性强,灵活度高,对提高无线通信系统性能具有重要意义。

65、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,这些将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。


技术特征:

1.一种对接收信号进行基带干扰抑制的方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的对基带接收信号进行差分处理,得到差分信号,对所述差分信号进行遍历筛选,获得构建信号上包络和下包络的信号索引,包括:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,计算信号索引对应的包络值,包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的根据所述包络索引和包络值进行线性插值,获得所述接收信号的上下包络,包括:

5.根据权利要求3或者4所述的方法,其特征在于,所述的对所述接收信号的上下包络进行平滑滤波,动态重建干扰信号,包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述的将所述干扰信号从所述接收信号中分离,包括:

7.一种对接收信号进行基带干扰抑制的装置,包括:接收信号包络获取单元、干扰信号重建单元和干扰信号分离单元;

8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述的接收信号包络获取单元,用于在对基带接收信号进行采样,得到基带信号y[n],对所述基带信号y[n]进行差分处理,得到差分信号ydiff[n],对所述差分信号ydiff[n]进行遍历,建立信号包络采样集合idxup和idxdn,idxup存储构建信号上包络的索引,idxdn存储构建信号下包络的索引;

9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述的接收信号包络获取单元,还用于得到包络采样集合idxup和idxdn后,计算索引对应的包络值,并分别存储到集合valup和valdn中;

10.根据权利要求9所述的装置,所述的接收信号包络获取单元,还用于给定索引集合idxup中任意两个相邻的索引和及其对应的valup集合中的包络值和任意索引x的上包络值envup[x]计算为:

11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述的干扰信号重建单元,用于对获得的包络envup和envdn进行平滑滤波,滤波后的上包络表示为envup′,滤波后的下包络表示为envdn′,滤波后的信号用于动态重建干扰信号,重建后的干扰信号c[n]表示为:

12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述的干扰信号分离单元,用于将重建后的干扰信号从接收信号中分离,抑制干扰后的接收信号z[n]

13.一种计算机可读存储介质,包括计算机可执行指令,所述计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器执行根据权利要求1至6中的任一项所述的方法。


技术总结
本发明提供了一种对接收信号进行基带干扰抑制的方法、装置及介质。所述方法包括:对基带接收信号进行差分处理,得到差分信号,对所述差分信号进行遍历筛选,获得构建信号上包络和下包络的信号索引,计算信号索引对应的包络值;根据所述包络的信号索引和包络值进行线性插值,获得所述接收信号的上下包络;对所述接收信号的上下包络进行平滑滤波,动态重建干扰信号;将所述干扰信号从所述接收信号中分离。采用本发明提供的基带干扰抑制方法,通过简单的处理和计算重建干扰信号,实施简单,通用性强,灵活度高,对提高无线通信系统性能具有重要意义。

技术研发人员:崔子琦,王公仆,刘铭,许荣涛,龚伟,艾渤
受保护的技术使用者:北京交通大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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