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。
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。