技术摘要：
本发明公开的存在多普勒一阶变化率的自适应滤波窄带干扰抑制方法，属于通信技术领域。本发明实现方法为：通信系统接收端将接收到的信号输入给ADC模块，将通信接收端接收到的信号经过模数转换、数字下变频、低通滤波以及抽取模块之后，将抽取后得到数据传输给解线调模块  全部
背景技术：
直接序列扩频技术(DSSS)是将传输信号的频谱用伪随机序列进行展宽以提高通 信系统的可靠性，具有抗干扰、低截获、保密性好、可实现码分多址通信等优点，在军事和民 用通信等领域得到广泛的应用。虽然直接序列扩频技术具有一定的抗干扰能力，但是当干 扰强度超过扩频信号的处理增益时，必须采用干扰抑制算法才能保证系统的性能。 干扰抑制算法分为变换域抗干扰及时域抗干扰，变换域抗干扰算法通过变换将时 域信号转换为变换域信号，则时域复杂的滤波和卷积运算变为变换域的乘法运算，算法简 单并且易于工程实现。但在实现时硬件资源消耗较大；在硬件资源约束性较大的场合，一般 选择使用时域抗干扰算法，基于最小均方(LMS)算法的时域自适应滤波窄带干扰抑制技术 是常用的时域抗干扰算法。在直接序列扩频系统中信号带宽较大，伪随机序列接近理想的 自相关性和互相关性，信号各采样点之间相关性很小，极难根据前面的信息估计后面的信 息。而窄带干扰信号带宽相对于扩频信号来说较窄，且采样点之间相关性很强。因此时域抗 干扰技术原理是利用窄带干扰信号的相关性对其进行预测，然后将其减去，从而提高系统 性能。 但是在接收信号存在多普勒频偏，且多普勒频偏还存在一阶变换率时，窄带干扰 信号由平稳信号变为非平稳信号，其自相关函数变为时变函数，当多普勒变化率导致的频 偏变化远大于符号速率时，干扰变得不可预测，这将严重影响时域抗干扰性能。因此设计一 种存在多普勒及多普勒一阶变换率情况下的LMS自适应滤波窄带干扰抑制方法是非常有必 要的。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷：存在多普勒及多普勒一阶变化率情况下，时域自适应滤 波窄带干扰抑制方法无法正确估计干扰情况，严重影响时域抗干扰性能。本发明公开的存 在多普勒一阶变化率的自适应滤波窄带干扰抑制方法要解决的技术问题是：在存在一阶多 普勒变化率情况下，通过分数阶傅里叶变换对接收信号的多普勒及多普勒一阶变化率进行 搜索，对通信系统的进行多普勒及多普勒一阶变化率补偿后再进行时域自适应滤波窄带干 扰抑制，提高通信系统的抗干扰性能。 本发明的目的是通过下述技术方案实现的。 本发明公开的存在多普勒一阶变化率的自适应滤波窄带干扰抑制方法，通信系统 接收端将接收到的信号输入给ADC模块，将通信接收端接收到的信号经过模数转换、数字下 变频、低通滤波以及抽取模块之后，将抽取后得到数据传输给解线调模块；利用分数阶傅里 叶变换对信号的初始频偏和频偏一阶变化率进行估计，并利用估计得到的值对抽取模块输 5 CN 111600628 A 说　明　书 2/6 页 出的值进行补偿，对信号进行内插之后再进行时域自适应滤波抗干扰处理，实现存在多普 勒一阶变化率时的时域自适应滤波抗干扰，提高通信系统的抗干扰性能。 本发明公开的存在多普勒一阶变化率的自适应滤波窄带干扰抑制方法，包括如下 步骤： 步骤一、通信系统接收端将接收到的信号输入给ADC模块，正交下变频模块对ADC 输出的数字信号进行数字下变频处理得到I、Q正交基带数据，并将所述I、Q正交基带数据传 输给低通滤波器模块； 步骤一中通信系统接收端接收信号r(t)表示如式(1)所示： 其中，fc为载波频率、Δf为频偏，由于存在多普勒一阶变化率，因此频偏Δf为一 个随着时间变化的函数、 为初始相位、N为扩频码长度、h(t)为成型波形、Tc为一个扩频码 的码片持续时间、c为扩频码向量。 步骤二、低通滤波器模块对I、Q正交基带数据进行低通滤波,然后将经过滤波的I、 Q正交基带数据传输给抽取模块； 步骤二实现方法为：低通滤波器模块对I、Q正交基带数据进行低通滤波,低通滤波 之后的离散信号表示为： 其中c是第n个采样点的扩频码，d表示发送的信号，Tsmp是采样间隔，且fsmp为采样 率。由于初始相位 不随时间变化，因此公式(2)变换为： s(n)＝Ac(n)d(n)exp(j2πΔf(nTsmp)nTsmp)      ⑶ 其中 将经过滤波之后的I、Q正交基带数据s(n)传输给抽取模块。 步骤三、抽取模块将经过滤波之后的I、Q正交基带数据s(n)进行抽取后得到数据 s′(n)，将s′(n)传输给解线调模块； 作为优选，步骤三中将经过滤波之后的I、Q正交基带数据s(n)抽取到2倍码片速率 得到信号s′(n)。 步骤四、解线调模块对经过抽取后的I、Q正交基带数据s′(n)的利用分数阶傅里叶 变换对频偏和频偏变换率进行搜索估计，然后根据估计得到频偏和频偏变换率对经过抽取 后的I、Q正交基带数据进行补偿，将经过补偿后的I、Q正交基带数据传输给时域抗干扰模 块； 步骤四包括以下五个步骤： 步骤4.1、在解线调模中将步骤三输出的经过抽取后的I、Q正交基带数据s′(n)存 入存储器中，待估计出频偏以及频偏一阶变化率后再将存储器中的数据读出进行补偿； 步骤4.2、进行步骤4.1的同时，将步骤三输出的数据s′(n)以旋转角度α为变量，以 d为步长对输入的N点离散信号进行分数阶傅里叶变换。 在存在多普勒一阶频偏一阶变化率的情况下，多普勒频偏为一个时变函数，表示 如下： 6 CN 111600628 A 说　明　书 3/6 页 其中Δf0为初始频偏， 为频偏一阶变化率，因此步骤三中抽取后的数据表示 为下式： 其中Td为抽取间隔，分数阶傅里叶变换的公式如下式所示： 其中α＝pπ/2，α∈(-π,π]，对α进行遍历后得到一个二维平面； 步骤4.3、对步骤4.2得到的二维平面进行搜索得到峰值点坐标 步骤4.4、通过步骤4.3得到峰值点坐标 计算得到初始频偏及频偏一阶变化 率。 初始频偏及频偏一阶变化率的估计公式如下式所示： 步骤4.5、将步骤4.1中存储的数据读出并利用步骤4.4中估计出的初始频偏及频 偏一阶变化率对经过抽取后的I、Q正交基带数据s′(n)进行频偏补偿后传输给时域抗干扰 模块； 步骤五、将经过频偏补偿的数据输入到自适应滤波器模块进行时域窄带干扰抑制 之后，将经过窄带干扰抑制之后的数据传输给内插模块； 其中步骤五包含以下两个步骤： 步骤5.1、计算步骤4.5输出的数据经过自适应滤波器的响应y(n)＝wT(n)x(n)，其 中x(n)为自适应滤波器输入，w(n)为自适应滤波器的抽头系数，y(n)为自适应滤波器输出， 得到干扰抑制输出e(n)＝x(n)-y(n)。 步骤5.2、对步骤5.1输出的干扰抑制输出e(n)更新自适应滤波器抽头系数，返回 步骤5.1。 作为优选，步骤5.2选择使用最小均方(LMS)自适应滤波窄带抗干扰方法，其中步 骤5.2的自适应滤波器抽头系数更新方法为：为w(n 1)＝w(n) μe(n)x(n)，其中μ为更新步 7 CN 111600628 A 说　明　书 4/6 页 长。 步骤六、将步骤五输出经过干扰抑制之后的信号进行内插之后完成窄带抗干扰处 理，即在存在多普勒及多普勒一阶变化率情况下实现时域自适应滤波窄带干扰抑制，提高 通信系统的抗干扰性能。 有益效果： 1、本发明公开的存在多普勒一阶变化率的自适应滤波窄带干扰抑制方法，在存在 多普勒一阶变化率情况下，通过分数阶傅里叶变换对接收信号的多普勒及多普勒一阶变化 率进行搜索，对通信系统的进行多普勒及多普勒变化率补偿后再进行时域自适应滤波窄带 干扰抑制，提高通信系统的抗干扰性能。 2、本发明公开的存在多普勒一阶变化率的自适应滤波窄带干扰抑制方法，利用 LMS自适应滤波方法来对经过频偏和频偏一阶变化率补偿之后的通信信号进行时域抗干 扰，结构简单，复杂度低易于实现。 3、本发明公开的存在多普勒一阶变化率的自适应滤波窄带干扰抑制方法，通过对 通信信号抽取到2倍码片速率，减小抗干扰算法实现时的资源消耗。 附图说明 图1是本发明存在多普勒一阶变换率的时域自适应滤波窄带干扰抑制方法的流程 图； 图2是本发明存在多普勒一阶变换率的时域自适应滤波窄带干扰抑制方法的原理 框图； 图3是本发明存在多普勒一阶变换率时域自适应滤波窄带干扰抑制方法中解线调 模块的原理框图； 图4是本发明存在多普勒一阶变换率的时域自适应滤波窄带干扰抑制方法中时域 抗干扰模块的原理框图。