[发明专利]一种扩频通信系统中窄带干扰抑制方法、装置和接收机

说明书

技术领域

本发明属于宽带扩频通信系统领域，特别是涉及一种宽带扩频通信系统中窄带干扰抑制方法、装置和接收机。

背景技术

宽带扩频通信系统是现阶段应用最为广泛的数字通信系统之一，具有抗多径能力强、发射功率低、低截获率等多种优势。窄带干扰(如单音干扰、窄带数字干扰等)是目前宽带扩频通信系统中存在的一种主要干扰，如图1所示为宽带扩频通信系统与窄带系统频谱交叠示意图，由图1中可知，宽带信号和窄带信号的频谱存在交叠，因此系统相互之间会产生频谱干扰。

现有的窄带干扰抑制技术可分为以下三类：

(1)时域预测技术：将接收信号中的宽带扩频信号看做时间上不相关的随机信号，是不可预测的。而其中的窄带干扰由于时间上具有较强相关性，因而是可预测的，由此设计自适应滤波器，由系统过去时刻的输入预测系统当前的输入，而将系统当前实际输入值当做自适应滤波器的期望输出，得到的预测误差即为宽带扩频信号。时域预测技术是基于窄带干扰可预测的假设进行设计的，在窄带干扰为数字信号时，这种假设常常是不满足的，所以时域预测技术对数字窄带干扰抑制的性能较差。而且宽带扩频信号并不是随机的，所以为了达到较好的抑制性能，预测技术必须引入非线性的修正函数，这将加大系统开销。

(2)变换域抑制技术：从频域上来看，宽带扩频信号的功率分布在较宽的一段频谱上，而窄带信号的功率分布则相对集中，由此可通过DFT(离散傅里叶变换)将接收信号变换到频域，对其中幅度过大的谱线做删除或裁减处理，再通过IDFT(反离散傅里叶变换)将其反变换到时域，由此达到干扰抑制的目的。变换域技术存在的问题是频谱泄露及有用信号丢失。通过加窗的方法可以一定程度来抑制频谱泄露，但加窗的同时又造成了有用信号的失真。由于变换域方法是通过删除和裁减过大谱线的方法来抑制干扰，因此有用信号不可避免的在抑制过程中受到损失，在窄带干扰为单音干扰或线性调频信号时，这种损失可以忽略，但是当窄带干扰为带宽相对较大的AR随机过程或数字信号时，谱线处理造成的有用信号损失会对系统性能造成很大影响。

(3)码辅助干扰抑制技术：窄带干扰可以视作多个宽带扩频用户信号的叠加，由此可利用多用户检测的方法对其进行抑制。码辅助技术利用如MMSE这样的多用户检测技术进行窄带干扰抑制。码辅助技术分为固定码辅助技术和自适应码辅助技术，前者适用于干扰信号统计特性已知的情况，后者适用于干扰信号未知的情况。固定码辅助技术需要干扰信号的先验信息，在实际系统中不便实现。而自适应码辅助技术的性能并不理想，且在对维数为扩频因子的自相关矩阵做处理时运算量过大。另外码辅助技术都需要在接收信号已同步的情况下进行，在强干扰存在情况下系统常常无法顺利同步。

宽带扩频通信系统自身存在一定的抗窄带干扰能力，且随着扩频增益的增大而增大，但利用增大扩频增益来抵抗窄带干扰将减少系统容量，同时增加系统复杂度。随着干扰功率的增强，这两种代价将达到不可容忍的程度。因此，有必要研究一种低复杂度的窄带干扰抑制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宽带扩频通信系统中窄带干扰抑制方法、装置和接收机，能有效地抑制多种窄带干扰的同时具有复杂度低、鲁棒性强。

为解决以上技术问题，本发明提供一种宽带扩频通信系统中窄带干扰抑制方法，包括，

步骤1，对接收信号进行分组缓存处理，得到接收信号向量；

步骤2，计算自相关P矩阵；

步骤3，采用自相关P矩阵对接收信号向量做线性变换，得到窄带干扰抑制后的接收信号向量；

步骤4，对窄带干扰抑制后的接收信号向量做功率归一化处理，得到功率调整后的接收信号向量；

步骤5，将功率调整后的接收向量信号恢复为正常接收码片信号。

进一步地，所述步骤2中，采用以下方式计算自相关P矩阵：

当窄带干扰的先验信息已知时，取P[k]＝R^-1[k]或P[k]＝(R_j[k]+βI)^-1，其中，R[k]表示M维接收向量的自相关矩阵；R_j[k]表示M维干扰向量的自相关矩阵；I表示M维单位矩阵；β≥0，典型取值为0或σ²，σ²表示白噪声功率；(·)^-1表示矩阵的逆；

当窄带干扰的先验信息未知时，P[k]为R-1[k]的一个估计值，采用算法对R^-1[k]进行估计。

进一步地，所述步骤2进一步包括：