[发明专利]基于内插结构的eLoran接收机数字滤波方法

说明书

本发明涉及一种基于内插机构的eLoran接收机数字滤波方法，针对eLoran数字接收机抗噪性差并且数字滤波方法计算量较大的问题，本发明提出一种内插结构的FIR带通滤波器与基于归一化LMS算法的自适应噪声消除器相结合的数字滤波方法。该方法首先利用内插整形带通滤波器与低通滤波器相级连的方式得到内插结构的带通滤波器，以滤除带外的噪声和干扰，并且大大降低计算量，然后利用基于归一化LMS算法的自适应噪声消除器滤除频带内的噪声和干扰，得到信噪比更高的eLoran信号。仿真验证所提出的方法在不同类型的干扰和噪声下均具有良好的滤波效果，并且该方法有效降低了计算量，易于工程实现。

技术领域

本发明涉及eLoran陆基导航领域和数字信号处理领域，具体涉及一种针对eLoran数字接收机中低带宽、高采样率的数字滤波方法，包括内插结构的带通滤波方法和自适应滤波方法。

背景技术

eLoran系统是在传统Loran-C系统的基础上结合最新的Loran数据通信技术、接收机技术、天线技术和发射机升级改造的新型陆基导航系统。eLoran信号的数字滤波方法是eLoran接收机的关键技术之一，可以从夹杂着各种严重干扰的接收信号中，提取出真实的eLoran脉冲信号。目前我国的接收机技术还停留在用模拟方法实现信号处理并且只能是抗固定频点干扰。同时我国也开始研究各种各样的抗干扰技术，主要是以自适应滤波方法为主，并且需要首先得到理想信号作为期望信号，但是在实际应用中是无法得到理想信号的。由于eLoran信号低带宽和高采样率的关系，普通FIR滤波器需要很高的阶数才能实现带通滤波，而且计算复杂度高，因此需要采用内插结构的带通滤波方法，此方法具有计算量较小、易于工程实现的优势。另外针对自适应滤波方法需要理想信号作为输入的问题，本发明利用自适应滤波方法设计噪声消除器，将噪声信号作为输入信号，此方法更易于工程实现。

发明内容

本发明的目的在于克服传统带通滤波方法阶数太高、自适应滤波方法中理想信号无法得到的问题，提出一种内插结构的带通滤波方法与基于归一化LMS算法的自适应噪声消除器相结合的eLoran数字滤波方法。

本发明采用的技术方案为：

基于内插结构的eLoran接收机数字滤波方法，包括如下步骤：

步骤1：设计内插结构的FIR带通滤波器，将待处理信号S(n)和噪声信号N(n)通过内插结构的FIR带通滤波器，分别对应得到滤波后的信号D(n)和X(n)；

步骤2：设计基于归一化LMS算法的自适应噪声消除器，将X(n)作为输入信号，将D(n)作为期望信号，并不断更新自适应噪声消除器的权向量，直到得到稳定的误差信号E(n)，即为滤除噪声后的eLoran信号。

其中，步骤1具体包括以下步骤：

步骤1.1：设计一个FIR原型滤波器，FIR原型滤波器在离散域中的传递函数为：

式中，H(z)表示传递函数，N为FIR原型滤波器的阶数，h(k)表示第k个抽头系数，z^-1为单位时延；

步骤1.2：在FIR原型滤波器相邻系数之间插入12个0，得到内插整形滤波器，内插整形滤波器在离散域的传递函数为：

步骤1.3：设计一个FIR低通滤波器作为镜像频率滤波器，与内插整形滤波器相级联；

步骤1.4：将待处理信号S(n)和噪声信号N(n)依次通过内插整形滤波器和镜像频率滤波器进行处理后，得到滤波后的信号D(n)和X(n)。

其中，步骤2具体包括以下步骤：