[发明专利]一种时域自适应滤波方法

说明书

本发明涉及一种时域自适应滤波方法，在高信噪比无干扰的条件下输入信号矢量进行分析，在奈奎斯特采样速率下，DSSS信号的自相关只在±1之内有取值；确定输入矢量的自相关矩阵；获得输入信号和期望信号的互相关矢量，得到维纳解，得到自适应滤波器的输出信号。本发明采用内插型双边带中心抽头滤波器结构，采用内插型双边带中心抽头滤波器进行自适应滤波，基于内插型的滤波器在干扰频率处形成零陷，且在信号通带内的平坦度远好于现有双边带滤波器。

技术领域

本普通发明属于无线通信信号处理领域，涉及一种时域自适应滤波方法。

背景技术

图1是扩频通信系统抗窄带干扰的经典实现结构，图2是过采样条件下的自适应滤波窄带干扰抑制结构，如图1以及图2所示，扩频通信系统由于其抗截获、抗干扰特性而被广泛应用，但是当信道中有意或无意的干扰超过系统扩频增益时，就需要使用干扰抑制手段以确保系统的工作性能。扩频系统中比较成熟的常规窄带干扰抑制技术，包括基于LMS的时域自适应滤波技术和变换域滤波干扰抑制技术。其中，时域自适应滤波是在输入信号的统计特性未知的情况下，以满足某种准则为前提，根据有用信号与窄带干扰信号不同的自相关特性，自适应迭代调节自身参数，实现最优滤波的窄带干扰抑制方法。由于其资源消耗少、算法复杂度低、干扰抑制性能优越等优点，在扩频通信抗干扰中得到广泛应用。

过采样是使用大于奈奎斯特采样率的频率对输入信号进行采样。由于过采样不仅可以降低抗混叠滤波器设计的难度，还能改善工作频段内的信噪比，因此过采样技术在数字接收机中得到了非常广泛的应用。时域自适应滤波利用有用信号和干扰信号在相关性上的差异进行干扰抑制，而过采样恰恰增加了信号采样点之间的相关性，这样会导致在抑制窄带干扰的同时，也对有用信号造成损伤，降低接收端信噪比，影响系统性能。

现有滤波器结构的缺陷：当接收端的采样速率大于码片速率时，会增加扩频信号采样样值间的相关性，导致自适应滤波器在预测窄带干扰的同时也估计了扩频信号，造成信号损伤，降低系统性能。

针对过采样条件下的时域自适应滤波，在图1基础上增加了抽取-内插结构，如图2所示。抽取-内插结构完成对于基带数据的降采样和升采样。抽取操作是将高采样率的基带信号降采样至奈奎斯特采样速率，内插滤波则完成高采样速率的恢复。

发明内容

本发明的目的在于提供一种时域自适应滤波方法，用于解决上述现有技术的问题。

本发明一种时域自适应滤波方法，其中，包括：在高信噪比无干扰的条件下输入信号矢量进行分析，在奈奎斯特采样速率下，DSSS信号的自相关只在±1之内有取值；确定输入矢量的自相关矩阵；获得输入信号和期望信号的互相关矢量，得到维纳解，根据维纳解得到自适应滤波器的输出信号。

根据本发明一种时域自适应滤波方法的一实施例，其中，包括：输入信号矢量为：x_i＝[x_i+N,x_i+(N-1),…,x_i+1,x_i-1,…,x_i-(N-1),x_i-N]^T (1)；抽头系数矢量为：w＝[α_-N,α_-N+1,…,α_-1,α₁,…,α_N-1,α_N]^T (2)；干扰抑制输出为：e_i＝x_i-w^Hx_i(3)；在步长因子符合最陡下降法的收敛条件时，权值收敛于维纳解w_opt；其满足的方程为：R_xxw_opt＝r_xd(4)；式(4)称为正规方程，其中R_xx为输入矢量x_i的自相关矩阵，用式(5)表示。r_xd为输入信号和期望信号的互相关矢量，用式(8)表示；