[发明专利]一种基于自适应滤波器的干扰信号处理方法及装置

说明书

一种基于自适应滤波器的干扰信号处理方法，包括获取天文观测信号与干扰参考信号，进行信号同步；对天文观测信号进行延迟处理；将天文观测信号对应的干扰参考信号分成两路，一路干扰参考信号进行延迟处理；另一路干扰参考信号输入自适应滤波器进行数字滤波；延迟处理的天文观测信号中减去数字滤波后的干扰参考信号，得到对应的输出信号；将输出信号与延迟处理后的干扰参考信号输入滞后相关器进行互相关运算；对输出的信号进行积分；根据积分的平均值更新滤波系数；对观测信号每个采样输出重复上述步骤，获取输出信号的全部采样数据。本发明能提升观测系统干扰处理性能，避免观测信号带宽的损失，并有效抑制复杂射频干扰，提高信号质量及识别率。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，特别涉及一种基于自适应滤波器的干扰信号处理方法及装置。

背景技术

由于射电望远镜的天线接收面积大、天线增益高，灵敏度远远超过普通的通信设备，即使将射电望远镜建设在比较偏远、无线电干扰相对较小的区域，仍然会受到其它信号的干扰，使得射电望远镜在接收到有用天文信息的同时，还会接收到人为射频干扰(RadioFrequency Interferences，RFI)，例如电视信号、调频无线电传输、全球定位系统(GPS)、手机和飞机导航通讯等干扰信号。这些干扰信号是影响天文观测设备灵敏度和数据质量的主要因素，可导致重要频段天文数据的丢失，大大降低天文信号的信噪比，严重影响科学研究结果的准确性与有效性，对脉冲星、快速射电爆等天文现象的研究产生很大的障碍。

为了有效抑制干扰信号，射电天文学家提出了多种处理方法，但现有的处理方法仍具有如下缺陷：

(1)现有的干扰信号消除方法效率较低、灵活性差，随着射电望远镜的观测性能的提升，可观测天体信号的频率范围不断扩大，导致观测带宽和产生的数据量也随之增加，从而使得现有的干扰信号处理方法已经无法满足海量的观测数据的高速实时处理需求。

(2)现有的干扰信号消除方法针对复杂强干扰信号的抑制性能较差，例如4G信号、TV信号等干扰信号经常跟脉冲星信号混到一起，难以处理，可能导致数据带宽的损失或部分脉冲星数据的丢失，降低脉冲星信号信噪比，从而无法给科学家提供可靠的脉冲星观测数据。

综上，如何提高数据的处理速度，并提高输出信号的质量，成为一项亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于自适应滤波器的干扰信号处理方法，以提高数据的干扰消除性能，并提升输出信号的质量。

为达到上述目的，本发明实施例提供一种基于自适应滤波器的干扰信号处理方法，包括：

步骤1：获取天文观测信号与干扰参考信号，进行信号同步；

步骤2：对天文观测信号进行延迟处理，信号延迟大小设置为N/2，N表示FIR数字滤波器的阶数；

步骤3：将天文观测信号对应的干扰参考信号分成两路，对其中一路干扰参考信号进行延迟处理，延迟大小等于FIR滤波器阶数的一半；将另一路干扰参考信号输入所述自适应滤波器，以对所述干扰参考信号进行数字滤波；

步骤4：延迟处理的天文观测信号中减去数字滤波后的干扰参考信号，得到对应的输出信号；

步骤5：将所述输出信号以及延迟处理后的干扰参考信号输入滞后相关器，以利用所述滞后相关器进行互相关运算；

步骤6：对所述滞后相关器输出的信号进行积分，并计算积分的平均值；

步骤7：根据所述积分的平均值，更新所述自适应滤波器的滤波系数；

针对观测信号每个采样的输出，重复上述步骤2至步骤7，以获取输出信号的全部采样数据。

在本发明一实施例中，所述滞后相关器通过以下公式进行互相关运算：