基于FPGA的窄带干扰抑制算法在GPS中的应用
基于FPGA+AD9365的信号干扰源设计与实现
Telecom Power Technology研制开发9365的信号干扰源设计与实现吴伙土（厦门市合佳兴电子有限公司，福建厦门FPGA 7Z035-2FFG676I的PS对AD9365进行相应参数的配置和对外用户接口，同时关闭端把信号干扰源数字基带送给Design and Implementation of Signal Jamming Source Based on FPGA+AD9365WU Huo-tuXiamen Hejiaxing Electronic Co.，Ltd.，XiamenThe core chip of the interference source is composed of FPGAof ADI. The PL of FPGA generates the digital baseband of signal interference source. The PS of FPGA configures the corresponding parameters and external user interface of AD9365，and turns off the receiving function of AD图1信号干扰源系统框图中，FPGA为整个系统的主控芯片。
过SPI对AD9365进行相应的参数配工作在所需要的频点、带宽和发射PL采用折线逼近方法[4]，快速产生高斯白噪声序列，然后把数字基带信号通过CMOS数据接口模式发送给AD9365。
DDR3为系统运行所需的用来存储系统bin文件[5]。
用户接口包含用户按指示灯，用来控制系统工作和系统工作状态指示。
电池和充电管理模块中，电池通过电源管理芯片给整个系统提供各路所需不同电压的供电，且用户可以对电池充电。
图2 Transmit滤波器设置参数图2中ADC和DAC、Data Clock、FIR、HB1、HB2、HB3的参数必须与上面AD9361 Evaluation Software的GUI中一致。
基于FPGA的梳状谱干扰技术研究及实现
2.4信号存储求和模块
先将第1个频点产生的信号存储到RAM中（边生成边存 储）,等到第2个频点产生的信号到来时，将RAM中数据读取 出来和第2个频点产生信号相加，并将结果存储到RAM中，这 样存储到RAM中的结果就是第1个频点和第2个频点信号的；
申耳测说
ELECTRONIC TEST
循环操作，最终存储到RAM中的数据，就是N个频点信号的 和，即最终所需的梳状谱干扰信号。本文设定梳状谱频点数 为4点、8点、16点可调。
4结束语
本文针对冲击地压微震定位任务 提出了一种通过卷积神经网络进行定 位的方法，并釆用短时傅里叶变换将 处理后数据直接代入模型，该定位法 利用了卷积神经网络强大的二维数据 处理方法和优秀的特征提取能力。通 过实验及结果分析表明,该方法在微震定位中能取得较好的 定位效果，定位准确率是优于TD0A时差定位法的。
3测试结果
本文釆用赛灵思公司的vivado平台对干扰程序进行事 项。测试的方法是使用vivado中自带的仿真软件对干扰程序 进行仿真,将仿真得到的干扰信号时域数据导出并对其进行 频域分析得到干扰信号的频域数据，最后将频域数据绘图得 到干扰信号的频域波形。
在仿真中中分别设置不同的干扰参数来生成梳状谱干 扰信号。
2021.13
理论算法
图8模型损失函数变化图
3. 3结果分析
训练完成后,保存绘制成的变化曲线用来观察模型定位 效果。训练中的损失loss以及准确率acc的变化的曲线分别 如图& 9所示。
通过损失函数和准确率的变化曲线可以看到,在完成 500次迭代后,损失函数值为0. 0753,准确率达到了 97. 5%。
2梳状谱干扰信号的FPGA实现
梳状谱干扰信号实现的主要流程如图1所示。
对GPS接收机的一种新宽带压制干扰样式分析
对GPS接收机的一种新宽带压制干扰样式分析毛虎;吴德伟;卢虎;闫占杰【摘要】Aiming at the problem that a Continuous Wave (CW) is easy to be suppressed by the frequency domain filtering and the efficiency of a broadband continuous blanket jamming is low, this paper presents a new broadband comb spectrum jamming type which is called single pulse CW. The jamming frequency domain range of single pulse CW is set respectively according to the power spectral density characteristic of C/A code, P(Y) code and M code signal. Taking code tracking error as the evaluation index of jamming effect, the GPS receiver code tracking performance of using a narrowband non-coherent delay lock loop is simulated and analyzed under different jamming circumstance. The simulation results show that the influence of single pulse CW jamming toC/A code and M code with the different Pseudo Random Noise Code (PRN) and phase of modulating sub-carrier are different, under the same Jamming-to-Signal Ratio (JSR) condition, the jamming effect of single pulse CW is better than the broadband Gaussian noise and matched spectrum.%针对单频连续波干扰极易通过频域滤波加以抑制，而宽带连续阻塞式干扰又存在干扰效率低下的问题，提出脉冲连续波这种新的宽带梳状拦阻式干扰样式。
北斗四阵元天线自适应抗干扰技术研究
·3·NO.18 2018( Cumulativety NO.30 )中国高新科技China High-tech 2018年第18期（总第30期）自适应抗干扰技术作为卫星导航定位系统可靠运行的关键，在近年来的发展中取得了大量突破性成就，如在多模抗干扰技术、多域多级联抗干扰等的运用下，在抗干扰方面发挥了关键作用。
但需注意的是，目前应用抗干扰技术仍面临如何在干扰抑制中发挥自适应天线阵列技术优势的问题。
因此，本文对自适应抗干扰技术应用于北斗四阵元天线中的研究具有重要意义。
1 北斗导航系统基本介绍1.1 北斗导航系统相关概述在最初的发展阶段中，北斗导航系统主要选择两颗地球同步静止卫星模型、数字高程技术实现双星定位导航系统的构建。
在导航卫星建设过程中，经过长期的原理论证、演示验证等，直至21世纪初才进行北斗导航定位试验系统的建设，初次运行时间为2003年12月。
相关研究统计显示，截至2016年，太空预定轨道中已被送入23颗北斗卫星。
官方数据资料显示，预计到2020年，将完成所有卫星布星过程。
北斗导航系统包括地面段、用户段与空间段。
在布星上，计划地球轨道卫星27颗、静止轨道卫星5颗、倾斜同步轨道卫星3颗。
对于系统中的地面段部分，有时间同步基站、监测基站与主监控站等，且用于数据信息互通，能够完成数据信息的收集，在此基础上分析卫星运行状态，调整相关参数。
由于信号传输是从空间段发送至用户段，因此这一过程被干扰的可能性极高，如恶意干扰、噪声干扰等，所以需强化干扰抑制能力。
1.2 北斗导航系统干扰问题分析干扰问题是北斗导航系统运行中亟待解决的问题。
具体剖析其中的干扰类型，以相干干扰、非相干干扰两种为主。
在相干干扰方面，又细化为欺骗性、转发式与多径干扰，如虚假GPS信号、无题反射信号等；在非相干干扰方面也有多种类别，如宽带-脉冲、宽带-扩频、窄带-连续波与窄带-扫频等，包括电台或干扰机谐波、扩频干扰机等。
GPS测量中的多路径抑制技术研究
GPS测量中的多路径抑制技术研究GPS 作为一种主要的位置定位技术，可以广泛应用于车辆导航、移动通信、地球物理勘探等领域。
但是，GPS 在使用的过程中会受到许多影响，其中最主要的问题之一就是多路径效应。
多路径效应是指 GPS 信号在传播过程中发生反射、衍射、折射等现象，导致 GPS 接收机接收到多个具有不同时间延迟和幅度衰减的信号，从而影响了定位精度和可靠性。
为了解决多路径效应问题，研究人员提出了多种多路径抑制技术。
本文将介绍主流的三种多路径抑制技术，并探讨它们的特点和优缺点。
一、空间分集技术空间分集技术是一种通过使用多个天线接受来自不同方向的 GPS 信号，从而减少多路径影响的技术。
与单一天线相比，使用多个天线可以增加系统的自由度，对信号进行分离和处理。
此外，空间分集技术可以提高信噪比和抗干扰性能，增加接收机的覆盖范围。
空间分集技术的优点在于其高可靠性和实用性，但也存在一些问题。
首先，由于需要使用多个天线，空间分集技术需要较大的硬件设计成本和复杂度。
此外，在某些环境下，如城市和山区，地形物体会对天线的位置和方向造成影响，从而影响空间分集技术的性能。
二、时间域解相关技术时间域解相关技术是一种使用自适应算法进行数据处理的技术，通过估计多路径信号并相应地对其进行补偿，从而消除多路径效应。
时间域解相关技术基于GPS 信号的信道模型，可以实现高精度的多路径抑制。
时间域解相关技术的优点在于其高精度和广泛性，不受环境和天气条件的影响。
但是，时间域解相关技术具有较高的计算复杂度和较大的处理延迟，因此需要较高的计算资源和存储设备，同时可能会受到噪声和滤波器的影响。
三、波束形成技术波束形成技术是一种使用多个天线和自适应算法进行 GPS 信号处理的技术。
波束形成技术主要通过对多个天线的信号进行加权和组合，将信号聚焦到预定的方向上，从而增加信号强度并抑制多路径干扰。
波束形成技术的优点在于其提高了信号强度和抗干扰性能，并减少了多路径效应的影响。
Lora技术在人员定位中的应用
Lora技术在人员定位中的应用近年来，随着物联网技术的不断发展，人员定位成为各行各业越来越重要的需求。
而Lora技术作为一种低功耗、长距离通信的解决方案，在人员定位领域也开始得到广泛应用。
本文将深入探讨Lora技术在人员定位中的应用及其优势。
一、Lora技术的基本原理Lora技术是一种长距离、低功耗的无线通信技术，特点是信号穿透力强，能够在复杂的环境中实现可靠通信。
其基本原理是使用窄带信号，通过调制和解调技术来实现通信，同时利用自适应扩频技术提高通信距离和抗干扰能力。
二、1. 室内人员定位在室内环境中，传统的GPS定位技术往往受限于室内信号的穿透能力，无法进行准确定位。
而Lora技术具有强大的信号穿透力，可以通过墙壁等障碍物进行定位。
通过在室内安装Lora基站和携带Lora设备的人员，可以实现对其位置的准确追踪，为室内定位提供了可行性。
2. 安全监控在一些需要对人员进行安全监控的场景中，如工地、矿山等环境，Lora技术可以通过携带Lora设备的人员进行实时定位。
通过在设备上添加传感器，可以监测人员的心率、体温等信息，并将这些数据传输至监控中心。
一旦发生异常情况，监控中心可以及时采取措施，保障人员的安全。
3. 物流管理在物流行业中，人员定位对于提高运输效率和安全性至关重要。
通过在货车、仓库等物流场景中安装Lora设备，并携带Lora设备的司机和仓库人员，可以实时监控他们的位置，并提供导航和定位服务。
这样可以及时响应物流过程中的问题，并有效提高运输效率。
三、Lora技术在人员定位中的优势1. 长距离通信Lora技术采用低功耗的窄带信号进行通信，拥有长距离通信的能力。
相比于其他无线通信技术，如Wi-Fi和蓝牙，Lora技术的通信距离可以达到数公里，非常适合用于人员定位应用。
2. 低功耗Lora技术在通信时的功耗非常低，使得携带Lora设备的人员可以长时间使用，无需频繁更换电池。
这为人员定位提供了可靠的低功耗解决方案，延长了设备的使用寿命。
改进的频域窄带干扰抑制方法
改进的频域窄带干扰抑制方法李平博;王璐;严玉国【摘要】针对频域窄带干扰抑制方法的不足,分别提出改进的自适应多门限干扰检测算法和广义延拓逼近算法在干扰抑制中的应用.改进算法使用去除干扰频点之后的频谱进行检测干扰,检测效果有了明显提高;有约束条件的一元函数延拓逼近算法,结构简单,通过延拓逼近思想,减小了对干扰频点处理时信号时域波形的失真.Matlab仿真通过误码率对比验证了算法性能,从而证明改进方法具有更好的干扰检测性能和更优的干扰处理能力.【期刊名称】《空军工程大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(016)002【总页数】4页(P78-81)【关键词】快速傅里叶变换;窄带干扰;窄带高斯模型;延拓逼近【作者】李平博;王璐;严玉国【作者单位】空军工程大学信息与导航学院,西安,710077;铁道警察学院,郑州,450053;空军工程大学信息与导航学院,西安,710077【正文语种】中文【中图分类】TN914.42直扩通信由于能有效地抑制窄带干扰而得到了广泛的应用和研究[1-2]。
然而扩频增益是有限的，在强窄带干扰场合必须通过其他方法来进一步提高扩频通信的抗干扰能力。
其中，变换域滤波器技术是抗窄带干扰的一类最有用的方法[3-4]。
根据信号变换方式、干扰检测和陷波算法的不同，基于变换域的干扰抑制方式有很多，其中，基于傅里叶变换的变换域抗干扰技术由于其实现简单，硬件资源占用少和处理速度快等优点在工程实践中得到了广泛应用。
基于傅里叶变换的窄带干扰抑制方法一般有2个弱点[4]：一是难以快速、准确地检测或估计干扰；二是消除干扰的同时容易损伤信号，尤其是对于快时变的复杂干扰。
针对问题，本文提出了改进的自适应多门限干扰检测算法和广义延拓逼近算法在干扰抑制中的应用。
传统的频域干扰抑制算法基本思路见图1。
根据干扰检测机理的不同和频谱抑制方式的区别，频域干扰抑制算法有中值滤波法、权值泄露法、K谱线法以及门限检测法等。
基于FPGA+DSP+ARM硬件平台下的雷达信号处理系统设计
的灵活性和适应性。
图1为本信号处理系统的功能框图。
图1信号处理系统的功能框图数字脉冲压缩本雷达采用固态发射机,峰值功率受限,只能通过增加发射机的平均功率来提高作用距离。
提高发射机平均功率的办法就是要进一步加大发射脉冲的时宽。
但是,脉冲宽度的增加带来了距离分辨率的降距离分辨率和作用距离之间试一对矛盾体,解决这一矛盾的方法位寄存器的延迟数与卫星编号相关。
图4P码发生器及时域波形2.3导航电文数据码产生GPS的导航数据码的播发速度是50HZ bit,对于GPS接收的射频前端和数字中频,该数据码可以用Bernoulli随机分布模型来模拟[5],在Simulink仿真环境中可以直接调用Bernoulli模块直接产生随机序列。
2.4BPSK调制完成C/A码、P码和导航数据码等基带处理后需要对其进行BPSK调制。
BPSK调制时将基带单极性码(0,1)转换成双极性码(-1,1),然后将其乘上载波。
二进制单极性码转为双极性码的转换原理为:将输入左移1位后减1。
得到双极性码后乘上正弦波就得到调制波形。
3GPS信号的基带等效仿真由于GPS LI载波频率为1575.42MHz,若在Simulink平台下直接为基带等效通信系统进行仿真。
图5是基带仿真频谱图。
图5GPS L1基带仿真频谱图小结本文利用Simulink工具产生L1波段上的GPS信号,给出了C/A 码,数据码,BPSK等模块的仿真图,主要针对基带信号仿真。
1575.42MHz的L1波段。
由于频率较高,时域仿真不太现实,因此将频带通信系统转化为基带等效通信系统进行仿真。
【参考文献】谢钢.GPS原理与接收机设计[M].电子工业出版社.邓炜,杨东凯,寇艳红.GPS中频信号处理的Simulink实现[J].遥测遥控,2006,11,27沈超,裘正定.基于MatLab/Simulink的GPS系统仿真[J].系统仿真学报,2006,7,18涂凤琴.GPS中频卫星信号的仿真研究[D].南京:南京理工大学,2010.陈涛.GPS接收机基带信号处理的研究和设计[D].上海:上海交通大学,2009.[责任编辑:汤静(上接第69页)缘内侧虚警概率显著增加的现象。
fpga在激光雷达中的作用
fpga在激光雷达中的作用随着现代科技的飞速发展，激光雷达技术已成为众多领域的关键传感器之一。
特别是在自动驾驶、无人机导航、机器人视觉等领域中，激光雷达发挥着不可或缺的作用。
而在这些应用中，FPGA（现场可编程门阵列）作为一种高度灵活且gao效的数字电路设计工具，扮演着至关重要的角色。
本文将深入探讨FPGA在激光雷达系统中的具体作用和优势。
一、激光雷达的工作原理与挑战激光雷达通过发射激光束并测量其反弹回来的时间来获取周围环境的信息。
然而，由于各种干扰因素的存在，如光源波动、接收器灵敏度变化等，如何准确无误地获取和处理数据一直是激光雷达系统的关键问题。
同时，为了满足不同场景下的性能需求，如速度检测、目标识别等，激光雷达还需要具备快速响应、高精度测距等功能。
二、FPGA的优势及其在激光雷达中的应用FPGA具有高速并行处理能力，能够实时对大量数据进行处理和分析。
这使得它成为解决上述问题的理想选择。
具体来说，FPGA在激光雷达中的作用主要体现在以下几个方面：1. 数据采集与预处理：FPGA可以gao效地收集和处理来自光学组件的原始数据，包括光强、角度等信息。
通过对数据的初步分析，可以有效去除噪声和干扰，为后续的处理提供高质量的数据源。
2. 算法加速：利用FPGA的高速运算能力，可以实现复杂算法的gao效执行。
例如，用于距离计算的光学三角法算法可以在FPGA上实现毫秒级的响应时间，大大提高了系统的实时性。
3. 可编程性与灵活性：FPGA支持用户根据实际需求进行逻辑设计和功能定制，从而满足了不同应用场景的需求。
此外，通过软件编程，用户还可以不断优化和升级激光雷达的性能。
4. 系统集成与扩展：FPGA强大的接口能力和模块化设计使其能轻松与其他硬件设备进行集成，从而实现复杂的系统功能。
同时，通过使用多片FPGA，还可实现系统的扩展和升级，以满足未来技术的发展趋势。
5. 提高安全性与可靠性：FPGA的高可靠性和稳定性确保了激光雷达系统的安全运行。
GPS抗干扰天线技术的介绍和设计
GPS抗干扰天线技术的介绍和设计GPS（Global Positioning System）是一种利用卫星系统跟踪和定位地球上特定位置的技术。
然而，在使用GPS进行定位时，经常会遇到各种干扰，如建筑物、天气条件、电磁干扰等，这些干扰会降低GPS的精确度和可靠性。
为了解决这个问题，人们开发出了GPS抗干扰天线技术。
首先，GPS抗干扰天线技术可以通过天线的形状和位置来优化信号接收。
天线的形状可以采用带有偶极子和负载的设计，以增加天线的增益和频率响应。
此外，天线的位置选择可以尽量避开高耗散物体的附近，以减少干扰的影响。
其次，通过使用多元极化技术，可以提高天线接收GPS信号的灵敏度和可靠性。
多元极化技术通过在天线中使用两个或多个天线来接收不同极化方向的信号，以降低干扰的影响。
这种技术可以进一步提高天线对GPS信号的抗干扰性能。
另外，利用各种滤波技术也是GPS抗干扰天线技术中常用的方法之一、滤波器可以帮助消除特定频率范围内的干扰信号，以保持GPS接收机只接收到GPS卫星发送的信号。
常用的滤波器包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
此外，天线的调谐和匹配技术也是GPS抗干扰天线技术中的关键因素之一、通过适当选择和调谐天线的频率和阻抗匹配，可以提高天线对GPS信号的接收效率和抗干扰性能。
调谐电路的设计和优化可以根据GPS系统的频率和特性进行。
最后，使用增强天线技术也是GPS抗干扰天线技术中的一种方法。
增强天线技术包括天线阵列和波束形成技术。
天线阵列技术使用多个天线组成阵列，以提高接收天线的增益和方向性，从而抑制干扰信号的影响。
波束形成技术通过调整天线阵列中每个天线的相位和幅度来形成一个指向卫星的波束，以增强GPS信号的接收。
综上所述，GPS抗干扰天线技术是一种为了提高GPS定位精确度和可靠性而开发的技术。
通过天线设计的优化、多元极化技术的应用、滤波技术的使用、调谐和匹配技术的探索以及增强天线技术的应用，可以有效地提高GPS接收器对GPS信号的接收能力，减少干扰的影响，从而提高GPS 定位的准确性和可靠性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第２ｌ卷 ＶｏｌＩ２１ 第１７期 Ｎｏ．１７ 电子设计工程 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ２０１３年９月
Ｓｅｐ．２０１３
基于ＦＰＧＡ的窄带干扰抑制算法在ＧＰＳ中的应用 曹龙，方娟，马强 （中国酒泉卫星发射中心甘肃酒泉７３２７５０）
摘要：针对ＧＰＳ接收机有效信号弱，易受窄带干扰影响的不足，提出了一种基于ＦＰＧＡ的窄带干扰抑制算法的实现 方案。该方案以Ｘｉｌｉｎｘ公司的Ｖｉｒｔｅｘ５芯片为硬件平台，采用重叠加窗频域滤波算法和自适应多门限检测技术实现窄 带干扰的实时检测和抑制，最后采用重叠相加的方法进行数据输出。测试结果表明，该设计能为ＧＰＳ接收机提供至 少６０ｄＢ的抗窄带干扰能力。与其他窄带干扰抑制方法相比，收敛速度和信噪比损耗都得到了改善。 关键词：全球定位系统（ＧＰＳ）；窄带干扰；现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）；频域滤波 中图分类号：ＴＮ９７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—６２３６（２０１３）１７—０１７４—０４ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＦＰＧＡ ｉｎ ＧＰＳ
ＣＡＯ Ｌｏｎｇ，ＦＡＮＧ Ｊｕａｎ，ＭＡ Ｑｉａｎｇ （Ｊ／ｕｑｕａｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｌａｕｎｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，￣ｕｑｕａｎ ７３２７５０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｈａｔ ｔＩｌｅ ｄｅｓｉｒｅｄ ｓｉｇｎａｌｓ ｏｆ ＧＰＳ ｒｅｃｅｉｖｅｒ ａｒｅ ｖｅｒｙ ｗｅａｋ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌｓ ａｒｅ ｍｕｃｈ ｓｔｒｏｎｇｅｒ，ａ ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＦＰＧＡ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｏｆ Ｖｉｒｔｅｘ５，ｕｓｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｔｈａｔ ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗｅｄ ａｎｄ ａｄａｐｔｉｖｅ ｍｕｌｔｉ－ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，ｆｉｎａｌｌｙ ｕｓｉｎｇ ｏｖｅｒｌａｐ－ａｄｄ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｄａｔａ ｏｕｔｐｕｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｉｔ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａｎｔｉ—ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｔ ｌｅａｓｔ ６０ｄＢ ｆｏｒ ＧＰＳ ｒｅｃｅｉｖｅｒ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｎａｎ￣ｗｂａｎｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ，ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｒａｔｅ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅｓ ＳＮＲ ｌｏｓｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＧＰＳ；ｎａ￣ｏｗｂａｎｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ；ＦＰＧＡ；￣ｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ
ＧＰＳ传输过程中信号电平非常低。地面用户接收到的 ＧＰｓ信号功率约为一１６０ ｄＢＷ，很容易受到各种有意或无意信 号的干扰＿ｌ１。按干扰的频谱宽度相对于扩频信号带宽的大小， 可分为宽带干扰和窄带干扰。窄带干扰产生容易，功率谱密 度高，几个窄带干扰就可覆盖一定的宽度，所以相对于宽带 压制性干扰而言，窄带干扰更有利于干扰ＧＰＳ通信。 频域抑制的方法能够很好地抑制窄带干扰。由于ＧＰＳ信 号的扩频特性，信号功率要远远低于噪声功率，期望信号的 频谱在频域上为平坦的白噪声特性。当存在窄带干扰信号的 时候，在干扰的频域就会出现比较高的频域特性，这样就可 以在频域采用相应的方法进行干扰抑制。文中提出了一种基 于ＦＰＧＡ的重叠ＦＦＴ频域窄带干扰抑制算法的实现方案。测 试结果表明．该方案对于窄带干扰具有较好的抑制作用。 １重叠ＦＦＴ频域抑制窄带干扰的原理 重叠ＦＦｒ频域干扰抑制算法的原理是窄带干扰相对于 扩频信号能量集中在很窄的频带内，在频域上表现为很窄的 尖峰，因此可先将混合信号变换到频域，检测出干扰的频谱 收稿日期：２０１２—１２—１０ 稿件编号：２０１２１２０７５ 位置．将这些谱线置零或进行衰减。最后反变换到时域进行 解扩闼。重叠ＦＦｒ频域抑制窄带干扰的原理如图ｌ所示。 广—— 垄堕Ｈ！！！Ｈ±垫塑 苎鎏Ｈ ！！！ｈ一
．圆．圆．圆．圈．回 图１频域抑制窄带干扰流程图 Ｆｉｇ．１ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ＮＢＩ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｏｍａｉｎ １．１加窗处理 实际信号是无限长的，因此数据截断不可避免。由于数 据截断的影响，用ＦＦＴ方法估计的信号存在频谱泄露。在不 加窗（相当于加矩形窗）的情况下，离散傅里叶变换的第一旁 瓣只有一１３ ｄＢ，存在严重的频谱泄露。通常采用对分段数据 加窗的方法减小频谱泄露。从时域来看，加窗本质上是对输 入数据进行加权处理，窗函数从中心向两端逐步衰减，保证 了数据段两端的平滑，从而减小频谱泄露。然而加窗却会使 输入信号产生畸变，从而带来额外的信噪比损耗目。重叠加窗 可以减小信噪比损耗，重叠的比例越大，加窗损耗就越小。但 是重叠比例增大意味着计算量增大。实际中重叠比例的选择 取决于硬件条件和性能要求。本方案采用１／２重叠。
作者简介：曹龙（１９８８一），男，山西运城人，助理工程师。研究方向：电子对抗中的干扰与抗干扰技术和数字信号处理技术。 －１７４－ 曹龙，等基于ＦＰＧＡ的窄带干扰抑制算法在ＧＰＳ中的应用 １．２数据输出 时域上窗函数从中间向两端逐渐衰减，越靠近两端，衰 减越严重，引起的信号畸变越大，从而带来的信噪比损耗越 大。在两路加窗数据合成时采用相加输出的方法，即将两路 数据的重叠部分相加作为最终输出，这样相对于传统的选择 输出方法可以进一步减小信噪比损失［３１。 １．３门限检测 在重叠加窗的结构下．可以采用多种频域干扰消除技 术。目前常用的窄带干扰抑制算法有Ｋ谱线法、Ｎ—ｓｉｇｍａ算 法、最大似然法、自适应多门限检测算法。前３种算法在没有 窄带干扰存在时能够对信号功率正确估计．可以保证不会抑 制有用信号。但是当存在窄带干扰时．接收信号不满足高斯 分布。需要适当调整门限。如果门限调整不合适，就会对有用 信号抑制过度，或者干扰抑制不足，无法达到预期的效果。多 门限检测算法［４１可以克服上述不足。该算法步骤如下： １）对Ｎ根谱线的模平方求取均值，作１／Ａ为的估计值。 ２）求８／Ａ。 ３）对Ⅳ根谱线进行统计，若有模平方超过８／Ａ的谱线则 认为其中存在着窄带干扰可以将其置零。 ４）返回１）注意是对所有未归零的谱线求取平均值，已 归零谱线不计算在内。重复以上过程直到没有超过门限的 谱线。
２ 窄带干扰抑制算法的ＦＰＧＡ实现 窄带抑制算法在Ｘｉｌｉｎｘ公司的Ｖｉｒｔｅｘ５芯片上实现。 Ｖｉｒｔｅｘ５具有资源丰富，运算速度快的优点。所用的描述语言 为ｖｅｒｉｌｏｇ ＨＤＬ，整个窄带抑制部分包括ｗｉｎ１０２４，ｆｆｔｆｉｆｉｏ， ＦＦＴ１０２４；ｊａｍ＿ｍｏｖｅｒ，ＩＦＦＴ１０２４，ｍ＿＿ｆｉｆｏ２等模块，分为上下两 个支路。输入信号为经过ＭＤ采样和数字下变频处理的ＧＰＳ 信号。程序设计如图２所示。硬件实现平台如图３所示。
２００ＭＨｚ ……●Ｉ 。 ｒ ｍ ｘｋ ｒｅ．
Ｉ
ｍ…ｅ ｈＩｌｊａｍｌｅｄ
… 量 蹦 ｔ—ｆｉｆ ：： ： ： …． 上一 一．
ｒｄ Ｉｆｆｔ— —ａ ｒｔ 什 ｒ 。。 “ ，， Ｊａｍ ｉａ ：ｄ ｄｒｊａｍ ｒｅｏｖｅｒ ， 一 ｌｌ■ 一ｒ＿］ｆｆｔｄ ｖ － － －三旦 ＩＩｆ ｒｆｄ ｆ ｔｌ
１ 。，ｉ ｆ 图２程序设计框图 Ｆｉｇ．２ Ｂｌｏｃｋ ｄｉａｇｒａｍ ｆｏｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ
图３硬件实物图 Ｆｉｇ．３ Ａｃｔｕａｌ ｐｈｏｔｏ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ２．１重叠加窗的实现 ｗｉｎ１０２４是存储深度为ｌ ０２４的ｔｏｍ，用于存储加窗系 数，窗函数为Ｂｌａｅｋｍａｎ窗。Ｂｌａｃｋｍａｎ窗函数的旁瓣抑制效果 较好四，其旁瓣抑制可以达到一５７ ｄＢ。Ｎ／２延迟通过启动信号
ｓｔａｒｔＩ、ｓｔａｒｔ２来完成，ｓｔａｒｔｌ、ｓｔａｒｔ２均为高有效。ｓｔａｒｔｌ、ｓｔａｒｔ２分 别通过两个计数器ｓｔ１＿ｅｎｔ、ｃｎｔ控制。计数器时钟均为ＩＯＭ。 计数器ｓｔｌ＿ｃｎｔ加到５１２时，ｓｔａｒｔ＿ｌ置１。在此之后。ｃｎｔ开始 计数。当ｃｎｔ也计到５１２时，ｓｔａｒｔ ２置１。ｓｔａｒｔ＿ｌ与ｓｔａｒｔ＿２相
差５１２个时钟周期，实现了上下支路的重叠加窗。 ２．２ ＦⅡＯ的作用 ｆｆｌ＿ｆｉｆｏｌ和ｆｉｔ
＿ｆｉｆｏ２作用是实现跨时钟域的数据转换以及
数据缓存。如图２所示，信号流经了若干个时钟域（１０ ＭＨｚ 和２００ ＭＨｚ）。为了避免异步时钟域产生错误的采样电平，使 用ＦＩＦＯ缓存的方法完成异步时钟域的数据转换。 ２．３傅里叶变换的实现 ＦＦＴ１０２４和ＩＦＦｒ１０２４使用ＩＰ核ＸＦＦＴ（Ｘｉｌｉｎｘ Ｆａｓｔ ＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）ｖ７．１，该模块可以计算正向及逆向复数定点 一ｌ７５－