【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及全球导航卫星系统(gnss)接收机领域，特别是一种基于fft的抗干扰滤波器及其干扰抑制方法。
技术介绍
1、全球导航卫星系统(gnss)接收机在各个领域发挥着至关重要的作用，从航空、航天、测绘到农业、军事等。然而，因为gnss接收机接收到信号强度非常的小，导致gnss接收机的一个主要缺点是它们容易受到各种干扰信号的影响，尤其是在gnss频带内。
2、干扰的类型多种多样，包括自然干扰、人为无意干扰和人为有意干扰。其中，干扰是指故意发射带内电磁辐射进行的干扰，它可以阻塞gnss信号，相当于一种拒绝服务攻击。欺骗则是另一种干扰技术，它记录真实的gnss信号，对其进行修改，然后重新发射，仿佛它是原始信号，从而误导gnss接收机做出错误读数。
3、干扰缓解算法已成为专业和大众市场应用中gnss接收机设计中的常见功能，用于对抗无意和有意(干扰)的干扰gnss接收机容易受到各种干扰信号的影响，如连续波干扰(cwi)、脉冲cwi和扫频干扰等。传统的抗干扰技术，如自适应陷波滤波器、经验模态分解(emd)和盲源分离(bss)等，虽然能够提供一定的保护，但无法满足军事、航空和紧急服务等领域对高可靠性的需求。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于fft的抗干扰滤波器及其干扰抑制方法，利用快速傅里叶变换(fft)实现的抗干扰滤波器，用于减轻gnss接收机中干扰的影响，提高其定位、导航和授时(pvt)服务的可靠性。本专利技术大大
2、本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
3、第一方面，根据本专利技术提出的一种基于fft的抗干扰滤波器，包括射频前端和模拟数字转换器adc，还包括抗干扰滤波器，其中，
4、射频前端，用于接收gnss信号并将gnss信号的下变频到中频if；
5、模拟数字转换器adc，用于将射频前端接收的并搬移到中频的gnss信号转换为数字信号；
6、抗干扰滤波器，用于将数字信号从时域表示转换为频域表示，并根据理论频谱分布消除频域中预设频率范围内的干扰信号，将消除干扰的频域信号反变换回时域。
7、作为本专利技术所述的一种基于fft的抗干扰滤波器进一步优化方案，抗干扰滤波器包括窗口函数生成器、fft核、阈值计算器、干扰消除单元和ifft核，其中，
8、窗口函数生成器，用于选择窗函数，并且生成与快速傅里叶变换fft点数相同的窗口函数；
9、fft核，用于基于窗口函数，对数字信号进行快速傅里叶变换；
10、阈值计算器，用于根据中频信号中预设频率范围内的能量水平计算阈值；
11、干扰消除单元，用于根据阈值消除频域中预设频率范围内的干扰信号；
12、ifft核，用于将消除干扰的频域信号反变换回时域。
13、作为本专利技术所述的一种基于fft的抗干扰滤波器进一步优化方案，所述阈值计算器包括中值计算器和乘法器，其中，
14、中值计算器，用于获取预设的滤波范围后，计算中频信号中预设频率范围内所有频域信号的中值；
15、乘法器，用于将计算出来中值乘以比例系数以确定阈值的取值。
16、作为本专利技术所述的一种基于fft的抗干扰滤波器进一步优化方案，干扰消除单元包括比较器和零值设置器，其中，
17、比较器，用于比较频域中每个频率点的能量水平与阈值；
18、零值设置器，用于将超过阈值的频率点的能量设置为零。
19、作为本专利技术所述的一种基于fft的抗干扰滤波器进一步优化方案，还包括延迟单元，延迟单元，用于对数字信号进行延迟处理，将延迟处理后的数字信号输入至fft核，延迟单元用以补偿fft处理时间。
20、作为本专利技术所述的一种基于fft的抗干扰滤波器进一步优化方案，还包括合并单元，合并单元用于将消除干扰的时域信号与未处理信号进行合并。
21、第二方面，一种基于fft的抗干扰滤波器的干扰抑制方法，包括：
22、将接收gnss信号并将gnss信号的下变频到中频if；
23、将搬移到中频的gnss信号转换为数字信号；
24、将数字信号从时域表示转换为频域表示，并根据预设的需求指标消除频域中预设频率范围内的干扰信号，将消除干扰的频域信号反变换回时域。
25、作为本专利技术所述的一种基于fft的抗干扰滤波器的干扰抑制方法进一步优化方案，将数字信号从时域表示转换为频域表示，并根据理论频谱分布消除频域中预设频率范围内的干扰信号，将消除干扰的频域信号反变换回时域；具体如下：
26、将输入的卫星信号和干扰信号的混叠的数字信号被分成两个数据流：第一数据流a和第二数据流b，第二数据流b是第一数据流a的延迟；
27、确定窗函数的类型和大小，将窗函数与第一数据流a和第二数据流b分别相乘，再进行快速傅里叶变换fft，得到了第一数据流a和第二数据流b的频域结果；
28、得到第一数据流a和第二数据流b的频域之后，对其进行干扰抑制，确定干扰抑制范围，输出经过干扰抑制后的信号以及其剔除的干扰的数据量；
29、确定一个阈值，根据阈值消除频域中预设频率范围内的干扰信号，得到经过了干扰抑制后的卫星信号；
30、将第一数据流a和第二数据流b采用傅里叶逆变换重新转回时域，并且对经过了干扰抑制后的卫星信号重新进行数据拼接，将第一数据流a和第二数据流b重新合并。
31、第三方面，本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器，以及存储在所述存储器中并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第二方面或其对应的任一实施方式的基于fft的抗干扰滤波器的干扰抑制方法的步骤。
32、第四方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面或其对应的任一实施方式的基于fft的抗干扰滤波器的干扰抑制方法的步骤。
33、本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
34、(1)该专利技术的滤波性能更加优秀。传统的软件模拟方法，如自适应陷波器、经验模态分解、小波滤波等，在抑制干扰方面取得了一定的效果，但往往存在局限性，比如自适应陷波器：性能提升有限且功耗较高；经验模态分解和盲源分离的算法复杂度高，计算量大，难以实现实时处理；小波滤波的复杂度较高并且处理时间很长。而本专利技术提出的fft消除算法，能够有效抑制多种类型的干扰，包括窄带干扰、宽带干扰、连续波干扰、脉冲连续波干扰和扫频干扰。
35、(2)该专利技术的硬件资源利用率相比传统方法大大提高。该专利技术提出了两种fpga的硬件实现方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于FFT的抗干扰滤波器，包括射频前端和模拟数字转换器ADC，其特征在于，还包括抗干扰滤波器，其中，
2.根据权利要求1所述的一种基于FFT的抗干扰滤波器，其特征在于，抗干扰滤波器包括窗口函数生成器、FFT核、阈值计算器、干扰消除单元和IFFT核，其中，
3.根据权利要求2所述的一种基于FFT的抗干扰滤波器，其特征在于，所述阈值计算器包括中值计算器和乘法器，其中，
4.根据权利要求2所述的一种基于FFT的抗干扰滤波器，其特征在于，干扰消除单元包括比较器和零值设置器，其中，
5.根据权利要求2所述的一种基于FFT的抗干扰滤波器，其特征在于，还包括延迟单元，延迟单元，用于对数字信号进行延迟处理，将延迟处理后的数字信号输入至FFT核，延迟单元用以补偿FFT处理时间。
6.根据权利要求2所述的一种基于FFT的抗干扰滤波器，其特征在于，还包括合并单元，合并单元用于将消除干扰的时域信号与未处理信号进行合并。
7.一种基于FFT的抗干扰滤波器的干扰抑制方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的一
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器，以及存储在所述存储器中并能够在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求7至8任一项所述的基于FFT的抗干扰滤波器的干扰抑制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7至8任一项所述的基于FFT的抗干扰滤波器的干扰抑制方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于fft的抗干扰滤波器，包括射频前端和模拟数字转换器adc，其特征在于，还包括抗干扰滤波器，其中，
2.根据权利要求1所述的一种基于fft的抗干扰滤波器，其特征在于，抗干扰滤波器包括窗口函数生成器、fft核、阈值计算器、干扰消除单元和ifft核，其中，
3.根据权利要求2所述的一种基于fft的抗干扰滤波器，其特征在于，所述阈值计算器包括中值计算器和乘法器，其中，
4.根据权利要求2所述的一种基于fft的抗干扰滤波器，其特征在于，干扰消除单元包括比较器和零值设置器，其中，
5.根据权利要求2所述的一种基于fft的抗干扰滤波器，其特征在于，还包括延迟单元，延迟单元，用于对数字信号进行延迟处理，将延迟处理后的数字信号输入至fft核，延迟单元用以补偿fft处理时间。
6.根据权利要求2所述的一种基于fft的抗干扰滤波器，其特征在于，还包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：张梦瑶，陈蒙琪，杨博杰，丁高泉，
申请(专利权)人：国网信息通信产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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