阅读说明：本技术 超宽带信号干扰抑制方法及系统 (Ultra-wideband signal interference suppression method and system ) 是由 闫伟豪 安建平 王帅 金鑫 杨烜赫 贺梦尧 马啸 崔灿 宋哲 方金辉 于 2020-03-25 设计创作，主要内容包括：本发明实施例提供了一种超宽带信号干扰抑制方法及系统,可以实现对高吞吐量的超带宽信号进行频域干扰识别与抑制,采用了频域干扰抑制技术,考虑到时域频域转换的有限长度截断,通过延迟处理实现了双通道重叠加窗处理,抑制了信号截断造成的频谱泄露与波形失真；最终经频域干扰处理后得到干扰抑制后的信号,可以不需要对超宽带信号进行抽取,而是直接对高采样率、大吞吐量的目标信号进行干扰的识别与抑制,并且可以减小系统运算量。(The embodiment of the invention provides an ultra-wideband signal interference suppression method and system, which can realize frequency domain interference identification and suppression on a high-throughput ultra-wideband signal, adopts a frequency domain interference suppression technology, considers the finite length truncation of time domain frequency domain conversion, realizes dual-channel overlapping windowing processing through delay processing, and suppresses frequency spectrum leakage and waveform distortion caused by signal truncation; finally, the signal after interference suppression is obtained after frequency domain interference processing, the ultra-wideband signal does not need to be extracted, the interference can be directly identified and suppressed on the target signal with high sampling rate and large throughput, and the system operation amount can be reduced.)

超宽带信号干扰抑制方法及系统

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，更具体地，涉及超宽带信号干扰抑制方法及系统。

背景技术

随着通信技术的发展，一方面对信息传输的有效性要求不断提升，在卫星通信等场合射频频率可在Ka波段工作，且具有很大的信号带宽；另一方面，对信息传输的可靠性也提出了严峻考验，超宽带信号会引入复杂的强干扰信号，需要更为先进的干扰抑制手段。

针对于常见类型的干扰，主要抑制方法包括时域抑制技术和频域抑制技术两大类，时域抑制技术主要基于扩频信号与干扰信号在相关性的差异，区分并消除干扰影响；频域抑制技术是通过干扰陷波技术去除少数干扰成分。相较于频域抑制技术，时域抑制技术消除强干扰成分需要很长的收敛时间，无法处理时变干扰。

在频域抑制技术中，为了检测频域信号中的干扰成分，通常可采用均值法、改进的中值法以及连续均值删除法。其中，均值法在识别大带宽高功率信号时，经由干扰信号模平方项计算的门限值会远高于实际需要；改进的中值法需要进行排序操作实现复杂度过高；连续均值删除法是一种逐次迭代逼近最佳门限的方法，但对于超宽带信号的迭代次数过多，意味着增加了系统的处理延迟。

对于超宽带信号，传统的做法是将信号进行多级抽取，降低采样速率以在基带进行干扰识别与抑制，但这种做法会在抽取过程中发生混叠引入额外干扰成分，对有效信号成分造成影响。为此，现急需提供一种超宽带信号干扰抑制方法及系统。

发明内容

为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供了一种超宽带信号干扰抑制方法及系统。

第一方面，本发明实施例提供了一种超宽带信号干扰抑制方法，包括：

获取目标信号，分别对所述目标信号进行加窗处理和延迟处理；

将对所述目标信号进行加窗处理后得到的第一结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，并将频域干扰处理后得到的第二结果由频域转换为时域，进行延迟处理，得到第一支路信号；

将对所述目标信号进行延迟处理后得到的第三结果进行加窗处理，并将加窗处理后得到的第四结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，将频域干扰处理后得到的第五结果由频域转换为时域，得到第二支路信号；

将所述第一支路信号和所述第二支路信号进行叠加，得到干扰抑制后的信号。

优选地，所述将对所述目标信号进行加窗处理后得到的第一结果由时域转换为频域，具体包括：

使用基于库利-图基算法进行按时间抽取的FFT模块将所述第一结果由时域转换为频域，得到第一频域结果；

所述第一频域结果包括第一预设数量路频域数据，每路频域数据中包括第二预设数量个数据点。

优选地，所述将对所述目标信号进行加窗处理后得到的第一结果由时域转换为频域，还包括：

对所述第一频域结果进行多级蝶形运算以及各路频域数据的顺序调整，得到第二频域结果。

优选地，所述将对所述目标信号进行加窗处理后得到的第一结果由时域转换为频域之后，所述进行频域干扰处理，具体包括：

基于累积谱方法以及双门限判别法，检测所述第二频域结果中存在的干扰成分，并将所述干扰成分进行置零，得到第三频域结果；

基于峰值积累栅格判决法，对所述第三频域结果进行自适应截位，得到所述第二结果。

优选地，所述基于累积谱方法以及双门限判别法，检测所述第二频域结果中存在的干扰成分，具体包括：

累积第三预设数量个所述第二频域结果，采用累积谱方法对所有所述第二频域结果中相同频点位置处的频谱数据进行累积平均，确定累积平均后处于信号带宽范围内的累积平均结果的最小值；

基于所述最小值以及双门限判别法，确定第一门限值和第二门限值；所述第一门限值大于所述第二门限值；

确定所有累积平均结果中高于所述第一门限值的第一目标累积平均结果对应的所述第二频域结果中的第一目标频谱成分，以及与所述第一目标频谱成分相邻的若干个高于所述第二门限值的第二目标累积平均结果对应的所述第二频域结果中的第二目标频谱成分，将所述第一目标频谱成分和所述第二目标频谱成分作为所述干扰成分。

优选地，所述基于峰值积累栅格判决法，对所述第三频域结果进行自适应截位，得到所述第二结果，具体包括：

确定每个所述第三频域结果中频谱数据的局部最大值，并确定所有所述第三频域结果中频谱数据的全局最大值；

将所述全局最大值输入至滞回比较器，由所述滞回比较器输出截位信息；

基于所述截位信息，对所述第三频域结果进行截位，得到所述第二结果。

优选地，所述滞回比较器预先存储有第一阈值和第二阈值，所述第一阈值大于所述第二阈值；相应地，

所述将所述全局最大值输入至滞回比较器，由所述滞回比较器输出截位信息，具体包括：

将所述全局最大值与所述第一阈值和所述第二阈值进行比较，若所述全局最大值大于所述第一阈值，则所述截位信息为将所述第三频域结果进行右移位，并在左侧补充所述第三频域结果的符号位；若所述全局最大值小于所述第二阈值，则所述截位信息为将所述第三频域结果进行左移位，并在右侧补零。

第二方面，本发明实施例提供了一种超宽带信号干扰抑制系统，包括：处理模块、第一支路信号确定模块、第二支路信号确定模块和叠加模块。其中，

处理模块用于获取目标信号，分别对所述目标信号进行加窗处理和延迟处理；

第一支路信号确定模块用于将对所述目标信号进行加窗处理后得到的第一结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，并将频域干扰处理后得到的第二结果由频域转换为时域，进行延迟处理，得到第一支路信号；

第二支路信号确定模块用于将对所述目标信号进行延迟处理后得到的第三结果进行加窗处理，并将加窗处理后得到的第四结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，将频域干扰处理后得到的第五结果由频域转换为时域，得到第二支路信号；

叠加模块用于将所述第一支路信号和所述第二支路信号进行叠加，得到干扰抑制后的信号。

第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的超宽带信号干扰抑制方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的超宽带信号干扰抑制方法的步骤。

本发明实施例提供的一种超宽带信号干扰抑制方法及系统，所述方法首先获取目标信号，分别对所述目标信号进行加窗处理和延迟处理；然后将对所述目标信号进行加窗处理后得到的第一结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，并将频域干扰处理后得到的第二结果由频域转换为时域，进行延迟处理，得到第一支路信号；将对所述目标信号进行延迟处理后得到的第三结果进行加窗处理，并将加窗处理后得到的第四结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，将频域干扰处理后得到的第五结果由频域转换为时域，得到第二支路信号；最后将所述第一支路信号和所述第二支路信号进行叠加，得到干扰抑制后的信号。本发明实施例中提供的方法可以实现对高吞吐量的超带宽信号进行频域干扰识别与抑制，采用了频域干扰抑制技术，考虑到时域频域转换的有限长度截断，通过延迟处理实现了双通道重叠加窗处理，抑制了信号截断造成的频谱泄露与波形失真；最终经频域干扰处理后得到干扰抑制后的信号，可以不需要对超宽带信号进行抽取，而是直接对高采样率、大吞吐量的目标信号进行干扰的识别与抑制，并且可以减小系统运算量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种超宽带信号干扰抑制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种超宽带信号干扰抑制方法中对目标信号进行处理的完整流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种超宽带信号干扰抑制方法中第一信号支路中时域信号经FFT模块由时域转换为频域、经频域处理模块进行频域干扰处理以及经IFFT模块由时域转换为频域的过程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种超宽带信号干扰抑制方法中FFT模块中五级蝶形运算的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种超宽带信号干扰抑制系统的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种超宽带信号干扰抑制方法，包括：

S1，获取目标信号，分别对所述目标信号进行加窗处理和延迟处理；

S2，将对所述目标信号进行加窗处理后得到的第一结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，并将频域干扰处理后得到的第二结果由频域转换为时域，进行延迟处理，得到第一支路信号；

S3，将对所述目标信号进行延迟处理后得到的第三结果进行加窗处理，并将加窗处理后得到的第四结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，将频域干扰处理后得到的第五结果由频域转换为时域，得到第二支路信号；

S4，将所述第一支路信号和所述第二支路信号进行叠加，得到干扰抑制后的信号。

具体地，本发明实施例中提供了一种超宽带信号干扰抑制方法，其执行主体为服务器，具体可以是电脑或云端服务器，本发明实施例中对此不作具体限定。

目标信号是指频域成分在1GHz以上的超宽带信号，根据奈奎斯特采样定律，数字信号采样率也即是系统的吞吐速率不小于带宽的2倍。本发明实施例中的信号带宽为2GHz，采样率为5GHz的高吞吐量超带宽信号，对目标信号不进行抽取直接处理，也即系统的吞吐量为5Gsps，采用32路并行输入，每一路的采样率等同于156.23MHz的系统时钟频率。

如图2所示，服务器在对目标信号进行处理时，本发明实施例中可以将处理过程分为第一信号支路和第二信号支路，通过第一信号支路得到第一支路信号，通过第二信号支路得到第二支路信号。其中，第一信号支路的处理流程包含：对目标信号进行加窗处理、时域频域转换、频域干扰处理、频域时域转换以及延迟处理；第二信号支路的处理流程包含：对目标信号进行延迟处理、加窗处理、时域频域转换、频域干扰处理以及频域时域转换。最后将第一支路信号和第二支路信号进行叠加，得到的叠加结果即为经过干扰抑制后的结果。因此本发明实施例中首先执行步骤S1；然后执行步骤S2和S3，分别进行第一信号支路和第二信号支路的处理，步骤S2和S3的执行同时进行，不分先后顺序；最后执行步骤S4。

在步骤S1中，同时开始第一信号支路和第二信号支路的处理流程。频域抑制技术需要实时地进行时域频域转换，但时域频域转换通常隐含了对有限长序列的时序截断，会在频域发生能量泄露，因此本发明实施例中在第一信号支路中首先对目标信号进行加窗处理，具体可以通过添加窗函数实现，使进行频域转换为时域时数据边界变得平滑，从而确保变换后干扰能量尽可能地集中在有限的区域内，可以减轻FFT的能量泄露问题。由于单通道加窗相当于对目标信号进行调幅，会造成目标信号波形畸变并引入具有时变特性的噪声功率，因此本发明实施例中提供了双通道重叠加窗，即在第二信号支路中对目标信号进行延迟处理后得到的第三结果进行加窗处理，如此可以抑制信号截断造成的频谱泄露与波形失真。

本发明实施例中每次时频域转换的长度为1024个采样点，对应于32路并行输入信号中的各自32个采样点。本发明实施例中对目标信号进行延迟处理，具体可以延迟目标信号长度的50％，例如目标信号中每1024个采样点进行一次处理，则第1个采样点至第1024个采样点在第一信号支路中进行处理，第513个采样点至第1536个采样点在第二信号支路中进行处理。如此，在第一信号支路中的加窗处理和第二信号支路中的加窗处理可以实现50％的重叠，可以使得加窗处理的信噪比损失几乎为零。需要说明的是，本发明实施例中的加窗类型具体可以为汉宁窗。

在步骤S2中，对目标信号进行加窗处理后得到的第一结果进行时域频域转换，即由时域转换为频域，具体可以通过FFT模块实现。时域频域转换后，进行频域干扰处理，在频域上识别并删除第一结果中的干扰成分，并调整删除干扰成分后得到的信号的有效位数。将频域干扰处理后得到的第二结果进行频域时域转换，即由频域转换为时域，具体可以通过IFFT模块实现。频域时域转换后，进行延迟处理，得到第一支路信号。由于最后需要将第一支路信号和第二支路信号进行叠加，因此需要保证第一支路信号和第二支路信号在时域上相对应，因此需要对第二结果的频域时域转换得到的结果进行延迟处理。本发明实施例中，FFT模块与IFFT模块的长度可以均为1024点，延迟处理的总延迟点数具体可以为FFT模块/IFFT模块的长度的一半，即等待512个采样点的处理时间。

步骤S3与步骤S2的区别仅在于增加了对目标信号进行延迟处理后得到的第三结果进行加窗处理的动作以及减少了延迟处理的动作，其他过程均一致，也就是说，在第一信号支路和第二信号支路中，区别仅在于第一信号支路最后进行延迟处理，而第二信号支路最先进行延迟处理。

在步骤S4中，将第一支路信号和第二支路信号进行叠加，得到干扰抑制后的信号。

本发明实施例中提供的超宽带信号干扰抑制方法，首先获取目标信号，分别对所述目标信号进行加窗处理和延迟处理；然后将对目标信号进行加窗处理后得到的第一结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，并将频域干扰处理后得到的第二结果由频域转换为时域，进行延迟处理，得到第一支路信号；将对目标信号进行延迟处理后得到的第三结果进行加窗处理，并将加窗处理后得到的第四结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，将频域干扰处理后得到的第五结果由频域转换为时域，得到第二支路信号；最后将所述第一支路信号和所述第二支路信号进行叠加，得到干扰抑制后的信号。本发明实施例中提供的方法可以实现对高吞吐量的超带宽信号进行频域干扰识别与抑制，采用了频域干扰抑制技术，考虑到时域频域转换的有限长度截断，通过延迟处理实现了双通道重叠加窗处理，抑制了信号截断造成的频谱泄露与波形失真；最终经频域干扰处理后得到干扰抑制后的信号，可以不需要对超宽带信号进行抽取，而是直接对高采样率、大吞吐量的目标信号进行干扰的识别与抑制，并且可以减小系统运算量。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的超宽带信号干扰抑制方法，各个处理动作均可以模块化，即通过加窗模块对输入信号实现加窗处理，通过延迟模块对输入信号实现延迟处理，通过FFT模块对输入信号实现时域转换为频域，通过频域干扰处理模块对输入信号实现干扰抑制，通过IFFT模块对输入信号实现频域转换为时域。因此，对于第一信号支路，目标信号可以依次经过第一加窗模块、第一FFT模块、频域干扰处理模块、第一IFFT模块以及第一延迟模块；对于第二信号支路，目标信号可以依次经过第二延迟模块、第二加窗模块、第二FFT模块、频域干扰处理模块以及第二IFFT模块。需要说明的是，这里的“第一”、“第二”仅用于对处于不同的信号支路进行区分，第一加窗模块与第二加窗模块的作用相同，第一FFT模块与第二FFT模块的作用相同，第一IFFT模块与第二IFFT模块的作用相同，第一延迟模块与第二延迟模块的作用相同。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的超宽带信号干扰抑制方法，所述将加窗处理后得到的第一结果由时域转换为频域，具体包括：

使用基于库利-图基算法进行按时间抽取的FFT模块将所述第一结果由时域转换为频域，得到第一频域结果；

所述第一频域结果包括第一预设数量路频域数据，每路频域数据中包括第二预设数量个数据点。

具体地，本发明实施例中将第一结果由时域转换为频域或者将第四结果由时域转换为频域，其处理过程一致，本发明实施例中仅以对第一结果由时域转换为频域为例进行说明。本发明实施例中，具体采用FFT模块实现时域转换为频域，该FFT模块具体是基于库利-图基算法进行按时间抽取的方法构建，是一种全并行按时间抽取的FFT结构。例如，FFT模块的傅里叶变换点数为N＝1024点，即对于目标信号的每N＝1024个采样点，进行按时间抽取成第一预设数量a路数据，即抽取间隔为第一预设数量a个采样点，每路数据中包括第二预设数量b个采样点(即数据点)，第一预设数量a为2^x的倍数(x为正整数)，例如a＝32，b＝32。则第1个采样点为第1路数据的第一个数据点，第2个采样点为第2路数据的第一个数据点，……，32个采样点为第32路数据的第一个数据点，第33个采样点为第1路数据的第二个数据点，依次循环。

然后FFT模块对并行输入的32路数据各自做长度为N/32＝32点的时域到频域的转换，得到32路数据各自对应的频域，称为第一频域结果。需要说明的是，32路数据各自进行FFT运算，得到的第一频域结果并不是第一结果的频域，而是每一路32点各自的频域结果。

本发明实施例中提供的超宽带信号干扰抑制方法，根据库利-图基算法，对目标信号中长度为1024个采样点的一段数据进行FFT运算，可以简化为对于32路并行的长度均为32点的数据分别进行时域频域转换，再进行蝶形运算与顺序调整，可以实现多路并行处理，并降低系统的资源消耗。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的超宽带信号干扰抑制方法，所述将频域干扰处理后得到的第二结果由频域转换为时域，具体包括：

使用基于库利-图基算法进行按时间抽取的IFFT模块将所述第二结果由频域转换为时域。

具体地，本发明实施例中将第二结果由频域转换为时域或者将第五结果由频域转换为时域，其处理过程一致，本发明实施例中仅以对第二结果由频域转换为时域为例进行说明。本发明实施例中，具体采用IFFT模块实现时域转换为频域，IFFT模块具体是一种全并行按时间抽取的IFFT结构。IFFT模块实现的操作与FFT模块实现的操作互为逆过程，即IFFT模块可以对长度为1024个采样点的一段数据进行IFFT运算，对于32路并行的长度均为32点的数据各自做长度为32点的频域到时域的转换，再进行蝶形运算与顺序调整，可以实现多路并行处理，并降低系统的资源消耗。

需要说明的是，本发明实施例中，32路数据各自进行IFFT运算，得到的结果并不是第二结果的时域，而是每一路32点各自的时域结果。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的超宽带信号干扰抑制方法，所述将对所述目标信号进行加窗处理后得到的第一结果由时域转换为频域，还包括：

对所述第一频域结果进行多级蝶形运算以及各路频域数据的顺序调整，得到第二频域结果。

具体地，本发明实施例中，FFT模块不仅用于将第一结果中各路输入由时域转换为频域，还用于对第一频域结果进行多级蝶形运算，并调整第一频域结果中各路频域数据的顺序，得到第二频域结果，第二频域结果中也包含有第一预设数量路频域数据，每路频域数据中也同样包括第二预设数量个数据点。即FFT模块中具体包括FFT子模块、多级蝶形运算子模块以及输出顺序调整子模块，FFT子模块具体包括32点FFT核，对32路并行的长度均为32点的时域数据进行时域频域转换，32点FFT核使用现有的线性结构实现，32路同时进行，实现将第一结果由时域转换为频域，得到第一频域结果。多级蝶形运算子模块依次读取各路FFT运算的结果与事先储存的旋转因子进行蝶形运算，得到32路并行的各32点的频域数据。输出顺序调整子模块根据多级蝶形运算子模块得到的32路并行数据，进行排序操作，得到自然顺序输出的频域波形。作为优选，本发明实施例中的输出顺序调整子模块，可以将多级蝶形运算子模块得到的32路并行数据转换为32路并行输出或一路串行输出，本发明实施例中对此不作具体限定。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的超宽带信号干扰抑制方法，所述将频域干扰处理后得到的第二结果由频域转换为时域之后，所述进行延迟处理之前，还包括：

对第二结果由频域转换为时域得到的结果进行多级蝶形运算以及各路时域数据的顺序调整。

具体地，本发明实施例中，IFFT模块不仅用于将第二结果的32路各自由频域转换为时域，还用于对第二结果由频域转换为时域得到的结果进行多级蝶形运算，并调整结果中各路时域数据的顺序。即IFFT模块中具体包括IFFT子模块、多级蝶形运算子模块以及输出顺序调整子模块，IFFT子模块具体包括32点IFFT核，对32路并行的长度均为32点的频域数据进行频域时域转换，32点IFFT核使用现有的线性结构实现，32路同时进行，实现将第二结果由频域转换为时域。多级蝶形运算子模块依次读取各路IFFT运算的结果与事先储存的旋转因子进行蝶形运算，得到32路并行的各32点的时域数据。输出顺序调整子模块根据多级蝶形运算子模块得到的32路并行数据，进行排序操作，得到自然顺序输出的时域波形。作为优选，本发明实施例中的输出顺序调整子模块，可以将多级蝶形运算子模块得到的32路并行数据转换为32路并行输出或一路串行输出，本发明实施例中对此不作具体限定。需要说明的是，IFFT模块中多级蝶形运算子模块相比FFT模块中多级蝶形运算子模块，储存的旋转因子互为共轭。

如图3所示，为第一信号支路中时域信号经FFT模块由时域转换为频域、经频域处理模块进行频域干扰处理以及经IFFT模块由时域转换为频域的过程示意图。

由于32＝2⁵，因此多级蝶形运算具体可以采用五级蝶形运算。FFT模块的长度为N点，FFT模块的输入序列为x(n)，n的取值为1至N，N可取值为1024。FFT模块的输出为第二频域结果X(k)，k的取值为1至N。则有如下公式(1)和公式(2)成立：

其中，为频域上第k个数据点对应的旋转因子，X_a(k)与X_b(k)是长度为N/2点的奇序列与偶序列的FFT运算结果，只需求出区间内各整数k所对应的X_a(k)与X_b(k)的取值，即可求出(0～N-1)区间内所有X(k)的取值，对X(k)进行5次拆分，则可得到如下公式(3)：

其中，X_a(k)为第一频域结果中第a路频域数据中的第k个数据点输出，由于旋转因子的对称性，只需要计算出32路频域数据中各自的32点FFT输出，即可通过五级蝶形运算得到高吞吐量信号所有的频域输出值，即得到第二频域结果。

如图4所示，为本发明实施例中提供的FFT模块中五级蝶形运算的示意图。图4中左侧序号表示第i+1次输入时，32路各自输入数据对应于总长度为1024点时域信号中的序号，i的取值为0-31。各路每个系统时钟上升沿输入1个，32路共输入32个时域数据，记为第i+1组输入数据。根据公式(3)可知，第i+1组输入数据需要经过5次如图4所示的蝶形运算才能得到对应的频域成分，每一级的旋转因子只和当前组数i有关。第一级蝶形运算的旋转因子为第二级蝶形运算的旋转因子为第三级蝶形运算的旋转因子为第四级蝶形运算的旋转因子为第五级蝶形运算的旋转因子为

由于输入数据为并行，第一级蝶形运算可以根据需要在特定输入序列之间进行，从第二级开始，各级蝶形运算的规模依次翻倍，最终得到自然顺序输出的频域成分。本发明实施例提供的多级蝶形运算采用流水线模式，第i组数据运算到第二级时，第i+1组数据可以更换旋转因子进行第一级运算，以此类推。图4中右侧序号代表第i+1组各路输出的频谱成分在1024点频谱成分从小到大自然顺序排列中的次序，旋转因子中的N为FFT点数，等于1024。需要说明的是，在IFFT模块中多级蝶形运算时，需要将图4中的旋转因子取共轭，并将输入信号更换为32路IFFT输出。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的超宽带信号干扰抑制方法，所述将对所述目标信号进行加窗处理后得到的第一结果由时域转换为频域之后，所述进行频域干扰处理，具体包括：

基于累积谱方法以及双门限判别法，检测所述第二频域结果中存在的干扰成分，并将所述干扰成分进行置零，得到第三频域结果；

基于峰值积累栅格判决法，对所述第三频域结果进行自适应截位，得到所述第二结果。

具体地，本发明实施例中，在进行频域干扰处理时，无论是针对于第一结果由时域转换为频域后，还是针对于第四结果由时域转换为频域后，具体操作流程均是一致的，本发明实施例中仅以针对于第一结果由时域转换为频域后，进行频域干扰处理为例进行说明，即对第二频域结果进行频域干扰处理。首先对第二频域结果中存在的干扰成分进行检测，然后对检测到的干扰成分进行删除(即置零)，得到第三频域结果；最后将第三频域结果进行自适应截位。相应地，频域干扰处理模块具体可以包括频域干扰检测模块、频域干扰删除模块以及自适应截位模块。

其中，频域干扰检测模块对第二频域结果中存在的干扰成分进行检测时，具体采用累积谱方法以及双门限判别法，首先累积第三预设数量M个第二频域结果，第三预设数量M为累积平均次数，其具体取值可以根据需要进行设置，本发明实施例中M＝64。由于第二频域结果中也包含有a路频域数据，每路频域数据中也同样包括b个数据点，则每个第二频域结果中共包含有a*b＝1024个数据点，采用累积谱方法对M个第二频域结果中相同频点位置处的频谱数据进行累积平均，即相加后求平均值，得到累积平均结果。确定累积平均后处于信号带宽范围内的累积平均结果的最小值。将最小值分别与第一门限系数和第二门限系数相乘，得到第一门限值和第二门限值。其中，第一门限系数大于第二门限系数，第一门限系数和第二门限系数不依赖于任何有关噪声功率的先验信息，而是取决于漏警率、第三预设数量以及信号带宽内包含的谱线数量。在漏警率为1％、第三预设数量M＝64、信号带宽为2GHz的情况下，第一门限系数可以为0.05、第二门限系数可以为0.002。

确定所有累积平均结果中大于等于第一门限值的第一目标累积平均结果对应的第二频域结果中的第一目标频谱成分，标记为2，将所有累积平均结果中在第一门限值和第二门限值之间的累积平均结果对应的第二频域结果中的频谱成分标记为1，将所有累计平均结果中小于等于第二门限值的对应的第二频域结果中的频谱成分标记为0，搜索第一目标频谱成分相邻的所有频谱成分标记为1的成分，直到遇到标记为0的频谱成分为止，记为第二目标频谱成分，将第一目标频谱成分和第二目标频谱成分作为干扰成分。其中，第一目标频谱成分为主干扰成分，第二目标频谱成分可看做是第一目标频谱成分的旁瓣。

本发明实施例中采取了积累谱方法与双门限判别法在频域识别干扰成分，可以有效识别多种类型的干扰成分。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的超宽带信号干扰抑制方法，所述基于峰值积累栅格判决法，对所述第三频域结果进行自适应截位，得到所述第二结果，具体包括：

确定每个所述第三频域结果中频谱数据的局部最大值，并确定所有所述第三频域结果中频谱数据的全局最大值；

将所述全局最大值输入至滞回比较器，由所述滞回比较器输出截位信息；

基于所述截位信息，对所述第三频域结果进行截位，得到所述第二结果。

具体地，本发明实施例中，自适应截位模块在进行自适应截位时，首先确定每个第三频域结果中频谱数据的最大值，记为局部最大值，每个第二频域结果可以得到一个第三频域结果，因此共可以得到M个局部最大值。将M个局部最大值相加，得到全局最大值。将全局最大值输入至滞回比较器中，由滞回比较器输出截位信息。其中，滞回比较器用于防止截位在两个相邻的截取方案中频繁跳动。截位信息用于指示消除第三频域结果的位宽与目标位宽之间差距的信息。最后根据截位信息，对第三频域结果进行截位，得到第二结果，第二结果的位宽为目标位宽。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供的超宽带信号干扰抑制方法，所述滞回比较器预先存储有第一阈值和第二阈值，所述第一阈值大于所述第二阈值；相应地，

所述将所述全局最大值输入至滞回比较器，由所述滞回比较器输出截位信息，具体包括：

将所述全局最大值与所述第一阈值和所述第二阈值进行比较，若所述全局最大值大于所述第一阈值，则所述截位信息为将所述第三频域结果进行右移位，并在左侧补充所述第三频域结果的符号位；若所述全局最大值小于所述第二阈值，则所述截位信息为将所述第三频域结果进行左移位，并在右侧补零。

具体地，本发明实施例中，第一阈值和第二阈值取决于目标位宽和第三预设数量M的大小。若目标位宽为c比特，则第一阈值D₁为：D₁＝M*2^c-1，第二阈值D₂为D₂＝M*2^c-3。本发明实施例中以目标位宽为10比特为例，第三频域结果的位宽为30比特。

将全局最大值与第一阈值和第二阈值进行比较，若全局最大值大于第一阈值，则说明此时数据溢出，截位需上调移位，即截位信息为将第三频域结果进行右移位，左侧补符号位，符号位即移位前数据的最高位，可能为0也可能为1；若全局最大值小于第二阈值，则说明此时数据符号位过多，截位需下调移位，即截位信息为将第三频域结果进行左移位，右侧补0。

本发明实施例中，自适应截位模块可以调整频域干扰删除模块的输出位宽，既可以减少资源消耗，又可以保证截取的数据不溢出。

综上所述，本发明实施例中提供了一种超宽带信号多样式干扰抑制算法，包括多样式干扰抑制方法、高吞吐量全并行时频域转换方法，对高吞吐量的超宽带信号进行多路并行的频域干扰识别与抑制。多样式干扰抑制方法采用了频域干扰抑制技术，考虑到FFT/IFFT时频域转换的有限长度截断，利用延迟模块实现了双通道重叠加窗结构，抑制了信号截断造成的频谱泄露与波形失真；采取了积累谱方法与双门限判别法在频域识别干扰成分，可以有效识别多种类型干扰，最终将干扰成分置零并基于峰值积累栅格判决进行自适应截位。所述高吞吐量全并行时频域转换方法，根据库利-图基算法将时1024点长度的时频域转换拆分32个32点时频域转换的线性运算结果，充分利用大吞吐量信号的多路并行的特性实现了全并行按时间抽取的FFT/IFFT模块。

如图5所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种超宽带信号干扰抑制系统，包括：处理模块51、第一支路信号确定模块52、第二支路信号确定模块53和叠加模块54。其中，

处理模块51用于获取目标信号，分别对所述目标信号进行加窗处理和延迟处理；

第一支路信号确定模块52用于将对所述目标信号进行加窗处理后得到的第一结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，并将频域干扰处理后得到的第二结果由频域转换为时域，进行延迟处理，得到第一支路信号；

第二支路信号确定模块53用于将对所述目标信号进行延迟处理后得到的第三结果进行加窗处理，并将加窗处理后得到的第四结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，将频域干扰处理后得到的第五结果由频域转换为时域，得到第二支路信号；

叠加模块54用于将所述第一支路信号和所述第二支路信号进行叠加，得到干扰抑制后的信号。

具体地，本发明实施例中提供的超宽带信号干扰抑制系统中各模块的作用与上述方法类实施例中各步骤的操作流程是一一对应的，实现的效果也是一致的，具体参见上述实施例，本发明实施例中对此不再赘述。

图6所示，在上述实施例的基础上，本发明实施例中提供了一种电子设备，包括：处理器(processor)601、存储器(memory)602、通信接口(Communications Interface)603和通信总线604；其中，

所述处理器601、存储器602、通信接口603通过通信总线604完成相互间的通信。所述存储器602存储有可被所述处理器601执行的程序指令，处理器601用于调用存储器602中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取目标信号，分别对所述目标信号进行加窗处理和延迟处理；将对所述目标信号进行加窗处理后得到的第一结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，并将频域干扰处理后得到的第二结果由频域转换为时域，进行延迟处理，得到第一支路信号；将对所述目标信号进行延迟处理后得到的第三结果进行加窗处理，并将加窗处理后得到的第四结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，将频域干扰处理后得到的第五结果由频域转换为时域，得到第二支路信号；将所述第一支路信号和所述第二支路信号进行叠加，得到干扰抑制后的信号。

需要说明的是，本实施例中的电子设备在具体实现时可以为服务器，也可以为PC机，还可以为其他设备，只要其结构中包括如图6所示的处理器601、通信接口603、存储器602和通信总线604，其中处理器601、通信接口603和存储器602通过通信总线604完成相互间的通信，且处理器601可以调用存储器602中的逻辑指令以执行上述方法即可。本实施例不对电子设备的具体实现形式进行限定。

存储器602中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

进一步地，本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取目标信号，分别对所述目标信号进行加窗处理和延迟处理；将对所述目标信号进行加窗处理后得到的第一结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，并将频域干扰处理后得到的第二结果由频域转换为时域，进行延迟处理，得到第一支路信号；将对所述目标信号进行延迟处理后得到的第三结果进行加窗处理，并将加窗处理后得到的第四结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，将频域干扰处理后得到的第五结果由频域转换为时域，得到第二支路信号；将所述第一支路信号和所述第二支路信号进行叠加，得到干扰抑制后的信号。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的传输方法，例如包括：获取目标信号，分别对所述目标信号进行加窗处理和延迟处理；将对所述目标信号进行加窗处理后得到的第一结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，并将频域干扰处理后得到的第二结果由频域转换为时域，进行延迟处理，得到第一支路信号；将对所述目标信号进行延迟处理后得到的第三结果进行加窗处理，并将加窗处理后得到的第四结果由时域转换为频域，进行频域干扰处理，将频域干扰处理后得到的第五结果由频域转换为时域，得到第二支路信号；将所述第一支路信号和所述第二支路信号进行叠加，得到干扰抑制后的信号。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。