一种单频及多频GNSS信号窄带干扰抑制装置、系统及其方法与流程

本发明涉及卫星导航数字信号处理技术领域，具体涉及一种单频及多频gnss信号窄带干扰抑制装置、系统及其方法。

背景技术：

全球导航卫星系统(globalnavigationsatellitesystem，gnss)信号在全球范围内提供全天候、实时、连续的高精度位置信息、速度和时间信息，在人们生活中发挥着日益重要的作用。

gnss信号采用扩频通信技术，本身具有强抗干扰能力，其抗干扰能力由扩频处理增益及带宽决定。但在实际通信中，由于信号发射功率、设备实现成本及受增大带宽代价的限制，扩频通信的抗干扰能力是有限的。gnss信号到达接收天线的信号十分微弱，通常淹没在噪声之中，容易受到外界干扰，特别是人为的干扰。当干扰信号功率超过扩频通信的抗干扰容限时，通信性能就得不到保证，必须使用抗干扰技术来保证通信质量。按照干扰带宽相对于gnss信号带宽的大小，将其分为宽带干扰和窄带干扰两种。其中，对gnss接收机影响最大、最常见的干扰类型是窄带干扰。扩频通信中的窄带干扰抑制(narrowbandinterference，nbi)技术通常在解扩处理之前进行，削弱窄带干扰部分，提高接收信号的载噪比。

现有技术中的窄带干扰抑制装置主要分为时域的基于自适应滤波的窄带干扰抑制装置和频域的基于fft(fastfouriertransform，快速傅立叶变换)/ifft(inversefastfouriertransform，快速傅立叶逆变换)的窄带干扰抑制装置。时域滤波具有硬件实现复杂度高、收敛时间缓慢、群时延变化等缺点；频域的基于fft/ifft的窄带干扰抑制装置是采用fft计算接收到的信号的频谱特性，在频谱中查找干扰出现的频点，并对该频点的信号进行相应的滤波处理，从而降低干扰在接收信号中的影响。频域算法由于可以利用fft/ifft快速算法减少计算量，且能保证干扰抑制系统的线性相位，不存在收敛性问题，得到了广泛应用。

目前常见的针对单频率gnss信号的频域滤波主要有以下两种方式：

第一种方式，简单的基于fft/ifft的干扰抑制技术，将gnss信号通过加窗处理、fft计算、nbi滤波处理以及ifft计算后输出，该方法虽然可以去除窄带干扰，但加窗处理在降低fft时的频谱泄漏，避免干扰扩散至其他频点的同时，存在引起输入信号畸变，导致输出信号的信噪比受到损失的缺点。

第二种方式，基于offt(overlappedfastfouriertransform，叠加的快速傅立叶变换)的干扰抑制技术，在第一种方式的基础上，采用将gnss信号分为两路，分别经1/2fft块长度延迟和不延迟，分别独立进行加窗、fft、干扰频率剔除、ifft后，然后按照一定的算法进行合路，该方法具有设计容易、可同时滤除多个窄带干扰等优点，但需要4个fft(2个fft模块和2个ifft模块)引擎，硬件实现复杂度高，且频率分辨率较低，对信号衰减较大。

随着gnss技术的快速发展和应用需求的不断提高，利用多系统信号进行联合定位的多模多频gnss系统表现出了极大的优势。多模多频接收机可同时接收多个频率的卫星信号，利用多系统联合定位技术，使定位精度和可靠性得到更大的提高，迅速成为导航领域的研究和应用热点。但目前在多模多频接收机中使用offt技术进行nbi滤波时，若同时接收n个频率的卫星信号，需要复制n个单频率信号的offt处理模块，此时硬件资源成本将成倍增加，同时还增加了系统功耗。

另外，在fft/ifft硬件实现时，通常采用典型的dif(decimationinfrequency，频域抽取)进行fft处理。即fft计算数据按顺序输入，计算结果逆序输出，采用这种结构进行ifft时，输入数据之前要对数据进行缓存以调整顺序的处理，这不仅占用大量存储空间，且加大了流水处理延时，既提高了系统对存储资源的需求，又降低了系统实时性。

为解决上述问题，提出一种逆序输入顺序输出的fft结构设计方法，解决了ifft带来的额外存储需求和流水迟滞问题，但是，gnss输入中频信号按时域顺序输入，若按此方法，必须在加窗处理后fft计算前对输入数据顺序按“倒位序”处理，以给fft输入的数据按fft蝶形运算顺序，同时保证了延迟m/2处理模块和加窗处理模块按时域顺序处理，但是，“倒位序”处理需要增加存储器进行存储，耗费较大的硬件资源。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种单频及多频gnss信号窄带干扰抑制装置、系统及其方法，能够克服上述现有技术的不足，实现对单频率gnss信号以及多频率gnss信号的窄带干扰抑制。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

依据本发明的一个方面，提供了一种单频gnss信号窄带干扰抑制装置，所述装置包括延迟模块、加窗处理模块、fft计算模块、nbi滤波处理模块、ifft计算模块以及叠加处理模块；

所述延迟模块，用于接收一路gnss信号,并将其延迟m/2个采样点输出给所述加窗处理模块，其中m为fft块长度，具体为2的指数幂；

所述加窗处理模块，用于接收一路gnss信号，以及所述延迟模块发送的延迟m/2个采样点的gnss信号，并对两路时域gnss信号分别进行加窗处理；

所述fft计算模块，包括实部输入与虚部输入，用于对经过加窗处理的两路gnss信号中的一路实部输入进行fft计算，另一路虚部输入进行fft计算，并将计算得到的复数fft信号进行分离计算得到两路实数fft信号；

所述nbi滤波处理模块，用于对经过fft计算的两路频域gnss信号进行滤波处理；

所述ifft计算模块，包括实部输入与虚部输入，用于对经过滤波处理的两路频域gnss信号中的一路实部输入进行ifft计算，另一路虚部输入进行ifft计算，并将计算得到的复数ifft信号进行分离计算得到两路实数ifft信号，并将其输出；

所述叠加处理模块，用于对接收的两路时域gnss信号进行叠加处理，得到一路时域gnss信号，并将其输出。

依据本发明的另一个方面，提供了一种单频gnss信号窄带干扰抑制方法，所述方法包括：

s301、将单频率的时域gnss信号分为两路，其中一路信号延迟m/2个采样点，另一路信号不延迟，并将延迟后的以及未延迟的两路gnss信号分别进行加窗处理；

s302、将经过加窗处理的两路gnss信号中的一路实部输入进行fft计算，另一路虚部输入进行fft计算，并将计算得到的复数fft信号进行分离计算得到两路实数fft信号；

s303、将经过fft计算的两路频域gnss信号进行滤波处理，并将经滤波处理的两路频域gnss信号中的一路实部输入进行ifft计算，另一路虚部输入进行ifft计算，并将计算得到的复数ifft信号进行分离计算得到两路实数ifft信号；

s304、将经过ifft计算的两路时域gnss信号进行叠加处理，得到一路时域gnss信号，以进行后续的解扩处理。

依据本发明的再一个方面，提供了一种多频gnss信号窄带干扰抑制系统，所述系统包括单频gnss信号窄带干扰抑制装置以及至少一个预处理模块、至少一个缓存处理模块、至少一个缓存控制模块、复用模块、解复用模块以及分时复用控制模块；

所述预处理模块，包括格式转换单元以及信号检测单元，用于在rf时钟域下对接收到的gnss信号进行格式转换，并对格式转换后的gnss信号进行干扰信号检测，以确定所述gnss信号是否需要进行窄带干扰抑制处理，且根据确定结果生成通道干扰抑制使能控制信号并发送给所述缓存控制模块以及将检测之后的gnss信号输出给所述缓存处理模块；还用于将所述缓存处理模块返回的gnss信号输出，以进行后续解扩处理；

所述缓存处理模块，用于在rf时钟域下写入干扰信号检测之后的gnss信号，然后在所述缓存控制模块的控制下读出所述gnss信号，并根据gnss信号是否需要进行窄带干扰抑制处理的确定结果，将读出的gnss信号返回给对应连接的所述预处理模块输出或者发送给对应连接的所述延迟模块以及所述复用模块；

所述缓存控制模块，用于在系统时钟域下向所述分时复用控制模块发送所述通道干扰抑制使能控制信号以及缓存数据就绪指示信号，并接收所述分时复用控制模块反馈的通道缓存读使能信号，进而控制所述缓存处理模块工作；

所述复用模块，用于根据所述分时复用控制模块发送的多通道复用控制信号，将依次接收的多个所述缓存处理模块发送的未延迟的多个频率的gnss信号，以及多个所述延迟模块发送的延迟的多个频率的gnss信号整合到一个通道中，并按照频率的不同，分时段每依次发送频率相同的延迟以及未延迟的两路gnss信号给所述加窗处理模块；

所述解复用模块，用于根据所述分时复用控制模块发送的多通道解复用控制信号，对分时段接收的处于一个通道中的多个包含两路信号的不同频率的gnss信号进行解复用，使多个两路gnss信号按照频率的不同处在多个通道中，并分别发送给多个所述叠加处理模块。

依据本发明的另一个方面，提供了一种多频gnss信号窄带干扰抑制方法，其特征在于，所述方法包括：

s401、n个所述预处理模块在rf时钟域下，对接收的n个gnss信号分别进行预处理，并将预处理之后的gnss信号输出给对应连接的n个所述缓存处理模块，同时还通过n个所述缓存控制模块分别将通道干扰抑制使能控制信号发送给所述分时复用控制模块；

s402、在rf时钟域下n个所述缓存处理模块在写入地址依次相差m/4的情况下分别写入n个gnss信号，在依次写满之后，其对应的n个所述缓存控制模块依次发送缓存数据就绪指示信号给所述分时复用控制模块；所述分时复用控制模块根据所述缓存数据就绪指示信号以及之前接收的所述通道干扰抑制使能控制信号，生成通道缓存读使能信号并依次反馈给n个所述缓存控制模块；

s403、n个所述缓存控制模块根据所述缓存读使能信号分别控制n个所述缓存处理模块读出n个gnss信号，若不需要对gnss信号进行窄带干扰抑制，将gnss信号返回给对应连接的所述预处理模块输出以进行后续解扩处理，结束当前gnss信号的抑制流程；若需要对gnss信号进行窄带干扰抑制，将gnss信号发送给对应连接的所述延迟模块以及所述复用模块；

s404、n个所述延迟模块在系统时钟域下，依次分别将接收的gnss信号延迟m/2个采样点，并将延迟后的gnss信号发送给所述复用模块，所述复用模块根据所述分时复用控制模块发送的多通道复用控制信号，依次将接收的延迟的n个频率的gnss信号以及未延迟的n个频率的gnss信号整合到一个通道中，并按照频率的不同分时段依次发送频率相同的延迟以及未延迟的两路gnss信号给所述加窗处理模块，直到n个不同频率的包含两路信号的gnss信号全部被发送至所述加窗处理模块；

s405、所述加窗处理模块以及fft计算模块依次对接收的延迟以及未延迟的两路gnss信号进行加窗处理以及fft计算处理，并将得到的计算结果发送给所述nbi滤波处理模块，所述nbi滤波处理模块根据所述分时复用控制模块发送的通道nbi滤波配置信号对滤波参数进行配置，进而对两路gnss信号进行滤波处理，并将滤波结果发送给所述ifft计算模块，所述ifft计算模块对两路gnss信号进行ifft计算，并将计算之后的两路gnss信号发送给所述解复用模块，同时向所述分时复用控制模块发送ifft完成指示信号，所述分时复用控制模块根据所述完成指示信号向所述解复用控制模块发送多通道解复用控制信号；

s406、所述解复用模块根据所述多通道解复用控制信号，使分时段接收的n个两路gnss信号按照频率的不同处在n个通道中，并分别发送给对应连接的n个所述叠加处理模块,n个所述叠加处理模块分别将接收的两路时域gnss信号进行叠加处理，并将得到的一路时域gnss信号分别返回给对应连接的n个所述缓存处理模块以及预处理模块输出，以进行后续解扩处理。

本发明提供的一种单频及多频gnss信号窄带干扰抑制装置、系统及其方法，实现了对单频率gnss信号以及多频率的gnss信号的窄带干扰抑制。其中，所述fft计算模块与ifft计算模块均设有实部输入与虚部输入，能够同时对两路gnss信号进行计算，实现了fft与ifft计算模块的共享复用，使fft/ifft计算模块的硬件成本降低一半；所述加窗处理模块能够对两路gnss信号进行加窗处理，共享一个窗函数系数rom表，并根据窗函数的对称性只存储m/2个加窗函数系数，如此将存储窗函数系数的rom资源节省为原来的1/4；所述nbi滤波处理模块同时对两路gnss信号进行滤波处理，并能根据不同频率的gnss信号配置不同的滤波参数，保持滤波的独立性，有效抑制窄带干扰；在对n个频率的gnss信号进行窄带干扰抑制时，所述加窗处理模块、fft计算模块、nbi滤波处理模块以及ifft计算模块的采用分时复用的机制，将硬件资源降低为原来的1/n；所述缓存处理模块将gnss信号按照fft蝶形运算顺序读出，并且所述延迟模块以及加窗处理模块均按照fft蝶形运算顺序处理gnss信号，将fft计算模块前的“倒位序”去掉，节省m个数据存储单元；所述分时复用控制单元能够根据输入的gnss信号的频率的数量自动调整系统时钟频率，降低系统功耗；另外所述预处理模块能够对gnss信号进行干扰信号检测，实现对gnss信号的自适应窄带干扰抑制处理，并且在所有的gnss信号都不需要进行窄带干扰抑制的情况下，关闭所述延迟模块、叠加处理模块、复用模块、加窗模块、fft计算模块、nbi滤波处理模块、ifft计算模块以及解复用模块，降低系统功耗。本发明能够对单频率以及多频率的gnss信号进行窄带干扰抑制，不仅具有良好的抑制效果，还能够降低硬件资源成本以及系统的功耗，并具有较强的实用性。

附图说明

图1为本发明实施例一的一种单频gnss信号窄带干扰抑制装置示意图；

图2为本发明实施例二的一种单频gnss信号窄带干扰抑制方法流程图；

图3为本发明实施例三的一种多频gnss信号窄带干扰抑制系统示意图；

图4为本发明实施例四的一种多频gnss信号窄带干扰抑制方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例一、一种单频gnss信号窄带干扰抑制装置。下面结合图1对本实施例提供的装置进行详细说明。

参见图1，本实施例提供的装置包括延迟模块、加窗处理模块、fft计算模块、nbi滤波处理模块、ifft计算模块以及叠加处理模块。

所述延迟模块，用于接收一路gnss信号，并将其延迟m/2个采样点输出给所述加窗处理模块，其中m为fft块长度，具体为2的指数幂。

所述加窗处理模块，用于接收一路gnss信号，以及所述延迟模块发送的延迟m/2个采样点的gnss信号，并对两路时域gnss信号分别进行加窗处理。

具体的，所述加窗处理模块用于接收一路gnss信号，以及所述延迟模块发送的延迟m/2个采样点的gnss信号，其中m为fft块长度，具体为2的指数幂，并将两路时域gnss信号分别乘以在加窗函数的系数rom(readonlymemory，只读存储器)表中查找得到的同一加窗系数，进行加窗处理，实现加窗处理模块关于两路gnss信号的共享复用。其中，所述加窗函数具体包括矩形窗、三角窗、汉宁窗、海明窗以及布莱克曼窗，所述加窗函数均为对称函数，若fft的块长度为m，对应于加窗函数的m个系数分别为f1,f2,…,fm，则有fi＝fm+1-i(i＝1,2,…,m/2-1)，加窗函数系数rom表中只需存储m/2个加窗系数，加窗函数系数rom表大小只需m/2，可将存储窗函数系数的rom表资源节省为原来所需的1/4。

所述fft计算模块，包括实部输入与虚部输入，用于对经过加窗处理的两路gnss信号中的一路实部输入进行fft计算，另一路虚部输入进行fft计算，并将计算得到的复数fft信号进行分离计算得到两路实数fft信号。

具体的，所述fft计算模块将经过加窗处理的两路gnss信号中的一路gnss信号实部输入进行fft计算，另一路gnss信号虚部输入进行fft计算，并将计算得到的复数fft信号进行分离计算得到两路实数fft信号，将两路gnss信号从时域数据转换到频域数据，实现fft计算模块关于两路gnss信号的共享复用，使fft计算模块资源降为原来的一半。

所述nbi滤波处理模块，用于对经过fft计算的两路频域gnss信号进行滤波处理。

具体的，所述nbi滤波处理模块可采用各种滤波抑制算法，例如门限检测法、k谱线算法以及中值滤波法等，其中，输入的gnss信号为单频率时，所述nbi滤波处理模块的滤波参数为提前设置好的，保持滤波的独立性。

所述ifft计算模块，包括实部输入与虚部输入，用于对经过滤波处理的两路频域gnss信号中的一路实部输入进行ifft计算，另一路虚部输入进行ifft计算，并将计算得到的复数ifft信号进行分离计算得到两路实数ifft信号，并将其输出。

具体的，所述ifft计算模块将经过滤波处理的两路频域gnss信号中的一路gnss信号实部输入进行ifft计算，另一路gnss信号虚部输入进行ifft计算，并将计算得到的复数ifft信号分离计算得到两路实数ifft信号，将两路gnss信号从频域数据转换到时域数据，实现ifft计算模块关于两路gnss信号的共享复用，使ifft计算模块资源降为原来的一半。

所述叠加处理模块，用于对接收的两路时域gnss信号进行叠加处理，得到一路时域gnss信号，并将其输出。

实施例二、一种单频gnss信号窄带干扰抑制方法。下面结合图2对本实施例提供的方法进行详细说明。

参见图1及图2，s301、将单频率的时域gnss信号分为两路，其中一路信号延迟m/2个采样点，另一路信号不延迟，并将延迟后的以及未延迟的两路gnss信号分别进行加窗处理。

具体的，将单频率的时域gnss信号分为两路，延迟模块接收其中一路信号并将其延迟m/2个采样点，并将延迟后的gnss信号发送给所述加窗处理模块，所述加窗处理模块接收另一路gnss信号以及所述延迟模块发送的延迟m/2个采样点的gnss信号，并将其分别乘以在加窗函数系数rom表中查找得到的同一加窗系数，进行加窗处理，其中，所述加窗函数具体包括矩形窗、三角窗、汉宁窗、海明窗以及布莱克曼窗，所述加窗函数均为对称函数，若fft的块长度为m，对应于加窗函数的m个系数分别为f1,f2,…,fm，则有fi＝fm+1-i(i＝1,2,…,m/2-1)，加窗函数的系数rom表中只需存储m/2个加窗系数，加窗函数系数rom表大小只需m/2；然后所述加窗处理模块将处理过后的两路gnss信号发送给所述fft计算模块。

s302、将经过加窗处理的两路gnss信号中的一路实部输入进行fft计算，另一路虚部输入进行fft计算，并将计算得到的复数fft信号进行分离计算得到两路实数fft信号，将两路gnss信号从时域数据转换到频域数据。

s303、将经过fft计算的两路频域gnss信号进行滤波处理，并将经滤波处理的两路频域gnss信号中的一路实部输入进行ifft计算，另一路虚部输入进行ifft计算，并将计算得到的复数ifft信号进行分离计算得到两路实数ifft信号。

具体的，所述nbi滤波处理模块对经过fft计算的两路频域gnss信号进行滤波处理，所述nbi滤波处理模块可采用各种滤波抑制算法，例如门限检测法、k谱线算法以及中值滤波法等，其中，输入的gnss信号为单频率时，所述nbi滤波处理模块的滤波参数为提前设置好的，所述nbi滤波处理模块将滤波处理的结果发送给所述ifft计算模块。

所述ifft计算模块将经过滤波处理的两路频域gnss信号中的一路gnss信号实部输入进行ifft计算，另一路gnss信号虚部输入进行ifft计算，并将计算得到的复数ifft信号分离计算得到两路实数ifft信号，将两路gnss信号从频域数据转换到时域数据，然后将所述ifft计算模块将计算结果发送给所述叠加处理模块。

s304、将经过ifft计算的两路时域gnss信号进行叠加处理，得到一路时域gnss信号，以进行后续的解扩处理。

实施例三、一种多频gnss信号窄带干扰抑制系统。下面结合图1以及图3对本实施例提供的系统进行详细说明。

参见图1及图3，本实施例提供的系统包括单频gnss信号窄带干扰抑制装置以及至少一个预处理模块、至少一个缓存处理模块、至少一个缓存控制模块、复用模块、解复用模块以及分时复用控制模块。

所述预处理模块，包括格式转换单元以及信号检测单元，用于接收未经过处理的gnss信号，所述格式转换单元在rf时钟域下将不同位宽以及不同编码格式的gnss信号转换为相同的位宽以及编码格式，所述信号检测单元对格式转换后的gnss信号进行干扰信号检测，以确定所述gnss信号是否需要进行窄带干扰抑制处理，且根据确定结果生成通道干扰抑制使能控制信号并发送给所述缓存控制模块，以及将检测之后的gnss信号输出给所述缓存处理模块；还用于将所述缓存处理模块返回的gnss信号输出，以进行后续解扩处理。

所述缓存处理模块，用于在rf时钟域下写入干扰信号检测之后的gnss信号，然后在所述缓存控制模块的控制下读出所述gnss信号，并根据gnss信号是否需要进行窄带干扰抑制处理的确定结果，将读出的gnss信号返回给对应连接的所述预处理模块输出或者发送给对应连接的所述延迟模块以及所述复用模块。

所述缓存控制模块，用于在系统时钟域下向所述分时复用控制模块发送所述通道干扰抑制使能控制信号以及缓存数据就绪指示信号，并接收所述分时复用控制模块反馈的通道缓存读使能信号，进而控制所述缓存处理模块工作。

具体的，所述缓存处理模块采用大小为2个fft块长度的双端口sram(staticrandomaccessmemory，静态随机存储器)以进行乒乓操作；所述缓存处理模块在rf时钟域下写入预处理之后的gnss信号，所述缓存控制模块根据接收的所述缓存读使能信号控制所述缓存处理模块读出gnss信号：若所述缓存读使能信号表明不需要对gnss信号进行窄带干扰抑制，所述缓存处理模块在rf时钟域下顺序读出当前gnss信号，并返回给对应连接的所述预处理模块输出；若所述缓存读使能信号表明需要对gnss信号进行窄带干扰抑制，在系统时钟域下，按照fft蝶形运算顺序读出当前gnss信号，并发送给对应连接的所述延迟模块以及所述复用模块；所述缓存处理模块在读出当前gnss信号的同时，在rf时钟域下继续写入下一个经预处理之后的gnss信号，实现乒乓操作；另外，所述缓存处理模块在所述当前gnss信号写入之前，提前一个rf时钟将当前gnss信号之前的经过所述叠加处理模块处理并返回的gnss信号读出，并返回给对应连接的所述预处理模块输出。

所述延迟模块与所述单频gnss信号窄带干扰抑制装置中的延迟模块完全相同，用于将接收的gnss信号延迟m/2个采样点,并将延迟后的gnss信号输出。

所述复用模块，用于根据所述分时复用控制模块发送的多通道复用控制信号，将依次接收的多个所述缓存处理模块发送的未延迟的多个频率的gnss信号，以及多个所述延迟模块发送的延迟的多个频率的gnss信号整合到一个通道中，并按照频率的不同，分时段依次发送频率相同的延迟以及未延迟的两路gnss信号给所述加窗处理模块。

所述加窗处理模块与所述单频gnss信号窄带干扰抑制装置中的加窗处理模块完全相同，用于接收延迟m/2个采样点的gnss信号和未延迟的gnss信号，并对两路时域gnss信号分别进行加窗处理；所述加窗处理模块分时复用对多个频率的两路gnss信号进行加窗处理。

其中，由于所述缓存处理模块按照fft蝶形运算顺序读出当前gnss信号，因此所述延迟模块以及加窗处理模块均按照fft蝶形运算顺序对所述gnss信号进行处理，若所述缓存处理模块在rf时钟域下写入m个数据采样点的顺序分别为d0、d1、d2、…、dm-1，那么在系统时钟域下读出的顺序为d0、dm/2、d1、dm/2+1、d2、dm/2+2、…、dm/2-1、dm-1，进而所述加窗处理模块从加窗函数rom表中读出对应的m个加窗系数的顺序为f0、fm/2、f1、fm/2+1、f2、fm/2+2、…、fm/2-1、fm-1,加窗函数系数rom表中只需存储m/2个加窗系数，加窗函数系数rom表大小只需m/2。

所述缓存处理模块按fft蝶形运算顺序读出gnss信号，并且所述延迟模块以及加窗处理模块都按照fft蝶形运算顺序进行处理，将fft计算模块前的“倒位序”处理去掉，共节省m个数据存储单元(每一路gnss信号节省m/2个数据存储单元)。

所述fft计算模块与所述单频gnss信号窄带干扰抑制装置中的fft计算模块完全相同，用于对经过加窗处理的两路gnss信号一路实部输入进行fft计算，一路虚部输入进行fft计算，并将计算得到的复数fft信号进行分离得到两路实数fft信号，将两路gnss信号从时域数据转换到频域数据；所述fft计算模块分时复用对多个频率的两路信号进行fft计算。

所述nbi滤波处理模块与所述单频gnss信号窄带干扰抑制装置中的nbi滤波处理模块完全相同，用于对经过fft计算的两路频域gnss信号进行滤波处理；所述nbi滤波处理模块分时复用对多个频率的两路信号进行滤波处理，并接收所述分时复用控制模块发送的针对不同频率gnss信号的通道nbi滤波配置信号对滤波参数进行配置，进而保证不同频率gnss信号滤波的独立性。

所述ifft计算模块与所述单频gnss信号窄带干扰抑制装置中的ifft计算模块完全相同，用于对经过滤波处理的两路频域gnss信号一路实部输入进行ifft计算，一路虚部输入进行ifft计算，并将计算得到的复数ifft信号进行分离得到两路实数ifft信号，将两路gnss信号从频域数据转换到时域数据，然后将其输出；所述ifft计算模块分时复用对多个频率的两路信号进行ifft计算。

所述叠加处理模块与所述单频gnss信号窄带干扰抑制装置中的叠加处理模块完全相同，用于对接收的两路时域gnss信号进行叠加处理，得到一路时域gnss信号，并将其输出给所述缓存处理模块。

所述解复用模块，用于根据所述分时复用控制模块发送的多通道解复用控制信号，对分时段接收到的处于一个通道中的多个包含两路信号的不同频率的gnss信号进行解复用，使多个两路gnss信号按照频率的不同处在多个通道中，并分别发送给多个所述叠加处理模块。

所述分时复用控制模块，用于接收所述缓存控制模块发送的所述通道干扰抑制使能控制信号以及所述缓存数据就绪指示信号，然后向所述缓存控制模块反馈所述通道缓存读使能信号；用于向所述复用模块发送所述多通道复用控制信号控制所述复用模块工作以及向所述nbi滤波处理模块发送通道nbi滤波配置信号；用于接收ifft计算模块发送的ifft完成指示信号，并根据所述完成指示信号向所述解复用模块发送多通道解复用控制信号控制所述解复用模块工作。

另外，所述分时复用控制模块，还用于在所有的gnss信号都不需要进行窄带干扰抑制时，控制所有的延迟模块、所有的叠加处理模块、复用模块、加窗模块、fft计算模块、nbi滤波处理模块、ifft计算模块以及解复用模块全部关闭,以降低系统的功耗。

另外，在实际接入的gnss信号的频率个数为k时，所述分时复用控制模块调整系统时钟频率为rf时钟频率的k+1倍，这样若rf时钟域输入m个采样点数据的时间为t，在系统时钟域内读出m个采样点数据时间只需t/(k+1)。

n个不同频率的gnss信号依次在所述延迟模块、加窗处理模块、fft计算模块、nbi滤波处理模块以及ifft计算模块中处理所需总时间是固定的，例如，设gnss信号在一个rf时钟域下所需时间为t，所述延迟模块在系统时钟域下将n个不同频率的gnss信号延迟m/2个采样点所需时间为t/2(n+1)，n个不同频率的gnss信号以及延迟m/2个采样点的gnss信号在系统时钟域下从加窗处理模块到nbi滤波处理模块依次处理所需总时间为n*t/(n+1)，所以总的处理时间约为(2n+1)*t/2(n+1)。

所述多频gnss信号窄带干扰抑制系统具体适用于2到5个频率的gnss信号的窄带干扰抑制，图3中示出的多频gnss信号窄带干扰抑制系统为n取值为3时的系统。

实施例四、一种多频gnss信号窄带干扰抑制方法。下面结合图1至图4对本实施例提供的方法进行详细说明。

参见图1至图4，s401、n个所述预处理模块在rf时钟域下，对接收的n个gnss信号分别进行预处理，并将预处理之后的gnss信号输出给对应连接的n个所述缓存处理模块，同时还通过n个所述缓存控制模块分别将通道干扰抑制使能控制信号发送给所述分时复用控制模块。

具体的，在rf时钟域下，n个所述预处理模块中的n个格式转换单元分别对接收的n个未经过处理的gnss信号进行格式转换，将不同位宽以及不同编码格式的gnss信号转换为相同的位宽以及编码格式的gnss信号，n个信号检测单元对转换后的gnss信号进行干扰信号检测，确定是否需要对所述gnss信号进行窄带干扰抑制，然后根据确定结果生成通道干扰抑制使能控制信号，并分别通过n个所述缓存控制模块将通道干扰抑制使能控制信号发送给所述分时复用控制模块，同时还将检测之后的gnss信号输出给对应连接的所述缓存处理模块，其中，n的取值范围为2到5。

s402、在rf时钟域下n个所述缓存处理模块在写入地址依次相差m/4的情况下分别写入n个gnss信号，在依次写满之后，其对应的n个所述缓存控制模块依次发送缓存数据就绪指示信号给所述分时复用控制模块；所述分时复用控制模块根据所述缓存数据就绪指示信号以及之前接收的所述通道干扰抑制使能控制信号，生成通道缓存读使能信号并依次反馈给n个所述缓存控制模块。

具体的，n个所述缓存处理模块在rf时钟域下写入预处理之后的gnss信号，写入地址依次相差m/4，第一个所述缓存处理模块从写入地址0开始写入，当写到m/4个采样点时，第二个所述缓存处理模块才从写入地址0开始写入；当第一个所述缓存处理模块写到m/2个采样点，第二个所述缓存处理模块写到m/4个采样点时，第三个所述缓存处理模块才从写入地址0开始写入，以此类推至第n个所述缓存处理模块；后续不停写入，各个所述缓存处理模块的写入地址不断加1，在写入地址写满后均会清零重新开始计数；这样保证n个所述缓存处理模块在写满之后生成的缓存数据指示信号刚好错开m/4个rf时钟域时间，依次写满之后，其对应的n个所述缓存控制模块依次发送所述缓存数据就绪指示信号给所述分时复用控制模块。

所述分时复用控制模块根据所述缓存数据就绪指示信号以及步骤s401中接收的对应的所述通道干扰抑制使能控制信号，生成是否对gnss信号进行窄带干扰抑制的通道缓存读使能信号，并依次发送给n个所述缓存控制模块。

s403、n个所述缓存控制模块根据所述缓存读使能信号分别控制n个所述缓存处理模块读出n个gnss信号，若不需要对gnss信号进行窄带干扰抑制，将gnss信号返回给对应连接的所述预处理模块输出以进行后续解扩处理，结束当前gnss信号的抑制流程；若需要对gnss信号进行窄带干扰抑制，将gnss信号发送给对应连接的所述延迟模块以及所述复用模块。

具体的，n个所述缓存控制模块依次根据所述缓存读使能信号控制n个所述缓存处理模块读出n个gnss信号：若所述缓存读使能信号表明不需要对gnss信号进行窄带干扰抑制，所述缓存处理模块在rf时钟域下顺序读出当前gnss信号，并发送给对应连接的所述预处理模块，所述预处理模块将其输出进行后续解扩处理，结束当前gnss信号的抑制流程；若所述缓存读使能信号表明需要对gnss信号进行窄带干扰抑制，所述缓存处理模块在系统时钟域下，按照fft蝶形运算顺序读出当前gnss信号，并发送给对应连接的所述延迟模块以及所述复用模块；所述缓存处理模块在读出当前gnss信号的同时，在rf时钟域下继续写入下一个经预处理之后的gnss信号，实现乒乓操作。

s404、n个所述延迟模块在系统时钟域下，依次分别将接收的gnss信号延迟m/2个采样点，并将延迟后的gnss信号发送给所述复用模块，所述复用模块根据所述分时复用控制模块发送的多通道复用控制信号，依次将接收的延迟的n个频率的gnss信号以及未延迟的n个频率的gnss信号整合到一个通道中，并按照频率的不同分时段依次发送频率相同的延迟以及未延迟的两路gnss信号给所述加窗处理模块，直到n个不同频率的包含两路信号的gnss信号全部被发送至所述加窗处理模块。

具体的，n个所述延迟模块在系统时钟域下依次分别将接收的gnss信号延迟m/2个采样点,并将延迟后的gnss信号输出给所述复用模块，所述复用模块根据所述分时复用控制模块发送的多通道复用控制信号，依次将接收的延迟的n个频率的gnss信号以及未延迟的n个频率的gnss信号整合到一个通道中，其中，每个频率的gnss信号均包含延迟与未延迟的两路信号，并按照频率的不同，分时段依次发送频率相同的延迟以及未延迟的两路gnss信号给所述加窗处理模块，直到n个不同频率的包含两路信号的gnss信号全部被发送至所述加窗处理模块。

s405、所述加窗处理模块以及fft计算模块依次对接收的延迟以及未延迟的两路gnss信号进行加窗处理以及fft计算处理，并将得到的计算结果发送给所述nbi滤波处理模块，所述nbi滤波处理模块根据所述分时复用控制模块发送的通道nbi滤波配置信号对滤波参数进行配置，进而对两路gnss信号进行滤波处理，并将滤波结果发送给所述ifft计算模块，所述ifft计算模块对两路gnss信号进行ifft计算，并将计算之后的两路gnss信号发送给所述解复用模块，同时向所述分时复用控制模块发送ifft完成指示信号，所述分时复用控制模块根据所述完成指示信号向所述解复用控制模块发送多通道解复用控制信号。

具体的，所述加窗处理模块分时段重复使用，对n个频率的gnss信号分时段分别进行加窗处理，在处理时，对依次接收的延迟以及未延迟的两路gnss信号分别乘以在加窗函数系数rom表中查找得到的同一加窗系数，进行加窗处理，其中，所述加窗函数具体包括矩形窗、三角窗、汉宁窗、海明窗以及布莱克曼窗，所述加窗函数均为对称函数。

其中，由于所述缓存处理模块按照fft蝶形运算顺序读出当前gnss信号，所以所述延迟模块以及加窗处理模块均按照fft蝶形运算顺序进行处理，若所述缓存处理模块在rf时钟域下写入m个数据采样点的顺序分别为d0、d1、d2、…、dm-1，那么在系统时钟域下读出的顺序为d0、dm/2、d1、dm/2+1、d2、dm/2+2、…、dm/2-1、dm-1，进而所述加窗处理模块从加窗函数rom表中读出对应的m个加窗系数的顺序为f0、fm/2、f1、fm/2+1、f2、fm/2+2、…、fm/2-1、fm-1,加窗函数系数rom表中只需存储m/2个加窗系数，加窗函数系数rom表大小只需m/2。

所述缓存处理模块按fft蝶形运算顺序读出gnss信号，并且所述延迟模块以及加窗处理模块都按照fft蝶形运算顺序进行处理，将fft计算模块前的“倒位序”处理去掉，共节省m个数据存储单元(每一路gnss信号节省m/2个数据存储单元)。

所述加窗处理模块将加窗处理的结果发送给所述fft计算模块，所述fft计算模块分时段重复使用，对n个频率的gnss信号分时段分别进行fft计算处理，具体的，所述fft计算模块将经过加窗处理的两路gnss信号中的一路gnss信号实部输入进行fft计算，另一路gnss信号虚部输入进行fft计算，并将计算得到的复数fft信号进行分离得到两路实数fft信号，将两路gnss信号从时域数据转换到频域数据，实现fft计算模块关于两路gnss信号的共享复用，并将得到的计算结果发送给所述nbi滤波处理模块。

所述nbi滤波处理模块分时段重复使用，根据所述分时复用控制模块发送的针对n个不同频率gnss信号的通道nbi滤波配置信号对滤波参数进行配置，对经过fft计算的n个不同频率的两路频域gnss信号分时段进行滤波处理，所述nbi滤波处理模块可采用各种滤波抑制算法，例如门限检测法、k谱线算法以及中值滤波法等，所述nbi滤波处理模块将滤波处理的结果发送给所述ifft计算模块。

所述ifft计算模块分时段重复使用,对n个频率的gnss信号分时段分别进行ifft计算处理，具体的，所述ifft计算模块将经过滤波处理的两路gnss信号中的一路gnss信号实部输入进行ifft计算，另一路gnss信号虚部输入进行ifft计算，并将计算得到的复数ifft信号进行分离得到两路实数ifft信号，将两路gnss信号从频域数据转换到时域数据，然后将得到的计算结果发送给所述解复用模块，同时还向所述分时复用控制模块发送ifft完成指示信号，所述分时复用控制模块根据所述完成指示信号向所述解复用控制模块发送多通道解复用控制信号。

s406、所述解复用模块根据所述多通道解复用控制信号，使分时段接收的n个两路gnss信号按照频率的不同处在n个通道中，并分别发送给对应连接的n个所述叠加处理模块,n个所述叠加处理模块分别将接收的两路时域gnss信号进行叠加处理，并将得到的一路时域gnss信号分别返回给对应连接的n个所述缓存处理模块以及预处理模块输出，以进行后续解扩处理。

具体的，所述解复用模块根据所述分时复用控制模块发送的所述多通道解复用控制信号，对分时段接收到的处于一个通道中的n个频率的包含两路信号的gnss信号进行解复用，使n个两路gnss信号按照频率的不同处在n个通道中，并分别发送给对应连接的n个所述叠加处理模块，n个所述叠加处理模块分别将接收的两路时域gnss信号进行叠加处理，得到一路时域gnss信号，并分别返回给对应连接的n个所述缓存处理模块，n个所述缓存处理模块分别将n个频率的gnss信号读出返回给对应的所述预处理模块，其中，所述缓存处理模块是在所述缓存处理模块写入下一个gnss信号之前，提前一个rf时钟，读出经叠加处理之后的gnss信号；n个所述预处理模块分别将n个频率的gnss信号输出，以进行后续解扩处理。

另外，在所有频率的gnss信号都不需要进行窄带干扰抑制时，所述分时复用控制模块控制所有的延迟模块、所有的叠加处理模块、复用模块、加窗模块、fft计算模块、nbi滤波处理模块、ifft计算模块以及解复用模块全部关闭。

在实际接入的gnss信号的频率个数为k时，所述分时复用控制模块调整系统时钟频率为rf时钟频率的k+1倍，这样若rf时钟域输入m个采样点数据的时间为t，在系统时钟域内读出m个采样点数据时间只需t/(k+1)。

n个不同频率的gnss信号依次在所述延迟模块、加窗处理模块、fft计算模块、nbi滤波处理模块以及ifft计算模块中处理所需总时间是固定的，例如，设gnss信号在一个rf时钟域下所需时间为t，所述延迟模块在系统时钟域下将n个不同频率的gnss信号延迟m/2个采样点所需时间为t/2(n+1)，n个不同频率的gnss信号以及延迟m/2个采样点的gnss信号在系统时钟域下从加窗处理模块到nbi滤波处理模块依次处理所需总时间为n*t/(n+1)，所以总的处理时间约为(2n+1)*t/2(n+1)。

本发明提供的一种单频及多频gnss信号窄带干扰抑制装置、系统及其方法，实现了对单频率gnss信号以及多频率的gnss信号的窄带干扰抑制。其中，所述fft计算模块与ifft计算模块均设有实部输入与虚部输入，能够同时对两路gnss信号进行计算，实现了fft与ifft计算模块的共享复用，使fft/ifft计算模块的硬件成本降低一半；所述加窗处理模块能够对两路gnss信号进行加窗处理，共享一个窗函数系数rom表，并根据窗函数的对称性只存储m/2个加窗函数系数，如此将存储窗函数系数的rom资源节省为原来的1/4；所述nbi滤波处理模块同时对两路gnss信号进行滤波处理，并能根据不同频率的gnss信号配置不同的滤波参数，保持滤波的独立性，有效抑制窄带干扰；在对n个频率的gnss信号进行窄带干扰抑制时，所述加窗处理模块、fft计算模块、nbi滤波处理模块以及ifft计算模块的采用分时复用的机制，将硬件资源降低为原来的1/n；所述缓存处理模块将gnss信号按照fft蝶形运算顺序读出，并且所述延迟模块以及加窗处理模块均按照fft蝶形运算顺序处理gnss信号，将fft计算模块前的“倒位序”去掉，节省m个数据存储单元；所述分时复用控制单元能够根据输入的gnss信号的频率的数量自动调整系统时钟频率，降低系统功耗；另外所述预处理模块能够对gnss信号进行干扰信号检测，实现对gnss信号的自适应窄带干扰抑制处理，并且在所有的gnss信号都不需要进行窄带干扰抑制的情况下，关闭所述延迟模块、叠加处理模块、复用模块、加窗模块、fft计算模块、nbi滤波处理模块、ifft计算模块以及解复用模块，降低系统功耗。本发明能够对单频率以及多频率的gnss信号进行窄带干扰抑制，不仅具有良好的抑制效果，还能够降低硬件资源成本以及系统的功耗，并具有较强的实用性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。