用於抑制接收信號中的幹擾分量的電路和方法

2023-07-30 00:43:46

專利名稱：用於抑制接收信號中的幹擾分量的電路和方法
技術領域：
本發明的設備和方法涉及在處理通信信號中用於抑制幹擾效應的電自適應濾波器，更具體地，涉及一種用於處理頻移鍵控(FSK)和/或幅移鍵控(ASK)信號的電自適應濾波器。
背景技術：
已公開的法國專利申請No.2846814、2846815、2846825和2859336公開了一種高度多用的處理系統，即使當接收到的FSK信號存在與FSK頻率之一接近頻率的相干幹擾時，也能夠穩健地解調接收到的FSK信號。接近頻率相干幹擾是一種可嚴重影響接收機正確地解調所希望的FSK信號的能力的幹擾，尤其在接近頻率幹擾的功率大於所接收到的FSK信號時。這裡，相干幹擾也稱為「幹擾」(即可以幹擾解調器正確地解調FSK的能力)。
已公開的法國專利申請No.2846814、2846815、2846825和2859336中描述的系統的特徵在於一種用於去除幹擾信號的數字濾波器。該數字濾波器可以自適應和非自適應的模式工作，這取決於是否檢測到關心的信號的存在。當沒有檢測到關心的信號時，選擇自適應模式。在自適應模式下，自適應地重新計算濾波器係數，使得濾波器適用於抵消信號中出現的所有相干分量。響應於檢測到關心的信號，選擇非自適應模式。在非自適應模式下，固定濾波器係數的值，因此濾波器並不適用於抵消關心的信號。因此，自適應模式使濾波器可適用於抵消在接收機的變化的工作環境中出現的幹擾，因此當接收到關心的信號時，濾波器已經優化用於抵消存在的幹擾但是不抵消關心的信號。
該操作的結果是數字濾波器的計算負荷在不存在關心的信號時比存在關心的信號時大。在不存在關心的信號時，處於自適應模式的濾波器執行自適應和濾波器計算，而在存在關心的信號時，處於非自適應模式的濾波器僅執行濾波器計算。
濾波器的計算負荷表示接收機的計算負荷的主要部分。高計算負荷需要相當強的接收機和處理資源，例如佔用集成電路的有用模槽的大量電路，或者數位訊號處理器(DSP)的更高處理器佔用或更快的DSP處理器速度。在所有情況下，高計算負荷還導致電源的功耗增加。
從設計角度看，希望接收機具有足夠處理資源以支持用於接收並解調所關心的想要信號的計算負荷。在不存在關心的信號時，相對較高的計算負荷意味著接收機必須具有比用於接收和解調關心的信號的處理資源更多的處理資源。此外，在接收機的典型應用中，例如作為車載遙控接收機，接收機在大部分時間內未接收到關心的信號，這意味著濾波器的自適應模式的較高計算負荷對整個接收機的設計、功耗和性能產生影響。
為了演示濾波器的自適應和非自適應模式中的相對計算負荷，圖1示出了現有技術中Wiener濾波器的有限衝激響應(FIR)實現的主要計算級的示例，圖2示出了圖1的示範現有技術濾波器的每一計算級的計算負荷，其中值N表示所實現的濾波器抽頭的數目。參考圖1，計算級包括在自適應和非自適應模式中都使用的FIR濾波器計算級10、以及僅在自適應模式中使用的自適應計算級12。FIR濾波器計算級10是主要的濾波級，其中在時間信號採樣S(t-i)處應用濾波器係數Ci*，並且加法器18將應用的結果從輸入信號中減去。自適應計算級12包括功率計算級14和濾波器係數計算級16。濾波器係數計算級16是用於使用歸一化最小平方(NLMS)算法來自適應計算濾波器係數Ci*的級。功率計算級14計算用於濾波器係數計算級16的歸一化因子。
在自適應模式中(沒有關心的信號)，執行其中包括的所有計算級，即FIR濾波器計算級10、自適應計算級12和功率計算級14以及濾波器係數計算級16。對於輸入到濾波器的每個數字採樣，計算負荷是大約2N+1次乘法。在非自適應模式中(檢測到關心的信號)，僅使用FIR濾波器計算級10，計算負荷是大約N次乘法(參見圖2)。因此，對於圖1的濾波器實現，自適應模式下的計算負荷大約是非自適應模式下的計算負荷的兩倍。

發明內容
本發明的示範實施例克服了上述缺點和以上未描述的其他缺點。此外，本發明不需要克服上述缺點，並且本發明的示範實施例可以不克服上述任意問題。
根據本發明的一個方面，提供了一種處理器電路(26)，用於抑制以數位訊號採樣表示的接收信號中的幹擾。該處理器電路(26)包括自適應濾波器，該自適應濾波器被配置成在自適應濾波器(30)工作在第一模式下時每單位時間處理第一數量的數位訊號採樣，並且在自適應濾波器(30)工作在第二模式下時每單位時間處理第二數量的數位訊號採樣，其中第一數量小於第二數量。
根據本發明的另一方面，提供了一種處理器電路(26)，用於抑制以數位訊號採樣表示的接收信號中的幹擾。該處理器電路(26)包括自適應濾波器(30)，該自適應濾波器(30)被配置成工作在自適應濾波器(30)適用於在接收信號方面改變的自適應模式下和其中與自適應模式相比自適應濾波器(30)的自適應性下降的非自適應模式下；其中自適應濾波器(30)包括第一計算電路(50a)和第二計算電路(50b)，配置處理器電路(26)，以便在非自適應模式下，第一計算電路(50a)和第二計算電路(50b)均執行將數字濾波器係數應用於數位訊號採樣的濾波器計算；在自適應模式下，第一計算電路(50a)執行濾波器計算，而第二計算電路(50b)執行用於自適應更新數字濾波器係數的係數更新計算。
根據本發明的另一方面，提供了一種集成電路。該集成電路包括處理器電路(26)，用於抑制以數位訊號採樣表示的接收信號中的幹擾。該處理器電路包括自適應濾波器(30)，該自適應濾波器被配置成在自適應濾波器(30)工作在第一模式下時每單位時間處理第一數量的數位訊號採樣，並且在自適應濾波器(30)工作在第二模式下時每單位時間處理第二數量的數位訊號採樣，其中第一數量小於第二數量。
根據本發明的另一方面，提供了一種集成電路。該集成電路包括處理器電路(26)，用於抑制以數位訊號採樣表示的接收信號中的幹擾，該處理器電路(26)包括自適應濾波器(30)，該自適應濾波器(30)被配置成工作在自適應濾波器(30)適用於在接收信號方面改變的自適應模式下和其中與自適應模式相比自適應濾波器(30)的自適應性下降的非自適應模式下；其中自適應濾波器(30)包括第一計算電路(50a)和第二計算電路(50b)，處理器電路(26)配置如下在非自適應模式下，第一計算電路(50a)和第二計算電路(50b)均執行將數字濾波器係數應用於數位訊號採樣的濾波器計算；在自適應模式下，第一計算電路(50a)執行濾波器計算，而第二計算電路(50b)執行用於自適應更新數字濾波器係數的係數更新計算。
根據本發明的另一方面，提供了一種接收機(20)。該接收機(20)包括處理器電路(26)，用於抑制以數位訊號採樣表示的接收信號中的幹擾，該處理器包括自適應濾波器(30)，該自適應濾波器(30)被配置成在自適應濾波器(30)工作在第一模式下時每單位時間處理第一數量的數位訊號採樣，並且在自適應濾波器(30)工作在第二模式下時每單位時間處理第二數量的數位訊號採樣，其中第一數量小於第二數量。
根據本發明的另一方面，提供了一種接收機(20)。該接收機(20)包括處理器電路(26)，用於抑制以數位訊號採樣表示的接收信號中的幹擾，該處理器電路(26)包括自適應濾波器(30)，該自適應濾波器(30)被配置成工作在自適應濾波器(30)適用於在接收信號方面改變的自適應模式下和其中與自適應模式相比自適應濾波器(30)的自適應性下降的非自適應模式下；其中自適應濾波器(30)包括第一計算電路(50a)和第二計算電路(50b)，處理器電路配置如下在非自適應模式下，第一計算電路(50a)和第二計算電路(50b)均執行將數字濾波器係數應用於數位訊號採樣的濾波器計算；在自適應模式下，第一計算電路(50a)執行濾波器計算，而第二計算電路(50b)執行用於自適應更新數字濾波器係數的係數更新計算。
根據本發明的另一方面，提供了一種處理接收信號以抑制接收信號中的幹擾的方法。該方法包括實現一種自適應濾波器(30)，該自適應濾波器被配置成工作在適用於在接收信號方面改變的自適應模式下和其中與自適應模式相比自適應性下降的第二模式下；使自適應濾波器(30)在自適應模式下，以便每單位時間處理第一數量的數位訊號採樣；以及使自適應濾波器(30)工作在第二模式下，以便每單位時間處理第二數量的數位訊號採樣；其中第一數量小於第二數量。
根據本發明的另一方面，提供了一種處理接收信號以抑制接收信號中的幹擾的方法。該方法包括使濾波器(30)工作在第二模式下包括配置專用於執行數值計算的至少一個計算電路，以根據濾波器係數來執行構成濾波結果計算的至少一部分的第一計算；以及使濾波器工作在自適應模式下包括配置所述至少一個計算電路，以在自適應濾波器工作在自適應模式下的至少一部分時間內，執行構成更新濾波器係數的計算的至少一部分的第二計算。
根據本發明的另一方面，提供了一種處理接收信號以抑制接收信號中的幹擾的方法。該方法包括通過每單位時間處理第一數量的數位訊號採樣，自適應地對接收信號進行濾波，以便檢測關心的信號；在檢測到關心的信號時，通過每單位時間處理第二數量的數位訊號採樣，對接收信號進行濾波，其中第一數量小於第二數量。


通過參考附圖，相信描述本發明的示範實施例，本發明的以上和/或其他方面將顯而易見，附圖中圖1是FIR Wiener自適應數字濾波器的現有技術實現的示意圖；圖2是圖1的濾波器中的計算負荷的示意圖；圖3是根據本發明的示範實施例，使用自適應濾波器的信號接收機的示意圖。
圖4是根據本發明的示範實施例，圖3的接收機中用於至少實現自適應濾波的數位訊號處理器的示意圖；圖5是圖3的濾波器在其不同的自適應和非自適應模式下所實現的功能的示意圖；圖6A和6B分別是示出了在非自適應和自適應濾波器模式下的信號採樣的處理分配的示意圖；以及圖7是示出了不同的自適應和非自適應濾波器模式下的工作負荷的示意圖。
具體實施例方式
參考圖3，示出了用於接收和解調無線通信信號的接收機20。例如，無線通信信號可以是FSK和/或ASK信號。接收機20可用於多種不同的應用，例如在車輛中用於接收從遙控鍵或鍵卡發送來的遙控信號，或者建築物安全系統，或者在使用中會遇到噪聲幹擾的任意遙控系統。
接收機20包括從天線24接收RF輸入信號的模擬射頻(RF)前端電路2。RF前端電路22可部分地對接收信號進行濾波，並將接收信號下變頻為適用於由處理電路26數位化和數字處理的中頻(IF)信號。
處理電路26可在一個或多個集成電路中實現。例如，處理電路26可在應用程式專用集成電路(ASIC)上實現。處理電路26包括信號數位化和調節部分28；自適應濾波器30；檢測器32，用於檢測關心的信號的接收；解調器34，如果存在關心的信號，則用於對接收信號進行解調；以及濾波器控制部分40，用於響應於分別來自檢測器32和解調器34的信號36和38，控制自適應濾波器30的工作模式。信號數位化和調節部分28、自適應濾波器部分26、檢測器32、解調器34以及濾波器控制部分40可實現為各個專用電路，或實現為選擇性可配置的硬體電路，或實現為由處理器(例如數位訊號處理器(DSP))執行的軟體，或者實現為上述的任意組合。在由軟體實現的情況下，可理解到，示意圖可表示處理模塊和/或處理級中的信息流，但對執行時序沒有任何限制。
信號數位化和調節部分28可包括用於將來自模擬RF前端電路22的IF信號數位化的模數轉換器(未示出)、以及用於將數位化信號轉換為複合(complex)基帶的一個或多個調節部分(未示出)，該轉換基於FSK或ASK調製的載波頻率附近的頻率。
自適應濾波器30基本上抵消了除關心的信號之外的所有相干(即穩定)信號分量。為此，自適應濾波器30選擇性地在檢測到關心的信號不存在時工作在自適應模式下，或者在檢測到關心的信號存在時工作在非自適應模式下。術語「關心的信號」包括在驗證關心的信號的真實性之前可能是希望要接收信號的信號。濾波器控制部分40被配置成根據來自檢測器32的信號36是否表示有效的解調信號(即解調信號表現良好，例如遵循調製方案中設置的轉變時序)，來產生控制自適應濾波器30的工作模式的控制信號(即「幹擾命令」)。濾波器控制部分40執行多級控制策略。例如，在不存在任何關心的信號時，控制電路40控制濾波器30使之處於自適應模式(即肯定的幹擾命令信號41)。當檢測器32檢測到新的關心的信號時，控制電路40實現第一響應階段，快速地將自適應濾波器30切換到其非自適應模式(即否定的幹擾命令信號41)，因此來確保自適應濾波器30不會抵消關心的信號。其後，第一控制部分40等待信號38從解調器34到達，以決定第二控制階段，即關心的信號是否有效。如果關心信號的有效，則濾波器控制部分40使濾波器30保持處於其非自適應模式下，使得所希望的信號不被抵消並能夠通過自適應濾波器30以繼續被解調。然而，如果關心的信號無效(或者如果現在停止了有效傳輸)，則濾波器控制部分40將自適應濾波器30切換到其自適應模式下，使濾波器可以抵消所有的信號分量，因此使處理電路26回到等待接收新的關心的信號的狀態。
自適應濾波器30可實現具有洩漏的Wiener定點歸一化最小平方(NLMS)自適應濾波器。Wiener算法由以下方程和定義表示Eq.1計算濾波器輸出e(t)=S(t)-i=1NCi*(t)S(t-i)]]>Eq.2計算瞬時功率P(t)＝P(t-1)-S(t-N)S*(t-N)+S(t)S*(t)Eq.3 NLMS算法Ci(t+1)＝Ci(t)+μ/P(t)e(t).S*(t-i)或者
Eq.4洩漏的NLMS算法Ci(t+1)＝(1-λμ)Ci(t)+μ/P(t)e(t).S*(t-i)其中·S*(t)表示時刻t處輸入信號的復共軛。
·N表示濾波器長度(抽頭數目)·P(t)表示在濾波器長度上平均的時間t處的輸入信號功率。
·Ci(t)表示時間t處的濾波器抽頭單元ith。
·e(t)表示時間t處的錯誤信號。
·μ表示最小平方(LMS)步長大小·(1-λμ)表示洩漏因子，接近1。
·歸一化LMS°濾波器結構是FIR。抽頭更新使用最小平方標準二階正交標準。
°因為以抽頭更新水平(用P(t)表示)歸一化，所以更新速率並不取決於信號幅度。
·自適應°在每個新的採樣處更新FIR抽頭。
°當檢測到關心的信號輸入時，停止自適應更新。
·洩漏在定點運算中洩漏函數可用於確保LMS的穩定性。洩漏LMS的原理用於引入偏置，因此在不存在噪聲時°偏置避免濾波器係數發散，°過去獲知的頻率逐漸被遺忘。實際上，通過引入洩漏因子(1-λμ)，來修改係數更新，而實現逐漸遺忘過去獲知的頻率在更新之前，將舊的係數值與洩漏因子相乘(與上述方程相比較)。洩漏因子接近1，並用作遺忘因子。
方程1表示使用濾波器係數Ci*的濾波器輸出的計算。方程2表示用於計算在計算濾波器係數的方程中使用的歸一化因子P(t)的功率計算。方程3和4表示備選的濾波器係數更新計算，根據所希望的設計標準來選擇一個方程(即方程3或方程4)。
在非自適應模式下，僅計算方程1。如先前所解釋的，計算負荷取決於乘法運算，乘法運算是計算最集中的運算。非自適應模式的計算負荷可近似為每採樣N次乘法。
在自適應模式下，計算方程1和2以及方程3和4之一。方程2-4執行濾波器係數的自適應更新，而方程1應用濾波器係數以產生濾波器輸出。計算負荷同樣取決於乘法運算，並可近似為每採樣2N+1次乘法，這大致是非自適應模式的每採樣計算負荷的兩倍。N值可相對較高，至少為20，更典型地是大約值30至32。
在上述計算中，非自適應模式是不進行濾波器係數的自適應更新的模式。然而，可認識到，非自適應模式與自適應模式相比自適應性程度下降，因此其每採樣計算負荷比自適應模式更低。本發明的概念可應用於每採樣計算負荷的任意相對比。
根據本發明的示範實施例，控制自適應濾波器30所處理的採樣數目，使得在自適應模式下，每單位時間自適應濾波器30所處理的採樣少於非自適應模式。因此，在非自適應模式下，自適應濾波器30處理所有的採樣，而在自適應模式下，自適應濾波器30處理近似一半的採樣。通過處理更少的採樣，自適應計算的相對較高的計算負荷分布在更長的計算時間上(即與兩個採樣相關聯的時間)，因此在自適應和非自適應模式下的每單位時間的計算負荷大致相同。由於該技術使用與非自適應濾波器模式的計算負荷有關的處理資源，實現了要執行的自適應模式的高計算負荷，從而減少了平均所需的資源，所以該技術是有利的。因此，每單位時間的平均計算負荷可在濾波器的自適應和非自適應模式中得到平衡。
例如，使用圖2所示的示例計算負荷，在自適應模式中，每採樣計算負荷(大約是2N次乘法)大致是非自適應模式的每採樣計算負荷(N次乘法)的兩倍。通過控制濾波器的自適應模式以便每單位時間僅處理大約一半數目的採樣，淨計算負荷減半(即，×2N＝N次乘法)，因此兩個模式具有大致相同的每單位時間的計算負荷。
自適應和非自適應模式下每單位時間處理的採樣數目之比可近似與分別在非自適應和自適應模式下的每採樣計算負荷之比相等。
在自適應模式下，可在連續採樣組中選擇採樣來處理。例如，從P個採樣中，可選擇第一組P/2個連續採樣來處理，並可捨棄後續組P/2個連續採樣。處理連續組的採樣有利於提供更好的濾波器係數優化。組的大小(取決於P值)可根據所希望的存儲器大小和所希望的係數更新頻率來選擇。組越大，濾波器係數計算就更精確。然而，較大的組使用更多的存儲器來存儲用於處理的連續採樣值，並還在更新之間產生更長的時延。使用較大的組還使輸出到檢測器的信號的更新延遲。根據所希望的濾波器性能，可容易地找到組大小來平衡差異特性。
在存在關心的信號且濾波器處於非自適應模式下時，每單位時間濾波器處理大量的採樣(例如所有可用的輸入採樣)，產生用於解調器的高質量(高連續性)的信號。因此，不會發生用於解調的信號的質量下降。產生的濾波器信號可存儲在存儲介質中，或在存儲之前直接發送到解調器以解調。當不存在關心的信號，並且濾波器切換到自適應模式時，每單位時間所處理的採樣數的減少會降低饋入檢測器的信號的質量。然而，因為檢測器的功能僅用於檢測各種關心的信號的存在，所以檢測器比解調器對信號質量更不敏感。因此，檢測器的操作並未顯著受到影響，並且可以顯著減少的功耗來實現所希望的接收功能。
除了功耗降低之外，本發明的概念使接收機可實現為以最小的計算功率來處理與關心的信號的處理有關的計算負荷。使不存在關心的信號時的濾波器的(每單位時間)計算負荷與存在關心的信號時的大致相同。因此，接收機不需要具有任意附加的硬體資源以適應自適應濾波器模式的計算開銷。
例如，用於實現數字濾波器的處理電路可包括用於執行數值計算的至少一個計算電路。在非自適應模式下，計算電路可由濾波器用於僅執行濾波器計算，而且以與通過濾波器的全採樣速率相同的速率來執行。在自適應模式下，計算電路可在至少一部分時間用於執行濾波器更新計算。
計算電路可以是乘法器電路。乘法是在算術計算中廣泛使用以更新濾波器係數的計算集中的任務。儘管乘法器電路可減輕處理負荷，但是每個乘法器電路是相對複雜的，且會佔用珍貴的晶片區域。通過根據濾波器是否處於其自適應或非自適應模式來使不同任務共享乘法器電路，可使使用的各個乘法器電路的數目保持較小。
可選地，處理電路可包括相同類型的第一和第二計算電路，例如都是乘法器。多個計算電路的使用使處理器能夠執行並行處理任務，從而實現對於給定處理器時鐘速率更高的處理量。在非自適應模式下，第一和第二計算電路均可用於執行濾波器計算任務。在自適應濾波器模式下，在至少部分時間可使用至少一個計算電路來執行濾波器更新計算任務。例如，第一計算電路可用於執行濾波器計算任務，而第二計算電路可用於執行濾波器更新計算任務。
圖4示意地示出了處理用於實現根據本發明示範實施例的處理電路26的自適應濾波器30的軟體的數位訊號處理器(DSP)42。DSP 42包括處理器44，用於執行處理任務；存儲器46，用於存儲處理算法和數據；以及專用計算電路48，用於執行數值計算。專用計算電路48包括第一乘法器50a和第二乘法器50b。
參考圖5、6、和7，本發明的示範實施例將自適應濾波器30的非自適應模式和自適應模式實現為兩個不同的濾波器模塊，即第一濾波器模塊52a和第二濾波器模塊52b。這兩個濾波器模塊並不共同實現在電路中，而是系統被組織成第一濾波器模塊52a可用於實現非自適應模塊(關心的信號)而第二濾波器模塊52b可用於實現自適應模塊(沒有關心的信號)。
在非自適應模式下，第一濾波器模塊52a實現為彼此並行的兩個有限衝激響應濾波器(FIR)，即第一FIR 54a(即FIR1)和第二FIR 54b(即FIR2)。第一乘法器50a分配給第一FIR 54a，用於執行第一FIR54a的計算集中的乘法。類似地，第二乘法器50b分配給第二FIR 54b。兩個並行的FIR可實現為能夠實現濾波數據的高處理量，儘管有相對長的濾波器長度(N～30)和有限的DSP時鐘速率。針對一個採樣執行濾波器計算(方程1)可實際佔用兩個採樣周期。通過實現兩個並行的FIR，即第一FIR 54a和第二FIR 54b，每個都分別具有其各自的專用乘法器電路50a、50b，可以全速率處理採樣。
例如，參考圖6a和7，在非自適應模式下，將輸入的採樣60分割為交替的連續採樣組62a和62b。在圖6A中，由開圓「о」示意地表示每個採樣60。可按時間交錯的方式，將第一組62a(例如奇數組)分配給第一FIR 54a，將第二組62b(例如偶數組)分配給第二FIR 54b。儘管第一FIR 54a和第二FIR 54b的每一個可佔用兩個組周期來執行其各自的計算，第一FIR 54a和第二FIR 54b的每一個都以一半速率接收採樣60，因此時間上可完全執行整個採樣速率的計算。根據第一FIR 54a和第二FIR 54b的時間採樣輸出，重構濾波器輸出64。
在非自適應模式下，濾波器係數可固定，並存儲在存儲器部分66中(例如，DSO存儲器46的一部分)。
在用於自適應濾波器模式的第二濾波器模塊52b中，保留第一FIR54a(即FIR1)，但是不再實現第二FIR 54b。實際上，將第二乘法器50b分配給濾波器更新計算模塊68。濾波器更新計算模塊68因而使用與在非自適應模式中使用的處理資源相同的一些處理資源(即第二乘法器50b)。因此，由於可使用與非自適應模式所使用的處理資源相同的處理資源來適應整個計算負荷，所以對於自適應模式，不需要提供附加的處理資源。
如上所述，在自適應模式下，自適應濾波器30每單位時間僅處理一半數目的採樣。第一FIR 54a(即FIR1)能夠以所希望的處理速率來執行一半採樣(這是第一FIR54a即使在非自適應模式下也具有的功能)。參考圖6b和7，在自適應模式的情況下，同樣將輸入的採樣60分組為兩個交替的連續採樣組62a和62b。將第一組62a(例如奇數組)並行地分配給第一FIR 54a用於濾波並分配給濾波器更新計算模塊68用於處理。捨棄第二組62b(例如偶數組)不處理。濾波器更新計算模塊68的計算負荷因此與第一FIR 54a的相同，即大約每採樣N次乘法。處理第一組62a的每個採樣佔用兩個採樣周期。然而，在自適應模式下僅處理了每單位時間到達的採樣數的一半，因此可在可用時間內執行自適應濾波器處理，而不使用附加的處理資源。
上述根據本發明示範實施例的自適應濾波器的操作並未降低接收機中解調器34或檢測器32的性能。僅在存在關心的信號時才使用解調器34。由於解調結果無用，所以在不存在關心的信號時停用解調器34。自適應濾波器30在存在關心的信號時的工作模式是處理所有信號採樣的非自適應模式，並且不降低自適應濾波器30所產生的濾波信號的質量。當關心的信號存在而濾波器切換到自適應模式時，因為輸出的信號丟掉了一半採樣，所以自適應濾波器30輸出的信號的質量降低。然而，該信號僅由檢測器32用於根據信號中發生的大變化來檢測關心的信號的存在。因此，即使捨棄了信號的一些採樣，這種檢測也是可靠的。因此，自適應濾波器操作實現了解調器34和檢測器32的全部性能。
可根據處理電路26和接收機的設計標準來選擇62a和62b的每組中的採樣60的數目。通常基於平衡各種因素來選擇採樣60的數目。62a和62b每組的大量採樣60提高了濾波器更新計算模塊68所執行的更新計算的效率，因為該計算是給基於大量代表性採樣的。然而，增加組62a和62b每組的採樣60的數目還意味著要使用更多的存儲器來存儲採樣值，並且更新周期(即可更新濾波器係數的周期)相應變長。根據本發明的示範實施例，62a和62b每組的採樣60的數目在大約5至大約15的範圍內，典型地為大約9(即在圖6A和6B中由9個開圓「о」序列表示)。
為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供用於抑制表示為數位訊號採樣的接收信號中的幹擾的處理器電路(26)。該處理器電路(26)包括自適應濾波器(30)，該自適應濾波器(30)被配置成在自適應濾波器(30)工作在第一模式下時每單位時間處理第一數量的數位訊號採樣，並在自適應濾波器(30)工作在第二模式下時每單位時間處理第二數量的數位訊號採樣，其中第一數量小於第二數量。
優選地，第一模式是自適應濾波器適用於在接收信號方面改變的自適應模式，而第二模式是與自適應模式相比自適應性下降的非自適應模式。
優選地，自適應濾波器被配置成在自適應濾波器工作在自適應模式下時執行每採樣第一計算負荷，並在自適應濾波器工作在非自適應模式下時執行每採樣第二計算負荷，每採樣第二計算負荷小於每採樣第一計算負荷。
優選地，每單位時間第一數量的數位訊號採樣與每單位時間第二數量的數字採樣之比近似等於第二計算負荷與第一計算負荷之比。
優選地，每單位時間第一數量的數字採樣與每單位時間第二數量的數字採樣之比近似為1∶2。
優選地，第一計算負荷與第二計算負荷之比近似為2∶1。
優選地，處理器電路(26)包括至少一個計算電路，該處理器電路配置如下在非自適應模式中，所述至少一個計算電路執行將濾波器係數應用於數位訊號採樣的濾波器計算的數值計算，而在自適應模式中，在自適應濾波器處於自適應模式下的時間的至少一部分內，計算電路執行更新濾波器係數的數值計算。
優選地，所述至少一個計算電路是乘法器。
優選地，至少一個計算電路包括在自適應濾波器工作在非自適應模式下時用於濾波器計算的第一計算電路和在自適應濾波器工作在自適應模式下時用於係數更新計算的第二計算電路。
優選地，所述至少一個計算電路至少包括可操作用於在並行處理信號路徑上彼此並行地執行數值計算的第一計算電路和第二計算電路。當自適應濾波器工作在非自適應模式下時，第一和第二計算電路每個都執行濾波器計算的數值計算，而當自適應濾波器工作在自適應模式下時，第一計算電路執行濾波器計算的數值計算，而第二計算電路執行更新濾波器係數的數值計算。
優選地，自適應濾波器是Wiener濾波器。
優選地，當自適應濾波器工作在非自適應模式下時，自適應濾波器的自適應性基本為零。
優選地，處理電路還包括控制電路，該控制電路被配置成根據是否檢測到關心的信號來控制自適應濾波器的工作模式。
為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種用於抑制以數位訊號採樣表示的接收信號中的幹擾的處理器電路(26)。該處理器電路(26)包括自適應濾波器(30)，該自適應濾波器(30)被配置成工作在自適應濾波器(30)適用於在接收信號方面改變的自適應模式下和其中與自適應模式相比自適應濾波器(30)的自適應性下降的非自適應模式下；其中自適應濾波器(30)包括第一計算電路(50a)和第二計算電路(50b)，處理器電路(26)配置如下在非自適應模式下，第一計算電路(50a)和第二計算電路(50b)均執行將數字濾波器係數應用於數位訊號採樣的濾波器計算；在自適應模式下，第一計算電路(50a)執行濾波器計算，而第二計算電路(50b)執行用於自適應更新數字濾波器係數的係數更新計算。
優選地，自適應濾波器是Wiener濾波器。
優選地，濾波器(30)是最小平方(LMS)自適應濾波器。
優選地，濾波器(30)是具有洩漏的LMS自適應濾波器。
優選地，當自適應濾波器(30)工作在非自適應模式下時，自適應濾波器(30)的自適應性基本為零。
優選地，處理電路(26)還包括控制電路，該控制電路被配置成根據是否檢測到關心的信號來控制自適應濾波器的工作模式。
為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種集成電路。該集成電路包括處理器電路(26)，用於抑制以數位訊號採樣表示的接收信號中的幹擾，該處理器包括自適應濾波器(30)，該自適應濾波器被配置成在自適應濾波器(30)工作在第一模式下時每單位時間處理第一數量的數位訊號採樣，並且在自適應濾波器(30)工作在第二模式下時每單位時間處理第二數量的數位訊號採樣，其中第一數量小於第二數量。
為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種集成電路。該集成電路包括處理器電路(26)，用於抑制以數位訊號採樣表示的接收信號中的幹擾，該處理器電路(26)包括自適應濾波器(30)，該自適應濾波器(30)被配置成工作在自適應濾波器(30)適用於在接收信號方面改變的自適應模式下和其中與自適應模式相比自適應濾波器(30)的自適應性下降的非自適應模式下；其中自適應濾波器(30)包括第一計算電路(50a)和第二計算電路(50b)，處理器電路(26)配置如下在非自適應模式下，第一計算電路(50a)和第二計算電路(50b)均執行將數字濾波器係數應用於數位訊號採樣的濾波器計算；在自適應模式下，第一計算電路(50a)執行濾波器計算，而第二計算電路(50b)執行用於自適應更新數字濾波器係數的係數更新計算。
為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種接收機(20)。該接收機(20)包括處理器電路(26)，用於抑制以數位訊號採樣表示的接收信號中的幹擾，該處理器包括自適應濾波器(30)，該自適應濾波器被配置成在自適應濾波器(30)工作在第一模式下時每單位時間處理第一數量的數位訊號採樣，並且在自適應濾波器(30)工作在第二模式下時每單位時間處理第二數量的數位訊號採樣，其中第一數量小於第二數量。
為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種接收機(20)。該接收機(20)包括處理器電路(26)，用於抑制以數位訊號採樣表示的接收信號中的幹擾，該處理器電路(26)包括自適應濾波器(30)，該自適應濾波器(30)被配置成工作在自適應濾波器(30)適用於在接收信號方面改變的自適應模式下和其中與自適應模式相比自適應濾波器(30)的自適應性下降的非自適應模式下；其中自適應濾波器(30)包括第一計算電路(50a)和第二計算電路(50b)，處理器電路配置如下在非自適應模式下，第一計算電路(50a)和第二計算電路(50b)均執行將數字濾波器係數應用於數位訊號採樣的濾波器計算；在自適應模式下，第一計算電路(50a)執行濾波器計算，而第二計算電路(50b)執行用於自適應更新數字濾波器係數的係數更新計算。
為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種處理接收信號以抑制接收信號中的幹擾的方法。該方法包括實現一種自適應濾波器(30)，該自適應濾波器被配置成工作在適用於在接收信號方面改變的自適應模式下和其中與自適應模式相比自適應性下降的第二模式下；使自適應濾波器(30)工作在自適應模式下，以便每單位時間處理第一數量的數位訊號採樣；以及使自適應濾波器(30)工作在第二模式下，以便每單位時間處理第二數量的數位訊號採樣；其中第一數量小於第二數量。
優選地，使自適應濾波器(30)工作在自適應模式下包括執行每採樣第一計算負荷的計算，並且使自適應濾波器工作在第二模式下包括執行每採樣第二計算負荷的計算，每採樣第二計算負荷小於每採樣第一計算負荷。
優選地，使自適應濾波器(30)工作在自適應模式下包括執行每採樣第一計算負荷的計算，並且使自適應濾波器工作在第二模式下包括執行每採樣第二計算負荷的計算，每採樣第二計算負荷小於每採樣第一計算負荷。
優選地，每單位時間第一數量的數位訊號採樣與每單位時間第二數量的數字採樣之比近似等於每採樣第二計算負荷與每採樣第一計算負荷之比。
優選地，每單位時間第一數量的數字採樣與每單位時間第二數量的數字採樣之比近似為1∶2。
優選地，每採樣第二計算負荷與每採樣第一計算負荷之比近似為1∶2。
優選地，使濾波器(30)工作在第二模式下包括配置專用於執行數值計算的至少一個計算電路，以根據濾波器係數來執行構成濾波器計算的至少一部分的第一計算；並且使濾波器(30)工作在自適應模式下包括配置所述至少一個計算電路，以在自適應濾波器(30)工作在自適應模式下的時間的至少一部分內，執行構成更新濾波器係數的計算的至少一部分的第二計算。
優選地，計算電路是乘法器。
優選地，使濾波器(30)工作在第二模式下包括配置每個都用於執行第一計算的第一計算電路(50a)和第二計算電路(50b)；以及使濾波器(30)工作在自適應模式下包括配置第一計算電路(50a)以執行第一計算，並配置第二計算電路(50b)以執行第二計算。
優選地，該方法包括將濾波信號存儲在存儲介質中。
為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種處理接收信號以抑制接收信號中的幹擾的方法。該方法包括使濾波器(30)工作在第二模式下包括配置專用於執行數值計算的至少一個計算電路，以根據濾波器係數來執行構成濾波結果計算的至少一部分的第一計算；以及使濾波器(30)工作在自適應模式下包括配置所述至少一個計算電路，以在自適應濾波器工作在自適應模式下的至少一部分時間內，執行在構成更新濾波器係數的計算的至少一部分的第二計算。
優選地，該方法還包括將濾波信號存儲在存儲介質中。
為了實現上述目的，提供了一種其上存儲了可執行指令的計算機可讀存儲介質，當在處理器上執行該可執行指令時，該可執行指令控制處理器以實現一種方法，該方法用於處理接收信號以抑制接收信號中的幹擾。該方法包括實現一種自適應濾波器(30)，該自適應濾波器被配置成工作在適用於在接收信號方面改變的自適應模式下和其中與自適應模式相比自適應性下降的第二模式下；使自適應濾波器(30)工作在自適應模式下，以便每單位時間處理第一數量的數位訊號採樣；以及使自適應濾波器(30)工作在第二模式下，以便每單位時間處理第二數量的數位訊號採樣；其中第一數量小於第二數量。
為了實現上述目的，提供了一種其上存儲了可執行指令的計算機可讀存儲介質，當在處理器上執行該可執行指令時，該可執行指令控制處理器以實現一種方法，該方法用於處理接收信號以抑制接收信號中的幹擾。該方法包括使濾波器工作在第二模式下包括配置專用於執行數值計算的至少一個計算電路，以根據濾波器係數來執行構成濾波結果計算的至少一部分的第一計算；以及使濾波器工作在自適應模式下包括配置所述至少一個計算電路，以在自適應濾波器工作在自適應模式下的至少一部分時間內，執行在構成更新濾波器係數的計算的至少一部分的第二計算。
為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種處理接收信號以抑制接收信號中的幹擾的方法。該方法包括通過每單位時間處理第一數量的數位訊號採樣，自適應地對接收信號進行濾波，以便檢測關心的信號；在檢測到關心的信號時，通過每單位時間處理第二數量的數位訊號採樣，對接收信號進行濾波，其中第一數量小於第二數量。
本發明的其他方面和特徵從下面的說明中顯而易見。申請人要求保護這裡所描述的任何新穎的特徵或思想，而無論是否重點描述了該特徵或思想。
因此，可認識到，本發明的示範實施例能夠在不增加超過計算不集中的非自適應模式所用資源的處理資源的情況下，實現濾波器的計算集中的自適應模式，且不降低接收機性能。與現有的自適應濾波器的實現相比，電路的複雜性和功耗都降低了。
上述說明僅僅是本發明示範實施例的演示。本領域的技術人員可理解到其發展和等同物，並可在不脫離所附權力要求所限定的本發明範圍的情況下使用其發展和等同物。
權利要求
1.一種用於抑制表示為數位訊號採樣的接收信號中的幹擾的處理器電路(26)，其特徵在於所述處理器電路(26)包括自適應濾波器(30)，所述自適應濾波器(30)被配置成在自適應濾波器(30)工作在第一模式下時每單位時間處理第一數量的數位訊號採樣，並在自適應濾波器(30)工作在第二模式下時每單位時間處理第二數量的數位訊號採樣，其中第一數量小於第二數量。
2.根據權利要求1所述的處理器電路(26)，其中，第一模式是自適應濾波器(30)適用於在接收信號方面改變的自適應模式，而第二模式是與自適應模式相比自適應性下降的非自適應模式。
3.根據權利要求2所述的處理器電路(26)，其中，自適應濾波器配置(30)被配置成在自適應濾波器(30)工作在自適應模式下時執行每採樣第一計算負荷，並在自適應濾波器(30)工作在非自適應模式下時執行每採樣第二計算負荷，每採樣第二計算負荷小於每採樣第一計算負荷。
4.根據權利要求3所述的處理器電路(26)，其中，每單位時間第一數量的數位訊號採樣與每單位時間第二數量的數字採樣之比近似等於第二計算負荷與第一計算負荷之比。
5.根據權利要求1所述的處理器電路(26)，其中，每單位時間第一數量的數字採樣與每單位時間第二數量的數字採樣之比近似為1∶2。
6.根據權利要求3所述的處理器電路(26)，其中，第一計算負荷與第二計算負荷之比近似為2∶1。
7.根據權利要求2所述的處理器電路(26)，還包括至少一個計算電路，其中，配置所述處理器電路(26)，以便在非自適應模式中，所述至少一個計算電路執行將濾波器係數應用於數位訊號採樣的濾波器計算的數值計算，而在自適應模式中，在自適應濾波器處於自適應模式下的時間的至少一部分內，計算電路執行更新濾波器係數的數值計算。
8.根據權利要求7所述的處理器電路(26)，其中，所述至少一個計算電路是乘法器。
9.根據權利要求7所述的處理器電路(26)，其中，所述至少一個計算電路包括在自適應濾波器(30)工作在非自適應模式下時用於濾波器計算的第一計算電路(50a)和在自適應濾波器(30)工作在自適應模式下時用於係數更新計算的第二計算電路(50b)。
10.根據權利要求7所述的處理器電路(26)，其中，所述至少一個計算電路至少包括可操作用於在並行處理信號路徑上彼此並行地執行數值計算的第一計算電路(50a)和第二計算電路(50b)，以及其中，當自適應濾波器(30)工作在非自適應模式下時，第一和第二計算電路(50a，50b)每個都執行用於濾波器計算的數值計算，而當自適應濾波器(30)工作在自適應模式下時，第一計算電路(50a)執行用於濾波器計算的數值計算，而第二計算電路(50b)執行更新濾波器係數的數值計算。
11.根據權利要求1所述的處理器電路(26)，其中，自適應濾波器(30)是Wiener濾波器。
12.根據權利要求2所述的處理器電路(26)，其中，當自適應濾波器(30)工作在非自適應模式下時，自適應濾波器的自適應性基本為零。
13.根據權利要求1所述的處理器電路(26)，還包括控制電路，所述控制電路被配置成根據是否檢測到關心的信號來控制自適應濾波器(30)的工作模式。
14.一種集成電路，包括根據權利要求1所述的處理電路。
15.一種接收機(20)，包括根據權利要求1所述的處理電路。
16.一種處理接收信號以抑制接收信號中的幹擾的方法，其特徵在於所述方法包括實現一種自適應濾波器(30)，所述自適應濾波器(30)被配置成工作在適用於在接收信號方面改變的自適應模式下和其中與自適應模式相比自適應性下降的第二模式下；使自適應濾波器(30)工作在自適應模式下，以便每單位時間處理第一數量的數位訊號採樣；以及使自適應濾波器(30)工作在第二模式下，以便每單位時間處理第二數量的數位訊號採樣；其中第一數量小於第二數量。
17.根據權利要求16所述的方法，其中，使自適應濾波器(30)工作在自適應模式下包括執行每採樣第一計算負荷的計算，並且使自適應濾波器(30)工作在第二模式下包括執行每採樣第二計算負荷的計算，每採樣第二計算負荷小於每採樣第一計算負荷。
18.根據權利要求17所述的方法，其中，每單位時間第一數量的數位訊號採樣與每單位時間第二數量的數字採樣之比近似等於每採樣第二計算負荷與每採樣第一計算負荷之比。
19.根據權利要求16所述的方法，其中，每單位時間第一數量的數字採樣與每單位時間第二數量的數字採樣之比近似為1∶2。
20.根據權利要求17所述的方法，其中，每採樣第二計算負荷與每採樣第一計算負荷之比近似為1∶2。
21.根據權利要求16所述的方法，其中使濾波器(30)工作在第二模式下包括配置專用於執行數值計算的至少一個計算電路，以根據濾波器係數來執行構成濾波器計算的至少一部分的第一計算；以及使濾波器(30)工作在自適應模式下包括配置所述至少一個計算電路，以在自適應濾波器(30)工作在自適應模式下的時間的至少一部分內，執行構成更新濾波器係數的計算的至少一部分的第二計算。
22.根據權利要求21所述的方法，其中，計算電路是乘法器。
23.根據權利要求21所述的方法，其中使濾波器(30)工作在第二模式下包括配置每個都用於執行第一計算的第一計算電路(50a)和第二計算電路(50b)；以及使濾波器(30)工作在自適應模式下包括配置第一計算電路(50a)以執行第一計算，並配置第二計算電路(50b)以執行第二計算。
24.根據權利要求16所述的方法，還包括將濾波信號存儲在存儲介質中。
25.一種其上存儲了可執行指令的計算機可讀存儲介質，當在處理器上執行所述可執行指令時，所述可執行指令控制處理器以實現根據權利要求16所述的方法。
全文摘要
提供了一種用於抑制接收信號中的幹擾分量的電路(26)和方法。該電路(26)包括自適應濾波器(30)，該自適應濾波器(30)被配置成在自適應濾波器工作在第一模式下時每單位時間處理第一數量的數位訊號採樣，並在自適應濾波器工作在第二模式下時每單位時間處理第二數量的數位訊號採樣，其中第一數量小於第二數量。該方法包括實現一種自適應濾波器(30)，該自適應濾波器(30)被配置成工作在適用於在自適應模式下和其中與自適應模式相比自適應性下降的第二模式下；使自適應濾波器工作在自適應模式下，以便每單位時間處理第一數量的數位訊號採樣；以及使自適應濾波器工作在第二模式下，以便每單位時間處理第二數量的數位訊號採樣；其中第一數量小於第二數量。
文檔編號H04L25/03GK101056127SQ20071008871
公開日2007年10月17日 申請日期2007年3月20日 優先權日2006年3月22日
發明者塔裡克·阿維尼, 弗雷德裡克·科坦特, 麥可·加埃塔, 阿卜杜勒拉赫曼·埃塞巴, 盧克·奧蒙特 申請人:愛信精機株式會社