CN115133940A - 抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法、装置及信号收发装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法、装置及信号收发装置，其中所述方法包括：对带内的时域信号进行陷波处理；对陷波处理后的时域信号进行增益处理；将增益处理后的时域信号转换为频域信号；获取所述频域信号中的受干扰子载波；对所述受干扰子载波进行功率缩放处理。本发明用以降低蓝牙干扰信号对WiFi信号的不良影响。

Description

抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法、装置及信号收发装置
技术领域
本发明涉及无线网络领域，具体涉及一种抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法、装置及信号收发装置。
背景技术
随着无线通信技术的发展，频谱资源越来越紧张，非授权频段上的通信变得异常拥挤，ISM频段作为非授权频段，使用该频段具有免申请的便捷性，蓝牙、ZigBee、WiFi等信号均在该频段进行传播。因此容易彼此之间容易发生信号干扰，例如各通信设备包括蓝牙、ZigBee、WiFi等其中某一设备通信时很容易受到其他设备的干扰，以致***吞吐率受限、影响用户体验。
随着物联网行业的快速发展，多种通信技术共存的场景越来越多，尤其是在一个多模终端中存在多种模组：即WiFi模组和蓝牙模组或别的模组共存。如此场景下，当WiFi模组工作时，如何抑制其他模组对WiFi的干扰变得异常重要。尤其当WiFi设备与蓝牙等设备共存时，WiFi信号受蓝牙信号干扰尤为明显，且难于抑制，究其原因主要在于：首先，相较于WiFi设备，蓝牙发射功率比较大；其次，不同于其他数据信道，蓝牙设备的广播信道是采用固定信道发送信息，当WiFi模组与蓝牙模组之间隔离做的不太理想的时候，蓝牙广播信道会无法避免的落在WiFi信号的传输信道内，且蓝牙干扰信号功率通常会远大于WiFi信号功率。因此，若不对WiFi信号中的蓝牙干扰信号加以抑制，会严重降低WiFi信号的***吞吐率，导致用户体验感降低。
发明内容
鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法、装置及信号收发装置，以降低蓝牙干扰信号对WiFi信号的不良影响。
为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法，包括：
对带内的时域信号进行陷波处理；
对陷波处理后的时域信号进行增益处理；
将增益处理后的时域信号转换为频域信号；
获取所述频域信号中的受干扰子载波；
对所述受干扰子载波进行功率缩放处理。
在本发明一实施方式中，所述的对带内的时域信号进行陷波处理的步骤包括：对干扰信号进行频谱搬移，使所述干扰信号的中心频率位于相对零频位置；再进行递归滤波；将递归滤波后的信号进行频谱搬移，使当下相对零频位置的信号频率位于所述干扰信号的中心频率位置。
在本发明一实施方式中，在所述频域信号中获取受干扰子载波包括：获取受干扰子载波的起始位置，以蓝牙干扰信号的带宽为依据得到受干扰子载波的终止位置。
在本发明一实施方式中，对所述受干扰子载波进行功率缩放处理包括：以干扰信号的强度为依据得到缩放因子；将所述受干扰子载波乘以所述缩放因子。
在本发明一实施方式中，还包括：对信号进行频域均衡处理，然后进行软判决译码。
在本发明一实施方式中，将增益处理后的时域信号转换为频域信号包括：对所述时域信号进行傅里叶变换，得到所述频域信号。
本发明还提供一种抑制WiFi信号中蓝牙干扰的装置，包括：陷波处理模块、增益处理模块、频域转换模块、获取受干扰子载波模块以及受干扰子载波缩放模块。其中，陷波处理模块用于对带内的时域信号进行陷波处理；增益处理模块用于时域信号进行增益处理；频域转换模块用于将增益处理后的时域信号转换为频域信号；获取受干扰子载波模块用于在所述频域信号中获取受干扰子载波；受干扰子载波缩放模块，用于对所述受干扰子载波进行功率缩放处理。
在本发明一实施方式中，还包括存储模块，用于存储相关数据。所述相关数据包括：蓝牙干扰信号的中心频率和占用带宽、WiFi信号的中心频率、递归滤波器系数、受干扰子载波起始位置以及缩放因子。
在本发明一实施方式中，所述陷波处理模块包括：频谱搬移电路，用于进行频谱搬移；递归滤波器，用于进行递归滤波。频谱搬移电路能够将干扰信号的中心频率搬移至相对零频位置，也能将当下相对零频位置的信号频率搬移至干扰信号的中心频率位置。
本发明还提供一种信号收发装置，所述信号收发装置内设置有所述的抑制WiFi信号中蓝牙干扰的装置。
在本发明一实施方式中，所述信号收发装置还包括：射频接收模块、模拟域处理模块、数字前端、第一低通滤波器、信道估计模块、输出模块。
本发明抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法、装置，可以实现如下技术效果：
时域信号经过陷波处理后，带内蓝牙干扰信号功率大幅降低，经增益处理后，WiFi信号幅度接近满量程，后续数字信号处理精度损失降到最低。
在频域进行进一步干扰抑制，受干扰子载波乘scale的策略能够减少欧式距离，软判决译码效果更好。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法的流程图；
图2为WiFi信号带宽为20M时的信号处理流程；
图3为WiFi信号带宽为40M时的信号处理流程；
图4为时域处理阶段的主要流程图；
图5为频域处理阶段的主要流程图。
元件标号说明
1、陷波处理模块；2、增益处理模块；3、频域转换模块；4、受干扰子载波缩放模块；5、帧头解析模块；6、频域均衡模块；7、软判决译码模块；8、第一低通滤波器；9、数据流选择模块；10、射频接收模块；11、模拟域处理模块；12、数字前端；13、第二低通滤波器；14、信道估计模块；15、输出模块；16、获取受干扰子载波模块。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
请参阅图1至图5，本发明提供一种抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法，包括：
对带内的时域信号进行陷波处理：对所述时域信号进行频谱搬移，使所述干扰信号的中心频率位于相对零频位置，所述相对零频位置是指在经陷波处理前时域信号中的WiFi信号的中心频率位置，再进行递归滤波(即IIR滤波)；将递归滤波后的信号再次进行频谱搬移，使当下相对零频位置的信号频率位于在进行陷波处理前时域信号中的干扰信号的中心频率位置。
在此步骤中，从寄存器中读出干扰信号中心频率fa(由于干扰信号为蓝牙信号，因此其中心频率是已知的)、WiFi信号中心频率fb、以及干扰信号中心频率fa相对WiFi信号中心频率fb的频点距离fc。其中，fc＝fa-fb。将频谱搬移fc，使干扰信号中心频率至相对零频位置。
第一次频谱搬移之后，从寄存器选一组滤波器系数进行IIR滤波，寄存器中存储多组IIR滤波器系数，根据干扰信号功率动态调整。从而实现陷波。对时域陷波后的接收信号进行第二次频谱搬移，使频谱中当下处于相对零频位置的信号搬移至原来的位置，即相对fc处。相对fc是指相对于相对零点的位置为fc。
陷波处理步骤还包括：对第二次频谱搬移后的时域信号进行低通滤波，低通滤波后进行帧头解析。当解析出信号的带宽为40M时，则需进行数据流选择。在此步骤中，当WiFi信号的带宽为40M时，低通滤波包括两层低通滤波，分别为40M低通滤波以及20M低通滤波。
然后对时域信号进行增益处理，将带内时域信号的功率调整至合理范围，此处所述的合理范围为在不妨碍后续步骤的前提下，信号的功率能够允许的可行范围。增益处理的输入信号包括：经过低通滤波处理后的信号，以及经过帧头解析后的信号。其中当WiFi信号的带宽为40M时，帧头解析后的信号在进行增益处理之前需进行数据流选择。
将增益处理后的时域信号进行傅里叶变换，使时域信号转换为频域信号。
从寄存器中获取受干扰子载波的起始位置，以蓝牙干扰信号的带宽为依据得到受干扰子载波的终止位置，从而获取完整的受干扰子载波。以干扰信号的强度为依据选择确定缩放因子；将所述受干扰子载波乘以所述缩放因子，从而实现对受干扰子载波的缩放处理。干扰信号的强度越大，缩放因子越小。
在对受干扰子载波进行功率缩放处理之后，再对频域信号进行频域均衡处理。
然后进行软判决译码并输出。
本发明抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法，可以实现如下技术效果：
时域信号经过陷波处理后，带内蓝牙干扰信号功率大幅降低，经增益处理后，WiFi信号幅度接近满量程，后续数字信号处理精度损失降到最低。同时，以802.11ax协议为例，pre-modulated fields采BPSK这种最低阶的调制方式，抗干扰能力较强，相比DATA部分，时域IIR滤波法进行干扰抑制足够了，此时无需在频域进一步采用干扰抑制方法，以降低计算复杂度。
软判决译码采用欧式距离作为度量。然而频域的受干扰子载波被严重破坏，因此在解映射之后欧式距离很大，从而造成软判决译码的错误传播。在频域进一步进行干扰抑制，受干扰子载波乘scale的策略能够有效减少欧式距离，软判决译码效果更好。从而解决modulated fields中data采用高阶QAM的抗干扰能力弱的问题。
请参阅图2及图3，本发明还提供一种抑制WiFi信号中蓝牙干扰的装置，包括：陷波处理模块1、增益处理模块2、频域转换模块3、获取受干扰子载波模块16以及受干扰子载波缩放模块4。其中，陷波处理模块1用于对带内的时域信号进行陷波处理；增益处理模块2用于时域信号进行增益处理；频域转换模块3用于将增益处理后的时域信号转换为频域信号；获取受干扰子载波模块16用于在所述频域信号中获取受干扰子载波；受干扰子载波缩放模块4用于对所述受干扰子载波进行功率缩放处理。
所述抑制WiFi信号中蓝牙干扰的装置还包括存储模块(未示出)，用于存储相关数据。所述存储模块包括寄存器。所述相关数据包括：蓝牙干扰信号的中心频率、蓝牙干扰信号的带宽、WiFi信号的中心频率、递归滤波器系数、受干扰子载波起始位置以及缩放因子。
所述陷波处理模块1包括：频谱搬移电路，用于进行频谱搬移；递归滤波器，用于进行递归滤波。频谱搬移电路能够将干扰信号的中心频率搬移至相对零频位置，也能将当下相对零频位置的信号频率搬移至干扰信号的中心频率位置。
请参阅图2及图3，所述抑制WiFi信号中蓝牙干扰的装置还包括帧头解析模块5、频域均衡模块6、软判决译码模块7以及第一低通滤波器8。所述帧头解析模块5用于进行帧头数据解析。所述频域均衡模块6用于进行频域均衡处理。所述软判决译码模块7用于进行软判决译码。第一低通滤波器为LPF20(其中，LPF为Low-pass filter，低通滤波器，LPF20对应WiFi信号带宽为20M)。
请参阅图3，在本发明一实施方式中，所述抑制WiFi信号中蓝牙干扰的装置还包括，第二低通滤波器13以及数据流选择模块9。其中第二低通滤波器13为LPF40(对应WiFi信号带宽为40M)。
本发明还提供一种信号收发装置，所述信号收发装置内设置有所述的抑制WiFi信号中蓝牙干扰的装置。
请参阅图2及图3，在本发明一实施方式中，所述信号收发装置还包括：射频接收模块10、模拟域处理模块11、数字前端12、信道估计模块14、输出模块15。其中射频接收模块10用于接收模拟信号，并将模拟信号传输至模拟域处理模块。模拟域处理模块11用于对模拟信号进行模拟处理，例如模拟增益及混频处理等。数字前端12进行滤波和下采样处理使接收信号采样率为信号带宽的2倍；信道估计模块14用于进行信道估计。输出模块15用于进行信号输出。
请参阅图2至图5，信号收发装置的工作过程为：
时域处理阶段
射频接收端接收到的模拟信号经过模拟域处理，将接收信号的幅度调整至合理范围，紧接着在DFE(数字前端)模块内进行滤波和下采样处理使接收信号采样率为信号带宽的2倍。
从寄存器读出已知干扰信号中心频率相对WiFi信号中心频率的频点距离记为fc，频谱搬移fc使干扰信号中心频率至零频位置。
从寄存器选一组滤波器系数进行IIR滤波，寄存器中存储多组IIR滤波器系数，根据干扰信号功率动态调整。
时域陷波后的接收信号频谱由零频搬移至原来的位置fc处。
帧头解析，解析出接收信号传输方式，进行数据流选择；
进行增益控制处理，将带内信号功率调整至合理范围。
频域处理阶段
基带接收的携带数据信息的信号进行FFT变换(即傅里叶变换)，由时域变换到频域。
从寄存器中读入受干扰子载波起始位置，根据蓝牙干扰信号的带宽算出受干扰信号的子载波下标指示即终止位置。
受干扰子载波乘缩放因子，缩放因子的选择由干扰信号强度决定，缩放因子scale可取0，0.5，0.25…。
频域均衡。
软判决译码并输出。
本发明通过在时域信号内IIR滤波减少带内干扰信号功率，再通过调整数字AGC使WiFi信号幅度接近满量程，同时也消除部分蓝牙干扰。同时在频域中降低受干扰子载波对软判决译码的错误传播。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法，其特征在于，包括：
对带内的时域信号进行陷波处理；
对陷波处理后的时域信号进行增益处理；
将增益处理后的时域信号转换为频域信号；
获取所述频域信号中的受干扰子载波；
对所述受干扰子载波进行功率缩放处理。
2.根据权利要求1所述的抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法，其特征在于，所述的对带内的时域信号进行陷波处理的步骤包括：对所述时域信号进行频谱搬移，使干扰信号的中心频率位于相对零频位置；再进行递归滤波；将递归滤波后的时域信号进行频谱搬移，使当下相对零频位置的信号频率位于所述干扰信号的中心频率位置。
3.根据权利要求1所述的抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法，其特征在于，在所述频域信号中获取受干扰子载波包括：获取受干扰子载波的起始位置，以蓝牙干扰信号的带宽为依据得到受干扰子载波的终止位置。
4.根据权利要求3所述的抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法，其特征在于，对所述受干扰子载波进行功率缩放处理包括：以干扰信号的强度为依据得到缩放因子；将所述受干扰子载波乘以所述缩放因子。
5.根据权利要求1所述的抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法，其特征在于，对所述受干扰子载波进行功率缩放处理之后还包括：对信号进行频域均衡处理，然后进行软判决译码。
6.根据权利要求1所述的抑制WiFi信号中蓝牙干扰的方法，其特征在于，将增益处理后的时域信号转换为频域信号包括：对所述时域信号进行傅里叶变换，得到所述频域信号。
7.一种抑制WiFi信号中蓝牙干扰的装置，其特征在于，包括：
陷波处理模块，用于对带内的时域信号进行陷波处理；
增益处理模块，用于将陷波处理后的时域信号进行增益处理；
频域转换模块，用于将增益处理后的时域信号转换为频域信号；
获取受干扰子载波模块，用于在所述频域信号中获取受干扰子载波；
受干扰子载波缩放模块，用于对所述受干扰子载波进行功率缩放处理。
8.根据权利要求7所述的抑制WiFi信号中蓝牙干扰的装置，其特征在于，还包括存储模块，用于存储相关数据。
9.根据权利要求7所述的抑制WiFi信号中蓝牙干扰的装置，其特征在于，所述陷波处理模块包括：频谱搬移电路，用于进行频谱搬移；递归滤波器，用于进行递归滤波。
10.一种信号收发装置，其特征在于，所述信号收发装置内设置有权利要求7-9任一项所述的抑制WiFi信号中蓝牙干扰的装置。
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