法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2015-09-30
授权
授权
2014-05-14
实质审查的生效 IPC(主分类):H04B1/71 申请日:20140107
实质审查的生效
2014-04-16
公开
公开
技术领域
本发明属于无线通信和数字信号处理领域,特别是一种基于主值区间分析的 窄带干扰检测方法。
背景技术
窄带干扰通常是指存在一定带宽且其带宽小于信号带宽的一种干扰。在无线 信号传输领域中无线传输环境复杂多变,尤其是在通信密度较高的城市区域,由 于网络规划不健全、设备干扰、交流电传输等原因造成的窄带干扰现象难以避免。 另外,在个人无线通信中,扩频技术得到广泛使用。由于可用频带的限制,扩频 通信系统要与现有的窄带通信系统共享相同的频带,这也将导致窄带干扰现象的 发生。窄带干扰存在一定的带宽,所以其对原信号的影响十分严重。因为各种窄 带干扰之间存在差别,干扰与信号的叠加方式不同,所以窄带干扰检测是干扰检 测的重点和难点。
目前常用的窄带干扰检测方法有两种:
一种是基于门限的检测方法。该方法通过比较当前信号总功率是否超过某一 阈值判定是否存在窄带干扰,该类方法需要知道信号功率等先验知识。
另一种是基于信号峰值均值比较的方法。该类方法通过比较信号频谱峰值和 均值来判断窄带干扰的存在性,但由于噪声及信号频谱本身波动的影响,此类方 法的判别稳定性较差。
由此可见,现有技术存在的问题是:窄带干扰检测适应性差、抗噪声性能弱、 计算复杂度高、需要先验知识,对于背景噪声多变、通信机制复杂、信号类型繁 多、先验知识难以获取的卫星通信、深空通信等应用领域难以胜任。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于主值区间分析的窄带干扰检测方法,窄带干 扰检测适应性强、准确性高、稳定性好。
实现本发明目的的技术解决方案为:一种基于主值区间分析的窄带干扰检测 方法,其特征在于:包括以下步骤:
10)信号频谱获取:从前端频谱生成设备、信号检测设备及信号预处理设备 获得经预处理的信号频谱;
20)直方图获取:根据信号频谱,计算得到频谱幅度值分布的直方图;
30)主值区间获取:根据直方图分布,计算得到信号的主值区间;
40)窄带干扰查找:遍历频谱,根据主值区间查找窄带干扰。
本发明与现有技术相比,其显著优点:
1、适应性强:本方法能够适应各种复杂信号、噪声环境。
2、准确性高:本方法采用基于主值区间分析的干扰检测设计,检测准确率高。
3、计算复杂度低:本方法实现简单,计算复杂度低,能够实现实时或准实时 分析。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明
附图说明
图1是本发明基于主值区间分析的窄带干扰检测方法流程图。
图2是正常信号及其主值区间示意图。
图3是存在上窄带干扰信号及其主值区间示意图。
图4是存在下窄带干扰信号及其主值区间示意图。
图5仿真环境上窄带干扰检测结果图。
图6仿真环境下窄带干扰检测结果图。
具体实施方式
如图1所示,本发明基于主值区间分析的窄带干扰检测方法,包括以下步骤:
10)信号频谱获取:从前端频谱生成设备、信号检测设备及信号预处理设备 获得经预处理的信号频谱;
所述信号频谱获取(10)步骤中,所述信号频谱是指包含某一待处理信号且 带宽等于或稍大于该信号带宽的频谱,所述预处理设备对该待处理信号做滤波处 理(如均值滤波),减小信号的波动。
20)直方图获取:根据信号频谱,计算得到频谱幅度值分布的直方图;
所述直方图获取(20)步骤包括:
21)查找信号频谱的最大值、最小值;
所述查找信号频谱最大值、最小值(21)步骤具体为:
遍历SP查找最大值Amax、最小值Amin满足:
其中,信号频谱为
SP={Pi|0<i<N} (2),
其中,Pi为频点幅度,N为信号频谱点数,i代表集合中点序号。
22)根据信号频谱的最大值、最小值,计算多层直方图各层数值区域划分;
所述根据信号频谱的最大值、最小值,计算多层直方图各层划分(22)步骤 具体为:
直方图各层划分层间距Alevel为
其中,Lhis为直方图层数。
23)统计直方图各层包含信号频谱频点数目。
所述统计直方图各层包含信号频谱频点数目(23)步骤具体为:
直方图每层点数为:
NLi=card(PHi) (4),
其中,PHi(0<i<Lhis)为直方图第i层点集,且
PHi={Pi|Amin+i×Alevel≥Pi≥Amin+(i-1)×Alevel} (5),
其中,card()运算符代表取集合元素的个数。
30)主值区间获取:根据直方图分布,计算得到信号的主值区间;
所述主值区间获取(30)步骤具体为:
主值区间上下限为:
其中,主值层为
lmain={lmain|max({NLi|0<i<Lhis})} (7),
其中,主值区间点集为,区间放大系数α(α>0)。
40)窄带干扰查找:遍历频谱,根据主值区间查找窄带干扰。
所述窄带干扰查找(40)步骤包括:
41)上窄带干扰查找:遍历频谱,根据主值区间,查找上窄带干扰;
所述上窄带干扰查找(41)步骤具体为:
遍历SP,查找上窄带干扰点集
PU={PUi|PUi>upLine} (8),
其中,上窄带干扰是指由于干扰与信号叠加造成干扰区域凸出于非干扰区 域,从而造成的信号谱型异常的干扰。
42)下窄带干扰查找:遍历频谱,根据主值区间,查找下窄带干扰;
所述下窄带干扰查找(42)步骤具体为:
遍历SP,查找下窄带干扰点集
PL={PLi},
满足
PLi<downLine (9),
且
且
其中,下窄带干扰是指由于干扰与信号在边带叠加,造成叠加区域相较非叠 加区域发生凹陷,从而造成的信号谱型异常的干扰。
43)获取窄带干扰:合并上窄带干扰和下窄带干扰,得到窄带干扰。
则窄带干扰点集PN=PU∪PL。正常信号及其主值区间的示意图如图2所 示,其中虚线代表主值区间。上窄带干扰信号及其主值区间的示意图如图3,下 窄带干扰信号及其主值区间的示意图如图4。
图5、图6给出了在随机噪声、随机信源、窄带干扰出现在信号内随机位置 条件下的仿真结果,其中图5为信号被上窄带干扰检测出的结果,图6为信号被 下窄带干扰检测出的结果,图中两条直线间的区域为主值区间,横坐标深色区域 为干扰区域。由结果可以看出,在有噪声的情况下,本方法能准确检测出窄带干 扰,验证了该方法的可行性及有效性。
机译: 区间分析的目标设备基于相位的定位方法和装置
机译: 区间分析的目标设备基于相位的定位方法和装置
机译: 区间分析的目标设备基于相位的定位方法和装置