基于频谱感知自适应信道化检测方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115941087A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211564409.7(22)申请日2022.12.07(71)申请人中国航天科工集团八五一一研究所地址211103江苏省南京市江宁区建衡路99号(72)发明人陈望杰朱伟强杨健马蕊陈羽于涵王天宇王钊高兴建张立斌(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203专利代理师朱沉雁(51)Int.Cl.H04B17/382(2015.01)G01S7/02(2006.01)H04L25/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称基于频谱感知自适应信道化检测方法(57)摘要本发明公开了一种基于频谱感知自适应信道化检测方法，属于电子侦察领域，对电磁信号进行频谱感知、频谱分析、信道匹配、检测与参数估计，输出检测结果。首先对监视频带的电磁信号依次进行AD采样、短时傅里叶变换（STFT）后，得到频谱感知数据；对频谱感知数据输入进行实时能量谱密度估计，生成均值谱与极大值谱；通过均值谱与极大值谱对信号分布的频段进行频谱分析，生成信道适配参数；根据信道适配参数对数字信道化结构进行自适应调整，实现信号带宽与信道化带宽最优化匹配，并对输入的电磁信号进行自适应信道化检测与参数估计，完成最终的检测结果输出。CN115941087ACN115941087A权利要求书1/2页1.一种基于频谱感知自适应信道化检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对监视频带的电磁信号进行AD采样得到AD数据，对AD数据分别进行缓存和短时傅里叶变换,对应得到缓存数据和频谱感知数据；转入步骤2；步骤2、对频谱感知数据进行能量谱密度估计，生成均值谱与极大值谱，转入步骤3；步骤3、通过均值谱与极大值谱对信号分布的频段进行频谱分析，生成信道适配参数，转入步骤4；步骤4、根据信道适配参数对数字信道化结构进行自适应调整，得到自适应数字信道化滤波器结构，实现信号带宽与信道化带宽最优化匹配；步骤5、将步骤1中的缓存数据输入自适应数字信道化滤波器结构，进行自适应信道化检测与参数估计，完成最终的检测结果输出。2.根据权利要求1所述的基于频谱感知自适应信道化检测方法，其特征在于，步骤1中，对监视频带的电磁信号进行AD采样得到AD数据，对AD数据分别进行缓存和短时傅里叶变换,对应得到缓存数据和频谱感知数据，具体如下：步骤11、对AD数据进行滑动更新，保证输入数据无交叠，将连续的M个点划为一帧AD子数据，M＝256,512,1024,2048……；步骤12、对每帧AD子数据进行8路FFT并行运算：对一帧AD子数据采用连续8路N/8点FFT并行运算，N为FFT点数，对连续8个FFT并行运算输出进行频域累加，生成一帧频谱测量结果，将其作为一帧AD子数据的频谱感知结果输出；定义AD数据采样率为Fs，则一帧AD子数据的频谱感知结果中每个采样点的频率分辨率为Fs/N；当X(k),k＝0,1,…,N/8‑1时，X(k)表示N/8点FFT结果，k表示序号，由X(k)的计算推导X(k+N/8)、X(k+2N/8)、X(k+3N/8)、X(k+4N/8)、X(k+5N/8)、X(k+6N/8)、X(k+7N/8)的表达式，以实现8路数据的N点频谱运算；步骤13、对下一帧AD子数据，重复步骤12，对应输出该帧AD子数据的频谱感知数据；步骤14、对AD数据进行缓存，得到缓存数据。3.根据权利要求2所述的基于频谱感知自适应信道化检测方法，其特征在于：数据无交叠时，M＝N。4.根据权利要求2所述的基于频谱感知自适应信道化检测方法，其特征在于，步骤2中，将频谱感知数据进行能量谱密度估计，得到各个频谱点的能量值，对多帧频谱感知数据中对应频点求均值与最大值，得到均值谱与极大值谱。5.根据权利要求4所述的基于频谱感知自适应信道化检测方法，其特征在于，步骤3中，通过均值谱与极大值谱对信号分布的频段进行频谱分析，生成信道适配参数，具体包括以下步骤：步骤31、将均值谱中的数据按大小进行排序，取最小的256点数据均值，将上述均值上抬X1dB，作为谱检测噪声门限；步骤32、将极大值谱中的数据，连续X2点进行滑动平均，得到极大值谱平滑结果，对平滑结果进行最大值扩展，扩展点数为X3；根据最大值扩展后的极大值谱包络，乘以实时门限调节系数，作为实时谱信号包络门限；其中，X2的范围为1～N/16，X3的范围2～N/8；步骤33、比较实时谱信号包络门限与谱检测噪声门限，取两者中的较大值作为谱检测2CN115941087A权利要求书2/2页门限；步骤34、将极大值谱与谱检测门限进行过门限比较，得到检波VP；检波VP为‘1’代表信号带宽Fs/N，连续D点VP值为‘1’说明信号带宽为Fs/N*D