自适应门限控制器及控制方法、直扩信号检测方法及电路技术

本发明专利技术公开了一种自适应门限控制器及控制方法、直扩信号检测方法及电路，自适应门限控制方法包括：统计当前一组待检测信号的个数N；计算N个待检测信号与本地扩频序列的移位相关值；判断移位相关值是否超过门限，并统计超过门限的移位相关值个数n；基于待检测信号个数N和超过门限的相关值个数n选择符号函数ε；基于符号函数ε修正门限，并将修正后的门限作为下一组待检测信号的门限。本发明专利技术能够在输入信号幅度动态范围很大的情况下，使虚警概率趋于0，同时检测概率趋于1，从而提高系统的捕获性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号检测
，具体地说，涉及一种自适应门限控制器及控制方法、直扩信号检测方法及电路。
技术介绍
扩频通信因其在抗干扰、保密性、增加系统容量等方面的突出优点，在民用、商用、军事等领域都有广泛的应用。在各种扩频方式中，应用最广泛的是直接序列扩频方式，它是用PN码和二元信息数字序列模2相加后成复合码去调制载波。扩频信号在接收端必须与本地PN码同步后，才能将信息提取出来，并由此获得扩频增益，以减小误码率。为了实现数字化接收机，可以采用数字匹配滤波器对接收信号进行解扩。由于这种方案与目前通信设备的数字化、智能化、软件化的基础构架相一致，因此基于数字匹配滤的直扩信号检测是现今采用的PN码捕获的主要方法之一。在实际的通信系统中，传输信道存在着各种衰落，如多径衰落等，而且还受到各种噪声和干扰的影响，这些噪声和干扰往往很强，且通常会随位置和时间的变化而变化。在这种环境下，数字化接收机中，匹配滤波后的门限设置往往关系到系统的检测概率、虚警概率等检测性能。在采用数字匹配滤波实现PN码捕获时，判决门限的设置通常有固定门限和自适应门限两种。如果采用固定门限对相关值进行检测，则出现虚警和漏检的概率很大，系统无法正确检测信号，检测性能往往很差；采用自适应门限技术，即根据噪声或干扰功率的强弱自适应的修正判决门限值，使系统保持适当的检测概率和虚警概率，从而减少捕获时间，提高捕获性能。现今主要采用的恒虚警检测(CFAR检测)自适应门限技术，设置门限电平使得虚警概率保持与信号或者噪声变化无关的常量，达到恒虚警的目的。CFAR检测技术为了达到低虚警概率而使门限取得过高，会使检测概率很小，捕获性能下降；而且，最重要的是CFAR检测需通过估计干扰或噪声功率来获得自适应门限，工程实现比较复杂。
技术实现思路
为解决以上问题，本专利技术提供了一种自适应门限控制器及控制方法、直扩信号检测方法及电路，能够在输入信号幅度动态范围很大的情况下，使虚警概率趋于0，同时检测概率趋于1，从而提高系统的捕获性能。根据本专利技术的一个方面，提供了一种自适应门限控制方法，包括：统计当前一组待检测信号的个数N；计算N个待检测信号与本地扩频序列的移位相关值；判断所述移位相关值是否超过门限，并统计超过门限的移位相关值个数n；基于待检测信号个数N和超过门限的相关值个数n选择符号函数ε；基于所述符号函数ε修正门限，并将修正后的门限作为下一组待检测信号的门限。根据本专利技术的一个实施例，所述符号函数ε为：ϵ=-1,n<N0,n=N1,n>N.]]>根据本专利技术的一个实施例，基于所述符号函数修正门限的步骤进一步包括：βk＝βk-1+ε·Δβ其中，βk-1为当前一组待检测信号的门限，βk为下一组待检测信号的门限，Δβ为门限增量。根据本专利技术的一个实施例，计算超过门限的移位相关值个数n的步骤进一步包括：将N个待检测信号与本地扩频序列通过数字匹配滤波器进行移位相关运算，并依次输出运算后的移位相关值；将所述移位相关值进行包络检波并将包络检波样本与门限进行比较，其中，超过门限的包络检波样本输出相关峰；统计所述相关峰的数量从而得到超过门限的移位相关值个数n。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种直扩信号检测方法，包括：统计观测时间内带内待检测直扩信号的NNP个检测样本，其中，N为待检测直扩信号个数，NP为单个待检测直扩信号采样个数；计算NNP个检测样本与本地扩频序列的移位相关值；判断NNP个检测样本与本地扩频序列采样样本的移位相关值是否超过门限，并统计超过门限的移位相关值个数n；基于待检测直扩信号个数N和超过门限的移位相关值个数n选择符号函数ε；基于所述符号函数ε修正门限，并将修正后的门限作为下一观测时间内待检测直扩信号的门限。根据本专利技术的一个实施例，所述符号函数ε为：ϵ=-1,n<N0,n=N1,n>N.]]>根据本专利技术的一个实施例，基于所述符号函数修正门限的步骤进一步包括：βk＝βk-1+ε·Δβ其中，βk-1为当前观测时间内待检测直扩信号的门限，βk为下一观测时间内待检测直扩信号的门限，Δβ为门限增量。根据本专利技术的一个实施例，计算超过门限的相关值个数n的步骤进一步包括：将NTP个检测样本与本地扩频序列采样样本通过数字匹配滤波器进行移位相关运算，并依次输出运算后的移位相关值；将所述移位相关值进行包络检波并将包络检波样本与门限进行比较，其中，超过门限的包络检波样本输出相关峰；统计所述相关峰的数量从而得到超过门限的相关值个数n。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种自适应门限控制器，包括：累加单元，用于统计超过门限的移位相关值个数n；比较单元，与所述累加单元连接，基于待检测信号个数N和超过门限的相关值个数n选择符号函数ε；修正单元，与所述比较单元连接，基于所述符号函数ε修正门限，并将修正后的门限作为下一组待检测信号的门限。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种采用以上所述的自适应门限控制器的直扩信号检测电路，包括：带通滤波器，用于选择所需的带内信号；数字匹配滤波器，与所述带通滤波器连接，用于将待检测信号与本地扩频序列进行移位相关运算；包络检波器，与所述数字匹配滤波器连接，用于对移位相关运算的结果进行包络计算；判决器，分别与所述包络检波器和所述自适应门限控制器连接，基于所述自适应门限控制器输出的门限进行判断，对应于高出门限的包络信号输出相关峰。本专利技术的有益效果：本专利技术基于数字匹配滤和自适应门限判决的直扩信号检测方法，能够充分利用信号能量进行直扩信号的检测，解决了CFAR检测中为了保证虚警概率导致检测概率减小的缺点，能够在输入信号幅度动态范围很大的情况下，使虚警概率Pf→0，同时检测概率Pd→1，从而提高系统的捕获性能。同时，本专利技术的电路结构简单，工程实现较CFAR检测容易。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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的附图做简单的介绍：图1是根据本专利技术的一个实施例的自适应门限控制方法流程图；图2是根据本专利技术的一个实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应门限控制方法，包括：统计当前一组待检测信号的个数N；计算N个待检测信号与本地扩频序列的移位相关值；判断所述移位相关值是否超过门限，并统计超过门限的移位相关值个数n；基于待检测信号个数N和超过门限的相关值个数n选择符号函数ε；基于所述符号函数ε修正门限，并将修正后的门限作为下一组待检测信号的门限。

【技术特征摘要】
1.一种自适应门限控制方法，包括：
统计当前一组待检测信号的个数N；
计算N个待检测信号与本地扩频序列的移位相关值；
判断所述移位相关值是否超过门限，并统计超过门限的移位相关值个数n；
基于待检测信号个数N和超过门限的相关值个数n选择符号函数ε；
基于所述符号函数ε修正门限，并将修正后的门限作为下一组待检测信号的
门限。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述符号函数ε为：
ϵ=-1,n<N0,n=N1,n>N.]]>3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述符号函数修正门限
的步骤进一步包括：
βk＝βk-1+ε·Δβ
其中，βk-1为当前一组待检测信号的门限，βk为下一组待检测信号的门限，
Δβ为门限增量。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，计算超过门限的移位相
关值个数n的步骤进一步包括：
将N个待检测信号与本地扩频序列通过数字匹配滤波器进行移位相关运算，
并依次输出运算后的移位相关值；
将所述移位相关值进行包络检波并将包络检波样本与门限进行比较，其中，
超过门限的包络检波样本输出相关峰；
统计所述相关峰的数量从而得到超过门限的移位相关值个数n。
5.一种直扩信号检测方法，包括：
统计观测时间内带内待检测直扩信号的NNP个检测样本，其中，N为待检测
直扩信号个数，NP为单个待检测直扩信号采样个数；
计算NNP个检测样本与本地扩频序列的移位相关值；
判断NNP个检测样本与本地扩频序列采样样本的移位相关值是否超过门限，

\t并统计超过门限的移位相关值个数n；
基于待检测直扩信号个数N和超过门限的移位相关值个数n选择符号函数
ε；
基于所述符号函数ε修正门限，并将修正后的门限作为下一观测...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆杨，王双陆，
申请(专利权)人：四川九洲电器集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51