一种低信噪比电磁信号识别的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种低信噪比电磁信号识别的方法及装置，属于信号检测技术领域。该方法包括：接收待识别的电磁信号，获取电磁信号的频率域序列；根据预设的极值域均值模式分解算法对频率域序列进行处理，得到第一重构信号；放大第一重构信号的电磁信号特征，得到第二重构信号；计算第二重构信号中各信号点的梯度值，得到梯度值序列，并根据梯度值序列，确定第二重构信号包含的信号子带的带宽；如果信号子带的带宽大于预先存储的目标信号的带宽，则判定信号子带是有效信号；如果信号子带的带宽不大于预先存储的目标信号的带宽，则判定信号子带是噪声信号。采用本发明专利技术，可以提高低信噪比电磁信号识别的准确度。

Low signal to noise ratio electromagnetic signal recognition method and device

The embodiment of the invention provides a method and device for identifying electromagnetic signals with low signal-to-noise ratio, belonging to the technical field of signal detection. The method includes: receiving the electromagnetic signal to be identified and obtaining the frequency domain sequence of the electromagnetic signal; processing the frequency domain sequence according to the preset extremum domain mean mode decomposition algorithm to obtain the first reconstructed signal; amplifying the characteristics of the electromagnetic signal of the first reconstructed signal to obtain the second reconstructed signal; computing the second reconstructed signal According to the gradient value sequence, the bandwidth of the signal subband included in the second reconstructed signal is determined; if the bandwidth of the signal subband is larger than the bandwidth of the pre-stored target signal, the signal subband is determined to be a valid signal; and if the bandwidth of the signal subband is not larger than the pre-stored bandwidth of the signal subband. The bandwidth of the target signal determines that the signal sub-band is a noise signal. The invention can improve the accuracy of low signal-to-noise ratio electromagnetic signal recognition.

【技术实现步骤摘要】
一种低信噪比电磁信号识别的方法及装置
本申请涉及通信领域的信号检测
，特别是涉及一种低信噪比电磁信号识别的方法及装置。
技术介绍
随着科技的发展，电子通信设备的种类也愈加繁多，电子通信设备的应用场景也愈加复杂，而很多电子通信设备的通信信号功率较小，或者应用场景中噪声较大，通信信号淹没在噪声环境中，造成了这种低信噪比信号识别困难的现象。现有的信号检测方法有能量检测法、高阶统计量检测法等方法。能量检测法，是利用有信号和无信号时的序列能量不同来构建检测统计量，用构建的检测统计量与指定门限做比较，完成信号检测；高阶统计量检测法，是利用接收序列中信号和噪声的高阶原点矩不同来构建检测统计量，用构建的检测统计量与指定门限做比较，完成信号检测。能量检测法和高阶统计检测方法的检测门限会因噪声不确定而发生变动，因为检测门限随噪声变动，而低信噪比信号噪声又相对有效信号比较大，会导致有效信号的漏检或者误检，致使低信噪比电磁信号识别率不高。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种低信噪比电磁信号识别的方法及装置，以提高低信噪比电磁信号识别率。具体技术方案如下：第一方面，提供了一种低信噪比电磁信号识别方法，所述方法包括：接收待识别的电磁信号，获取所述电磁信号的频率域序列；根据预设的极值域均值模式分解算法，对所述频率域序列进行处理，得到第一重构信号；放大所述第一重构信号的电磁信号特征，得到第二重构信号；计算所述第二重构信号中各信号点的梯度值，得到梯度值序列，并根据所述梯度值序列，确定所述第二重构信号包含的信号子带的带宽；如果所述信号子带的带宽大于预先存储的目标信号的带宽，则判定所述信号子带是有效信号；如果所述信号子带的带宽不大于预先存储的目标信号的带宽，则判定所述信号子带是噪声信号。可选的，所述放大所述第一重构信号的电磁信号特征，得到第二重构信号，包括：计算所述第一重构信号的幅度均值；计算所述幅度均值和预设调整系数的乘积，得到幅度调整值；如果所述第一重构信号中的信号点幅值小于所述幅度均值，则将所述信号点幅值调整为所述幅度调整值；根据幅值处理后的第一重构信号，确定第二重构信号。可选的，所述根据幅值处理后的第一重构信号，确定第二重构信号，包括：在幅值处理后的第一重构信号所包含的各信号点中确定目标信号点，所述目标信号点的幅值为所述幅度调整值；在确定出的各目标信号点中，确定连续的目标信号点，得到目标信号点集合；如果所述目标信号点集合包含的目标信号点的数目小于预设数目阈值，则将所述目标信号点集合包含的各目标信号点的幅值调整为所述幅度均值，确定调整后的重构信号为第二重构信号。可选的，所述根据所述梯度值序列，确定所述第二重构信号包含的信号子带的带宽，包括：确定所述梯度值序列中的正梯度峰值点与负梯度峰值点；确定所有正梯度峰值点与频率增加方向最相邻的负梯度峰值点之间的信号子带的带宽。第二方面，提供了一种低信噪比电磁信号识别的装置，所述装置包括：信号接收模块，用于接收待识别的电磁信号，获取所述电磁信号的频率域序列；第一信号处理模块，用于根据预设的极值域均值模式分解算法，对所述频率域序列进行处理，得到第一重构信号；第二信号处理模块，用于放大所述第一重构信号的电磁信号特征，得到第二重构信号；信号计算模块，用于计算所述第二重构信号中各信号点的梯度值，得到梯度值序列，并根据所述梯度值序列，确定所述第二重构信号包含的信号子带的带宽；信号识别模块，用于如果所述信号子带的带宽大于预先存储的目标信号的带宽，则判定所述信号子带是有效信号；如果所述信号子带的带宽不大于预先存储的目标信号的带宽，则判定所述信号子带是噪声信号。可选的，所述第二信号处理模块，包括：第一信号计算单元，用于计算所述第一重构信号的幅度均值；第二信号计算单元，用于计算所述幅度均值和预设调整系数的乘积，得到幅度调整值；第一信号处理单元，用于如果所述第一重构信号中的信号点幅值小于所述幅度均值，则将所述信号点幅值调整为所述幅度调整值；信号确定单元，用于根据幅值处理后的第一重构信号，确定第二重构信号。可选的，所述信号确定单元，包括：目标信号点确定子单元，用于在幅值处理后的第一重构信号所包含的各信号点中确定目标信号点，所述目标信号点的幅值为所述幅度调整值；目标信号点集合确定子单元，用于在确定出的各目标信号点中，确定连续的目标信号点，得到目标信号点集合；第二重构信号确定子单元，用于如果所述目标信号点集合包含的目标信号点的数目小于预设数目阈值，则将所述目标信号点集合包含的各目标信号点的幅值调整为所述幅度均值，确定调整后的重构信号为第二重构信号。可选的，所述信号计算模块，包括：梯度峰值点确定单元，用于确定所述梯度值序列中的正梯度峰值点与负梯度峰值点；信号子带确定单元，用于确定所有正梯度峰值点与频率增加方向最相邻的负梯度峰值点之间的信号子带的带宽。第三方面，提供了一种电子设备，所述频谱监测设备包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器，所述通信接口，所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；所述存储器，用于存放计算机程序；所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现本专利技术实施例第一方面所述的方法步骤。第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本专利技术实施例第一方面所述的方法步骤。本专利技术实施例提供的一种低信噪比电磁信号识别的方法及装置，通过接收待识别的电磁信号，获取电磁信号的频率域序列。对频率域序列用极值域均值模式分解处理，得到第一重构信号。放大第一重构信号的电磁信号特征，得到第二重构信号。计算第二重构信号中各信号点的梯度值，得到梯度值序列，并根据梯度值序列，确定第二重构信号包含的信号子带的带宽。如果信号子带的带宽大于预先存储的目标信号的带宽，则判定信号子带是有效信号；如果信号子带的带宽不大于预先存储的目标信号的带宽，则判定信号子带是噪声信号。通过放大第一重构信号的电磁信号特征，能够有效的提高电磁信号识别特征并消除了因噪声而引起的信号幅度降低的影响，有效的降低了噪声的影响，再根据信号梯度特征识别有效的区分了有效信号和噪声信号，达到了提高低信噪比电磁信号识别率的目的。附图说明为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本专利技术实施例提供的一种低信噪比电磁信号识别的方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种放大第一重构信号电磁特征的方法流程图；图3为对本专利技术实施例进行仿真得到的一种第二重构信号与原始信号的对比图；图4为对本专利技术实施例进行仿真得到的信号异常值调整之后第二重构信号与原始信号的对比图；图5为对本专利技术实施例进行仿真得到的信噪比与检测概率曲线；图6a为对本专利技术实施例进行仿真得到的信号梯度曲线；图6b为本专利技术实施例进行仿真得到的信号功率谱密度曲线；图7为本专利技术实施例提供的一种低信噪比电磁信号识别的装置结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低信噪比电磁信号识别的方法，其特征在于，所述方法包括：接收待识别的电磁信号，获取所述电磁信号的频率域序列；根据预设的极值域均值模式分解算法，对所述频率域序列进行处理，得到第一重构信号；放大所述第一重构信号的电磁信号特征，得到第二重构信号；计算所述第二重构信号中各信号点的梯度值，得到梯度值序列，并根据所述梯度值序列，确定所述第二重构信号包含的信号子带的带宽；如果所述信号子带的带宽大于预先存储的目标信号的带宽，则判定所述信号子带是有效信号；如果所述信号子带的带宽不大于预先存储的目标信号的带宽，则判定所述信号子带是噪声信号。

【技术特征摘要】
1.一种低信噪比电磁信号识别的方法，其特征在于，所述方法包括：接收待识别的电磁信号，获取所述电磁信号的频率域序列；根据预设的极值域均值模式分解算法，对所述频率域序列进行处理，得到第一重构信号；放大所述第一重构信号的电磁信号特征，得到第二重构信号；计算所述第二重构信号中各信号点的梯度值，得到梯度值序列，并根据所述梯度值序列，确定所述第二重构信号包含的信号子带的带宽；如果所述信号子带的带宽大于预先存储的目标信号的带宽，则判定所述信号子带是有效信号；如果所述信号子带的带宽不大于预先存储的目标信号的带宽，则判定所述信号子带是噪声信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述放大所述第一重构信号的电磁信号特征，得到第二重构信号，包括：计算所述第一重构信号的幅度均值；计算所述幅度均值和预设调整系数的乘积，得到幅度调整值；如果所述第一重构信号中的信号点幅值小于所述幅度均值，则将所述信号点幅值调整为所述幅度调整值；根据幅值处理后的第一重构信号，确定第二重构信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据幅值处理后的第一重构信号，确定第二重构信号，包括：在幅值处理后的第一重构信号所包含的各信号点中确定目标信号点，所述目标信号点的幅值为所述幅度调整值；在确定出的各目标信号点中，确定连续的目标信号点，得到目标信号点集合；如果所述目标信号点集合包含的目标信号点的数目小于预设数目阈值，则将所述目标信号点集合包含的各目标信号点的幅值调整为所述幅度均值，确定调整后的重构信号为第二重构信号。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述梯度值序列，确定所述第二重构信号包含的信号子带的带宽，包括：确定所述梯度值序列中的正梯度峰值点与负梯度峰值点；确定所有正梯度峰值点与频率增加方向最相邻的负梯度峰值点之间的信号子带的带宽。5.一种低信噪比电磁信号识别的装置，其特征在于，所述装置包括：信号接收模块，用于接收待识别的电磁信号，获取所述电磁信号的频率域序列；第一信号处理模块，用于根据预设的极值域均值模式分解算法，对所述频率域序列进行处理，得到第一重构信号；第二信号处理模块，用于放大所述第一重构信号的电磁信号特征，得到第二重构信号；信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄赛，冯志勇，李潇阳，张奇勋，尉志青，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11