一种有效应对脉冲式干扰的自适应门限方法技术

本发明专利技术公开了一种有效应对脉冲式干扰的自适应门限方法，将输入信号数据做加权运算并与门限计算初值做差，得到第一增量值；将第一增量值做加权运算得到的第二增值量与门限计算初值求和，得到叠加增量后的门限初值并将其更新原先门限计算初值；将第一增量值做加权运算后的第三增量值；将输入信号数据延迟得到第二匹配信号；获得干扰尖峰值并将其做加权运算得到加权尖峰值；当若检测到脉冲干扰，当前的门限值等于更新后的门限计算初值同时加上第三增量与加权尖峰值之和；根据输入信号的更新输入，使得门限值自适应地跟踪修正。本发明专利技术使系统保持适当的检测概率和虚警概率，有效提高门限的抗脉冲干扰性能，保证无干扰情况下不会损失检测灵敏度。

An adaptive threshold method to deal with impulsive interference effectively

【技术实现步骤摘要】
一种有效应对脉冲式干扰的自适应门限方法
本专利技术涉及数字通信领域，特别涉及一种有效应对脉冲式干扰的自适应门限方法。
技术介绍
在扩频通信系统中，通常采用数字匹配滤波实现PN码的捕获。由于接收信号的功率可能随着接收机与发射机相对位置的改变而改变，固定门限无法有效适应信道环境的动态变化，容易出现虚警概率高、漏检概率大，系统无法正确检测信号等情况，检测性能往往很差。为有效解决这些问题，可采用自适应门限技术。即根据噪声或信号功率的强弱，自适应地修正判决门限值，使系统保持适当的检测概率和虚警概率，从而提高捕获性能。同时，在通信系统中，常常需要应对各种形式的干扰。当对扩频信号进行接收捕获时，如果受到脉冲式干扰信号的影响，可能出现误过检测门限的虚警情况，接收系统会因为错误捕获而影响系统的有效接收。文献1(杨颖，陈培，王云等.基于恒虚警准则的伪码并行捕获门限设置[J].数据采集与处理，2010,25(2):234-238.)对门限误差进行数值分析后,采用枚举求解法得到基于恒虚警率准则的修正的门限值。在虚警概率改变时，该方法无需再作数值仿真，但是该算法的修正需要通过统计计算完成，不利于快速捕获的实现，同时对于抗干扰并没有进行设计。文献2(尚耀波，郭英，王锦江等.基于信噪比的自适应门限判决PN码捕获算法[J].南京邮电大学学报，2014,34(4):88-93)提出了通过参数设置对基于信噪比的门限进行调整，以实现判决门限的自适应变化方法。同时该方法结合中值滤波和限幅滤波算法，减少由于门限毛刺造成的漏警概率。该方法对抗干扰进行了考虑，对窄带干扰有较强的抑制能力，但是相关性较强的脉冲干扰信号容易突破平滑后的门限，该方法难以应对。专利申请1(漆杨，王双陆.自适应门限控制器及控制方法、直扩信号检测方法及电路，201510624507.9，2015)提出了一种自适应门限控制器及控制方法。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。该方法能够在信号幅度动态范围很大的情况下有效提高检测概率并降低虚警概率，但是需要对多个脉冲进行检测用于修正门限，门限收敛速度较慢。专利申请2(邵娟.一种在多径搜索中使用自适应门限的方法，02103918.6，2003)提供了一种在多径搜索中使用自适应门限的方法。该方法是在多径搜索中采用基于筛选平均的恒虚警概率方法来计算门限，与固定噪声门限的多径搜索算法相比，检测概率提高5％。该方法通过剔除多径带来的数个峰值建立门限，规避多径带来的影响，但在有相关干扰的多个脉冲干扰峰值的情况下，门限的性能将会下降。专利申请3(姚如贵，陈赟，李耿等.一种基于迭代门限的扩频系统干扰抑制方法，201210549737.X，2013)提供了一种基于迭代门限的扩频系统干扰抑制方法，计算接收信号序列FFT变换后的序列的均值，然后设定干扰检测门限进行干扰判决，使用门限钳位算法得到新的序列并计算均值，据此均值设定新的门限进行第二次干扰判决和抑制，直至更新后的信号序列和设定的本地序列的相关峰值的最大值为次大值的2.5倍以上。基于该门限的干扰抑制算法可以获得较好的抗干扰性能,且可以适用于动态干扰环境中。但该方法仅适用于干扰大于信号功率的情况，对弱功率强相关干扰适用性不强。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有效应对脉冲式干扰的自适应门限方法，通过同时利用干扰信号和噪声信号作为门限生成的输入，有效提高门限的抗脉冲干扰性能，同时当未检测到干扰时，不使用噪声尖峰加权叠加，保证无干扰情况下不会损失检测灵敏度。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种有效应对脉冲式干扰的自适应门限的方法，该方法包含以下过程：将输入信号数据d(n)与第一加权因子w1相乘，得到加权运算后的第一匹配信号w1·d(n)，再将第一匹配信号w1·d(n)与当前的门限计算初值γ0做差，得到用于门限累积的第一增量值Δ；将所述第一增量值Δ与第二加权因子w2相乘，得到加权运算后的第二增量值w2·Δ，并将所述第二增量值w2·Δ与门限计算初值γ0求和，得到叠加增量后的第二门限初值γ0+w2·Δ；利用所述第二门限初值γ0+w2·Δ更新原先的门限计算初值γ0，将第二门限初值γ0+w2·Δ的数值赋值给门限计算初值γ0，完成累积运算支路的一次运算；将所述第一增量值Δ乘以第三加权因子w3，得到加权运算后的第三增量值w3·Δ，完成直接运算支路计算；将输入信号数据d(n)延迟固定时间，得到延时后的第二匹配信号；对延时后的所述第二匹配信号进行干扰尖峰值提取操作，获得干扰尖峰值，并将所述干扰尖峰值乘以第四加权因子w4，得到加权尖峰值；当检测到脉冲干扰时，将所述加权尖峰值叠加到门限值，使得当前的门限值γ等于更新后的门限计算初值γ0同时加上所述第三增量值w3·Δ与所述加权尖峰值之和；将扩频系统延时后的所述第二匹配信号与当前的门限值γ进行大小比较，用以判断接收机是否接收到发射端发送的信号，得到捕获判决结果；根据输入信号d(n)的更新输入重复上述过程，门限值γ自适应地跟踪修正。优选地，当检测不存在脉冲干扰时，当前的门限值γ等于γ0+w3·Δ。优选地，所述的自适应门限的方法进一步包含以下过程：将所述输入信号数据d(n)延迟N0个采样时钟，得到延时后的所述第二匹配信号为d(n-N0)；所述干扰尖峰值记为p(n-N0)，所述加权尖峰值为w4·p(n-N0)，当前的门限值γ等于γ0+w3·Δ+w4·p(n-N0)。优选地，所述的自适应门限的方法进一步包含以下过程：将经匹配滤波的匹配信号数据作为输入信号数据d(n)；其中，扩频系统对接收到的原始信号进行匹配，以获得扩频增益，并将经匹配滤波后的数据作为所述输入信号数据d(n)。优选地，第一增量值Δ＝w1·d(n)-γ0。优选地，所述门限计算初值的首个初始值设置为接收机通过对扩频信号进行相关匹配的相关峰最大值的一半。优选地，所述第三加权因子w3设定为所述第二加权因子w2的十分之一。优选地，当所述第二匹配信号d(n-N0)大于门限值γ时，所述接收机捕获到发送端发射的信号；当所述第二匹配信号d(n-N0)小于门限值γ时，所述接收机未捕获到发送端发射的信号。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的一种有效应对脉冲式干扰的自适应门限技术，有效利用了噪声和信号功率的强弱变化自适应地修正判决门限值，使系统保持适当的检测概率和虚警概率，同时利用脉冲噪声的尖峰特征，当检测到干扰信号时，将噪声尖峰加权叠加到接收门限上，可有效提高门限的抗脉冲干扰性能，同时当未检测到干扰时，不使用噪声尖峰加权叠加，保证无干扰情况下不会损失检测灵敏度。附图说明图1为本专利技术的有效应对脉冲式干扰的自适应门限方法原理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有效应对脉冲式干扰的自适应门限的方法，其特征在于，该方法包含以下过程：/n将输入信号数据d(n)与第一加权因子w

【技术特征摘要】
1.一种有效应对脉冲式干扰的自适应门限的方法，其特征在于，该方法包含以下过程：
将输入信号数据d(n)与第一加权因子w1相乘，得到加权运算后的第一匹配信号w1·d(n)，再将第一匹配信号w1·d(n)与当前的门限计算初值γ0做差，得到用于门限累积的第一增量值Δ；
将所述第一增量值Δ与第二加权因子w2相乘，得到加权运算后的第二增量值w2·Δ，并将所述第二增量值w2·Δ与门限计算初值γ0求和，得到叠加增量后的第二门限初值γ0+w2·Δ；利用所述第二门限初值γ0+w2·Δ更新原先的门限计算初值γ0，将第二门限初值γ0+w2·Δ的数值赋值给门限计算初值γ0，完成累积运算支路的一次运算；
将所述第一增量值Δ乘以第三加权因子w3，得到加权运算后的第三增量值w3·Δ，完成直接运算支路计算；
将输入信号数据d(n)延迟固定时间，得到延时后的第二匹配信号；
对延时后的所述第二匹配信号进行干扰尖峰值提取操作，获得干扰尖峰值，并将所述干扰尖峰值乘以第四加权因子w4，得到加权尖峰值；
当检测到脉冲干扰时，将所述加权尖峰值叠加到门限值，使得当前的门限值γ等于更新后的门限计算初值γ0同时加上所述第三增量值w3·Δ与所述加权尖峰值之和；
将扩频系统延时后的所述第二匹配信号与当前的门限值γ进行大小比较，用以判断接收机是否接收到发射端发送的信号，得到捕获判决结果；
根据输入信号d(n)的更新输入重复上述过程，门限值γ自适应地跟踪修正。


2.如权利要求1所述的自适应门限的方法，其特征在于，
当检...

【专利技术属性】
技术研发人员：李阿明，彭澎，徐哲，祝红祥，郭志军，赵锟，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31