一种宽带信号检测识别方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种宽带信号检测识别方法及装置，包括：对采样接收的宽带信号进行模数转换后对其进行多级数字信道化的滤波处理；对滤波处理后的信号进行频谱拼接与平滑处理；采用信道门限判决的方式进行信号独立频点的频率及带宽的检测，并对信号进行谐波频率剔除处理，获得符合实际要求的宽带信号的频率和带宽；对剔除处理后的信号提取信号的特征参数，将所述特征参数与预定的门限值进行比较，并根据比较结果确定有效信道内的信号的调制模式；输出检测获得的宽带信号的频率和带宽，以及信号调制模式的识别结果。本发明专利技术可以高效实现宽带信号的频率测量与带宽测量，且无需任何先验知识便能够实现宽带信号模拟/数字调制模式的识别。而且，整个实现方案具有运算量低、占用的处理资源较少等优点。

A method and device of wideband signal detection and recognition

【技术实现步骤摘要】
一种宽带信号检测识别方法及装置
本专利技术涉及信号处理
，尤其涉及一种宽带信号检测识别方法及装置。
技术介绍
随着通信技术的发展，无线通信领域所应用信号的带宽越来越大，信号的调制类型也日趋多样化。在电子侦察领域中，通过设计侦察接收机以获取截获信号的信息。在获取截获信号的处理过程中，面对复杂的电磁环境，侦察接收机必须具备实时处理能力，且能处理大带宽信号。侦察接收机通常包括模拟信号接收机和数字信号接收机两种类型。模拟信号接收机因其环境适应性较差，逐渐被数字信号接收机取代。其中软件无线电技术因其适用范围广、硬件通用性强、中频宽带化、功能软件化、软件模块化等特点被广泛应用于数字信号接收机的设计中。当前的数字信号接收机所采用的技术实现方案众多。就检测识别功能上来说，常着眼于单一检测识别功能，如脉冲宽度测量、测频、信号调制模式识别等。且每个实现方案各有优劣。一些研究成果仅局限在算法仿真上，实际实现时具有诸多限制。对于大多数调制模式的识别来说，其识别类型通常仅涉及数字调制模式，且对于一些调制模式识别的实现方案中特征参数的提取，还需要先验知识。总之，在信号接收机中，现有的宽带信号检测识别实现方案中存在着功能单一及实现方式复杂的劣势，导致无法方便快捷地实现宽带信号的检测识别。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种宽带信号检测识别方法及装置，以方便、高效地完成宽带信号的检测识别处理。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种宽带信号检测识别方法，包括：对采样接收的宽带信号进行模数转换后，对其进行多级数字信道化的滤波处理；对滤波处理后的信号进行频谱拼接与平滑处理，所述频谱拼接操作仅针对通带区信号进行，所述平滑处理采用定窗长的滑动均值滤波方式实现；采用信道门限判决的方式进行信号独立频点的频率及带宽的检测，并对信号进行谐波频率剔除处理，获得与实际符合的宽带信号的频率和带宽；对剔除处理后的信号进行信号调制方式的识别，所述识别操作包括：提取信号的特征参数，将所述特征参数与预先设定的特征参数的门限值进行比较，并根据比较结果确定有效信道内的信号的调制模式，所述有效信道是指检测所得宽带信号的频率所在的子信道；输出检测获得的宽带信号的频率和带宽，以及信号调制模式的识别结果。所述多级数字信道化的滤波处理包括：将采样信号经过M倍数据抽取后，并行地进入K级均匀带通滤波器进行信道化滤波处理，且K＝2M，相邻级数滤波器的通带频域存在有一半的交叠。所述进行信号独立频点的频率及带宽的检测的步骤包括：根据平滑后的每个子信道信号的功率谱及设定的信号捕获阈值，确定各个子信道门限值，并根据所述子信道门限值确定各独立频点的频率范围，将频率间距在25KHz之内的信号确立为同一独立频点所处的频率范围；对各子信道内检测到的频率信号，根据设定条件确定满足要求的独立频点的频率值，并根据每个独立频点所处的频率范围大小，确定独立频点的带宽。所述对信号进行谐波频率剔除处理的步骤包括：根据设定的独立频点的频率偏移大小参数，从确定的各独立频点的频率和带宽中剔除n次谐波频率分量及其带宽，n为大于1的整数。在信号调制模式识别过程中，提取的所述信号的特征参数具体包括：零中心归一化瞬时幅度的一阶绝对原点矩：absEnv＝E(|Acni|)；零中心归一化瞬时幅度的绝对值的一阶绝对中心矩：absEnv2＝E(|Bi-E(Bi)|)零中心归一化均值滤波瞬时频率的一阶绝对原点矩：absFreqm＝E(Fm2i)零中心归一化均值滤波瞬时频率的一阶绝对中心矩：abSFreqm2＝E(|Fm2i-E(Fm2i)|)；零中心归一化瞬时幅度谱密度的最大值：其中，Bi＝|Acni|Ai为信号的瞬时幅度；Fmi为均值滤波后的非线性瞬时频率；FFT_n为快速傅里叶变换的点数；E(·)为向量的期望运算函数；max(·)为向量的最大值运算函数；min(·)为向量的最小值运算函数；FFT(·)为向量的快速傅里叶变换运算函数。在信号调制模式识别过程中，所述预先设定的特征参数的门限值，分别包括：absEnv_Thre1为0.4；absEnv_Thre2为0.18；absEnv2_Thre1为0.23；absEnv2_Thre2为0.17；absFreqm_Thre1为0.2；absFreqm2_Thre1为0.1；absFreqm2_Thre2为0.2；Ymax_Thre1为1.7×104；且，基于上述门限值确定有效信道内的信号的调制模式的过程包括：若信号的特征参数满足则信号的调制模式为CW；若信号的特征参数满足则信号的调制模式为AM；若信号的特征参数满足则信号的调制模式为FM；若信号的特征参数满足则信号的调制模式为2PSK；若信号的特征参数满足则信号的调制模式为4PSK；若信号的特征参数满足则信号的调制模式为2FSK；若信号的特征参数满足则信号的调制模式为4FSK；若信号的特征参数满足则信号的调制模式为2ASK；若信号的特征参数满足则信号的调制模式为4ASK。一种宽带信号检测识别装置，包括：AD采样模块，用于对采样接收的宽带信号进行模数转换处理；信号预处理模块，用于对所述AD采样模块处理后的信号进行多级数字信道化的滤波处理，以及对滤波处理后的信号进行频谱拼接与平滑处理，所述频谱拼接操作仅针对通带区信号进行，所述平滑处理采用定窗长的滑动均值滤波方式实现；信号检测模块，用于对经过所述信号预处理模块处理后的信号进行信号独立频点的频率及带宽的检测，并对信号进行谐波频率剔除处理，获得与实际符合的宽带信号的频率和带宽；信号调制方式识别模块，用于对所述信号检测模块经过剔除处理后的信号进行信号调制方式的识别，所述识别操作包括：提取信号的特征参数，将所述特征参数与预定的门限值进行比较，并根据比较结果确定有效信道内的信号的调制模式，所述有效信道是指检测所得宽带信号的频率所在的子信道；结果显示模块，用于输出检测获得的宽带信号的频率和带宽，以及信号调制模式的识别结果。所述信号预处理模块包括K级数字信道化模块和频率拼接与平滑模块，其中，所述K级数字信道化模块用于将采样信号经过M倍数据抽取后进入K级均匀带通滤波器进行数字信道化滤波处理，且K＝2M，所述相邻级数滤波器的通带频域间存在有一半的交叠。所述信号检测模块包括信号频率测量模块、信号带宽测量模块和谐波频率剔除模块；所述信号频率测量模块用于，根据平滑后的每个子信道信号功率谱及设定的信号捕获阈值确定各个子信道门限值，并根据所述子信道门限值确定各独立频点的频率范围，具体将频率间距在25KHz之内的信号确立为同一独立频点所处的频率范围，进而在确立的频率范围内确定各独立频点的频率值；所述信号带宽测量模块则用于根据各独立频点的频率范围大小确定各独立频点的带本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽带信号检测识别方法，其特征在于，包括：/n对采样接收的宽带信号进行模数转换后对其进行多级数字信道化的滤波处理；/n对滤波处理后的信号进行频谱拼接与平滑处理，所述频谱拼接操作仅针对通带区信号进行，所述平滑处理采用定窗长的滑动均值滤波方式实现；/n采用信道门限判决的方式进行信号独立频点的频率及带宽的检测，并对信号进行谐波频率剔除处理，获得符合实际的宽带信号的频率和带宽；/n对剔除处理后的信号进行信号调制方式的识别，所述识别操作包括：提取信号的特征参数，将所述特征参数与预先设定的特征参数的门限值进行比较，并根据比较结果确定有效信道内的信号的调制模式，所述有效信道是指检测所得宽带信号的频率所在的子信道；/n输出检测获得的宽带信号的频率和带宽，以及信号调制模式的识别结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种宽带信号检测识别方法，其特征在于，包括：
对采样接收的宽带信号进行模数转换后对其进行多级数字信道化的滤波处理；
对滤波处理后的信号进行频谱拼接与平滑处理，所述频谱拼接操作仅针对通带区信号进行，所述平滑处理采用定窗长的滑动均值滤波方式实现；
采用信道门限判决的方式进行信号独立频点的频率及带宽的检测，并对信号进行谐波频率剔除处理，获得符合实际的宽带信号的频率和带宽；
对剔除处理后的信号进行信号调制方式的识别，所述识别操作包括：提取信号的特征参数，将所述特征参数与预先设定的特征参数的门限值进行比较，并根据比较结果确定有效信道内的信号的调制模式，所述有效信道是指检测所得宽带信号的频率所在的子信道；
输出检测获得的宽带信号的频率和带宽，以及信号调制模式的识别结果。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多级数字信道化的滤波处理包括：
将采样信号经过M倍数据抽取后，并行地进入K级均匀带通滤波器进行信道化滤波处理，且K＝2M，相邻级数滤波器的通带频域间存在有一半的交叠。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行信号独立频点的频率及带宽的检测的步骤包括：
根据平滑后的每个子信道信号的功率谱及设定的信号捕获阈值，确定各个子信道门限值，并根据所述子信道门限值，确定各独立频点的频率范围，将频率间距在25KHz之内的信号确立为同一独立频点所处的频率范围；
对各子信道内检测到的频率信号，根据设定条件确定满足要求的独立频点的频率值，并根据每个独立频点所处的频率范围大小，确定独立频点的带宽。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对信号进行谐波频率剔除处理的步骤包括：
根据设定的独立频点的频率偏移大小参数，从确定的各独立频点的频率和带宽中剔除n次谐波频率分量及其带宽，n为大于1的整数。


5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，在信号调制模式识别过程中，提取的所述信号的特征参数具体包括：
零中心归一化瞬时幅度的一阶绝对原点矩：absEnv=E(|Acni|)；
零中心归一化瞬时幅度的绝对值的一阶绝对中心矩：absEnv2=E(|Bi-E(Bi)|)
零中心归一化均值滤波瞬时频率的一阶绝对原点矩：absFreqm=E(Fm2i)
零中心归一化均值滤波瞬时频率的一阶绝对中心矩：absFreqm2=E(|Fm2i-E(Fm2i)|)；
零中心归一化瞬时幅度谱密度的最大值：
其中，



Bi＝|Acni|



Ai为信号的瞬时幅度；Fmi为均值滤波后的非线性瞬时频率；FFT_n为快速傅里叶变换的点数；E(·)为向量的期望运算函数；max(·)为向量的最大值运算函数；min(·)为向量的最小值运算函数；FFT(·)为向量的快速傅里叶变换运算函数。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预先设定的特征参数的门限值包括：
absEnv_Thre1为0.4；absEnv_Thre2为0.18...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学亮，孙梦娜，
申请(专利权)人：北京中科飞鸿科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11