一种基于模糊逻辑的双门限协作GNSS干扰检测算法制造技术

本发明专利技术公开了一种基于模糊逻辑的双门限协作GNSS干扰检测算法，对基于随机共振的双阈值能量检测算法得到的检测统计量和两个检测阈值进行比较，并输出两个所述检测阈值外的硬判决结果和两个所述检测阈值内的模糊处理结果，接着，在融合中心对接收的本地判决结果采取两步协作判决算法得到最终判决结果，大大降低系统的网络开销，节省了频谱资源，可以在不增加计算复杂度和虚警概率的前提下提高检测性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊逻辑的双门限协作GNSS干扰检测算法
本专利技术涉及GNSS干扰检测
，尤其涉及一种基于模糊逻辑的双门限协作GNSS干扰检测算法。
技术介绍
近年来，随着智能设备的普及以及科学技术的发展，基于全球导航卫星系统(GNSS)的应用需求日益增长，引起了人们的广泛关注。然而随着人们的需求越来越多样化和智能化，无线通信基础设施越来越多，其带来的带外能量会对GNSS接收器造成影响，常见的GNSS干扰信号主要分为两类：压制式干扰和欺骗式干扰。研究结果表明，压制式干扰是目前GNSS干扰体制中对接收机影响最大的一种干扰。目前，针对GNSS压制式干扰，多种干扰检测算法被提出用来检测干扰。根据应用场景，GNSS干扰检测主要分为两类，一类是基于GNSS接收机的干扰检测，另一类是基于GNSS干扰监测系统中的GNSS干扰探测设备(interferencedetectionequipment,IDE)的干扰检测。实际GNSS导航系统在某些复杂电磁环境的场景中，面对的干扰具有复合性、背景噪声具有时变性。因此要实现快速准确检测系统是否存在干扰，采用单节点算法如时域检测算法、时频域检测算法和统计域检测算法比较难实现，并且检测性能不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于模糊逻辑的双门限协作GNSS干扰检测算法，提高检测性能。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于模糊逻辑的双门限协作GNSS干扰检测算法，包括以下步骤：基于随机共振的双阈值能量检测算法对干扰信号进行检测，得到本地判决结果；在融合中心对接收的所述本地判决结果采取两步协作判决算法输出判决结果。其中，基于随机共振的双阈值能量检测算法对干扰信号进行检测，得到本地判决结果，包括：对基于随机共振的双阈值能量检测算法得到的检测统计量和两个检测阈值进行比较，并输出大于或小于两个所述检测阈值的硬判决结果。其中，基于随机共振的双阈值能量检测算法对干扰信号进行检测，得到本地判决结果，还包括：对两个所述检测阈值之间的区域进行模糊处理，并对得到的干扰信号的概率函数利用量化隶属函数进行表示。其中，在融合中心对接收的所述本地判决结果采取两步协作判决算法输出判决结果，包括：根据所述本地判决结果的数据格式，利用融合中心将接收的所述本地判决结果的数据格式分为全为一比特数据、全为二比特数据和混合比特数据。其中，在融合中心对接收的所述本地判决结果采取两步协作判决算法输出判决结果，还包括：若接收的数据存在所述一比特数据，对多个干扰检测设备发送的所述一比特数据，采用或准则对所述一比特数据进行融合，对融合输出进行第一步判决；若第一步判决结果为存在干扰信号或接收的数据不存在所述二比特数据，则不再进行第二步判决；输出的判决结果为第一步判决结果；若第一步判决结果为不存在干扰信号或接收的数据不存在所述一比特数据，则执行第二步判决。其中，在融合中心对接收的所述本地判决结果采取两步协作判决算法输出判决结果，还包括：对第二步判决采用基于信任因子的模糊判决对获取的所述二比特数据的模糊输入集进行模糊判决，并对根据模糊规则集得到的模糊输出进行解模糊化后，利用历史感测信息进行对应赋值，得到第二步判决结果，则输出判决结果为第二步判决结果。本专利技术的一种基于模糊逻辑的双门限协作GNSS干扰检测算法，对基于随机共振的双阈值能量检测算法得到的检测统计量和两个检测阈值进行比较，并输出两个所述检测阈值外的硬判决结果和两个所述检测阈值内的模糊处理结果，接着，利用融合中心对接收的本地判决结果进行两步协作判决得到判决结果，大大降低系统的网络开销，节省了频谱资源，可以在不增加计算复杂度和虚警概率的前提下提高检测性能。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专利技术的一些实施例，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是本专利技术提供的一种基于模糊逻辑的双门限协作GNSS干扰检测算法的步骤示意图。图2是本专利技术提供的GNSS协同干扰检测系统模型。图3是本专利技术提供的IDE中的信号检测框图。图4是本专利技术提供的检测概率与随机共振噪声强度的关系曲线图。图5是本专利技术提供的不同噪声不确定度下采样点数与INR的关系。图6是本专利技术提供的干扰信号的隶属函数模糊。图7是本专利技术提供的不同协作接收机数目下检测概率与INR的关系曲线图图8是本专利技术提供的不同噪声确定度、不同采样点数下检测性能与INR的关系曲线图。图9是本专利技术提供的三种算法在不同噪声不确定度下检测概率与INR关系曲线对比图。图10是本专利技术提供的不同虚警概率下检测概率与INR关系曲线对比图。图11是本专利技术提供的本专利技术所提算法和Referenc算法二者检测性能与INR的关系曲线对比图。图12是本专利技术提供的基于模糊逻辑的双门限协作GNSS干扰检测算法的流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请参阅图1至图12，本专利技术提供一种基于模糊逻辑的双门限协作GNSS干扰检测算法，包括以下步骤：S101、基于随机共振的双阈值能量检测算法对干扰信号进行检测，得到本地判决结果。具体的，GNSS干扰检测系统由多个干扰源IS、多个IDE和一个融合中心FC组成。同时考虑了背景噪声的不确定性。我们假设所有IDE、干扰源和FC彼此独立，数据从IDE传输到融合中心没有误差。GNSS协同干扰检测系统模型如图2所示。当GNSS中存在宽带干扰和窄带干扰等复合干扰时，可以采用基于拟合优度和时频分析的检测算法。在噪声不确定的情况下，这些检测算法需要精确地检测噪声方差，这增加了计算复杂度。能量检测算法对宽带干扰和窄带干扰具有相同的检测性能。因此，在GNSS干扰监测系统中，每个IDE都进行局部能量检测。IDE的检测过程可以表示为基于干扰信号是否存在的二元假设过程。由于到达全球导航卫星系统的卫星信号已经淹没在噪声中。GNSS系统的干扰检测被认为是无声检测。然后具体表达式可以简化为：其中H0和H1分别表示在检测的频段内无干扰信号存在和有干扰信号存在。yi(t)表示第i个IDE接收到的中频信号。ni(t)表示第i个IDE所处环境的背景噪声，为均值为0，方差为的高斯白噪声，gi(t)为第i个IDE接收到的卫星信号，ηi(t)为第i个IDE接收到的干扰信号，其均值为μ，方差为由于噪声的不确定性，我们假设实际环境的噪声方差在一定范围内服从均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模糊逻辑的双门限协作GNSS干扰检测算法，其特征在于，包括以下步骤：/n基于随机共振的双阈值能量检测算法对干扰信号进行检测，得到本地判决结果；/n在融合中心对接收的所述本地判决结果采取两步协作判决算法输出判决结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊逻辑的双门限协作GNSS干扰检测算法，其特征在于，包括以下步骤：
基于随机共振的双阈值能量检测算法对干扰信号进行检测，得到本地判决结果；
在融合中心对接收的所述本地判决结果采取两步协作判决算法输出判决结果。


2.如权利要求1所述的基于模糊逻辑的双门限协作GNSS干扰检测算法，其特征在于，基于随机共振的双阈值能量检测算法对干扰信号进行检测，得到本地判决结果，包括：
对基于随机共振的双阈值能量检测算法得到的检测统计量和两个检测阈值进行比较，并输出大于或小于两个所述检测阈值的硬判决结果。


3.如权利要求2所述的基于模糊逻辑的双门限协作GNSS干扰检测算法，其特征在于，基于随机共振的双阈值能量检测算法对干扰信号进行检测，得到本地判决结果，还包括：
对两个所述检测阈值之间的区域进行模糊处理，并对得到的干扰信号的概率函数利用量化隶属函数进行表示。


4.如权利要求3所述的基于模糊逻辑的双门限协作GNSS干扰检测算法，其特征在于，在融合中心对接收的所述本地判决结果采取两步协作判决算法输出判决结果，包括：
根据所述本地判决结果的数据格...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴玉成，翟莎莎，余盼龙，熊灿云，龚庆明，黄天聪，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50