一种基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计方法及系统，所述方法包括：S10，采集天线指向不同天区位置处的环境噪声频谱数据；S20，获取天线正常工作时的频谱仪频谱数据；S30，设置信号检测门限参数，并按照设置的信号检测门限参数启动信号检测，即通过将频谱仪频谱数据与环境噪声频谱数据进行逐点比对，获得宽带信号检测结果；S40，重复步骤S30，将新获得的宽带信号检测结果与已有宽带信号检测结果进行判决分析，形成最终的宽带信号检测结果。本发明专利技术考虑了天线周围环境噪声对信号检测识别的影响，能够捕捉信号的较小变化，避免同一信号被检测识别为两个不同频点和带宽的信号，并且本发明专利技术克服了同类方法存在的误检误报问题。误检误报问题。误检误报问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计方法及系统


[0001]本专利技术涉及无线电信号检测识别
，具体而言，涉及一种基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计方法及系统。

技术介绍

[0002]随着无线电通信技术的发展，各种新型通信体制不断地被提出和应用，使得空间电子信号呈现出复杂化、多样化的特征。从无线电台到3G\4G\5G 移动通信再到卫星通信，我们所面临的空间电磁环境越来越复杂。如何有效的利用和管理这些电子信号成为新的研究课题。在民用方面，对接收到的无线电信号进行系统检测、采集与分析，提取信号参数、识别信号源特征、获取频谱占用度，可以为频谱管理部门提供管理依据；在军事方面，通过搜集、检测分析敌方电子设备的电磁辐射信号，以获取其技术参数、位置以及类型、用途等情报，往往是组织实施电子对抗的前提条件。
[0003]现有的一些宽带频谱信号检测算法一般基于模板匹配的思想，需要逐点滑动计算相关系数，具有较大的运算量，无法应用于实时性要求高的应用场合。还有一些宽带频谱信号检测算法通常使用单一门限进行判定，由于频谱存在波动，在检测门限处受到噪声影响，容易出现检测虚警，无法满足现代通信系统中对检测性能快速、准确的要求。当前大部分的检测方法都没有考虑环境噪声对识别结果的影响，因此，基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计方法是宽带信号频谱监测和管理领域迫切需要的关键技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计方法及系统，以解决上述存在的问题。r/>[0005]本专利技术提供的一种基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计方法，包括如下步骤：
[0006]S10，采集天线指向不同天区位置处的环境噪声频谱数据；
[0007]S20，获取天线正常工作时的频谱仪频谱数据；
[0008]S30，设置信号检测门限参数，并按照设置的信号检测门限参数启动信号检测，即通过将所述频谱仪频谱数据与环境噪声频谱数据进行逐点比对，获得宽带信号检测结果；
[0009]S40，重复步骤S30，将新获得的宽带信号检测结果与已有宽带信号检测结果进行判决分析，形成最终的宽带信号检测结果。
[0010]进一步的，步骤S10包括如下子步骤：
[0011]S11，设置频谱仪：
[0012](1)设置采集环境噪声频谱数据时的频谱仪的工作参数，包括分辨率带宽、视频带宽、扫描点数、扫描时间和频段范围；
[0013](2)设置频谱仪工作模式为最大保持；
[0014]步骤S12，基于指定的方位角和俯仰角间隔控制天线转动并指向不同的天区位置，通过信号传输链路、频谱仪和实时检测与统计设备采集天线指向不同天区位置处的环境噪声频谱数据。
[0015]3.根据权利要求1所述的基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计方法，其特征在于，步骤S12中控制天线转动到指定的天区位置后，再通过信号传输链路、频谱仪和实时检测与统计设备进行环境噪声频谱采集，采集过程中天线保持5～10秒不转动。
[0016]进一步的，步骤S20包括如下子步骤：
[0017]S21，设置频谱仪：
[0018](1)设置天线正常工作时的频谱仪工作参数，包括分辨率带宽、视频带宽、扫描点数、扫描时间和频段范围；
[0019](2)设置频谱仪工作模式为单步扫描；
[0020]S22，向频谱仪发送扫描指令，等待扫描时间后，天线接收的信号经信号传输链路传入频谱仪，由频谱仪向实时检测与统计设备输出频谱仪频谱数据。
[0021]进一步的，步骤S30包括如下子步骤：
[0022]S31，设置信号检测门限参数，包括电平门限、带宽范围上限和带宽范围下限、以及合并带宽；
[0023]S32，将所述环境噪声频谱数据作为信号检测的噪底，然后按照设置的信号检测门限参数启动信号检测：
[0024](1)根据获取所述频谱仪频谱数据时频谱仪的频段范围和扫描点数求出每一根谱线代表的分辨率带宽，然后通过将带宽范围上限和带宽范围下限、以及合并带宽分别处以求出的分辨率带宽，将它们转换成点数；再将频谱仪频谱数据与噪底逐点进行信号电平比较，将频谱仪频谱数据中超过噪底并且超过值大于电平门限的点认为是信号点，否则认为是噪声点；对获得的信号点和噪声点进行标记和计数，得到信号分布结果；
[0025](2)分析信号分布结果，如果两个信号点之间的点数小于合并带宽，则两个信号点之间的所有点都认为是信号点；使用带宽范围上限和带宽范围下限对所有信号点组成的信号段进行检查，如果信号段不满足带宽范围要求，即信号段不在带宽范围上限和带宽范围下限之间，则清除该信号段，然后将剩余的新号段作为满足信号检测门限参数的宽带信号检测结果。
[0026]进一步的，将所述环境噪声频谱数据作为信号检测的噪底的方法为：
[0027](1)计算当前获取所述频谱仪频谱数据时的天线指向与采集环境噪声频谱数据时的天线指向之间的欧氏距离；计算欧式距离的公式为：
[0028][0029]其中，x1为当前获取所述频谱仪频谱数据时的天线方位角，x2为采集环境噪声频谱数据时的天线方位角，y1为当前获取所述频谱仪频谱数据时的天线俯仰角，y2为采集环境噪声频谱数据时的天线俯仰角；
[0030](2)根据欧氏距离计算结果，查找最接近当前获取所述频谱仪频谱数据时的天线指向的环境噪声频谱数据作为对当前获取所述频谱仪频谱数据时进行信号检测的噪底。
[0031]进一步的，在进行信号检测前，如果采集环境噪声频谱数据时频谱仪使用的分辨
率带宽与当前获取频谱仪频谱数据使用的分辨率带宽不一致，则需要对当前获取的频谱仪频谱数据进行功率补偿；功率补偿的计算公式为：
[0032][0033]其中，p表示功率补偿值，r1为当前获取频谱仪频谱数据时频谱仪的分辨率带宽，r2为采集环境噪声频谱数据时频谱仪的分辨率带宽。
[0034]进一步的，步骤S40包括如下子步骤：
[0035]S41，设置相似因子；
[0036]S42，基于设置的相似因子，将新获得的宽带信号检测结果与已有宽带信号检测结果进行判决分析：
[0037](1)如果两个宽带信号检测结果中，一个宽带信号检测结果的频段范围包含另一个宽带信号检测结果的频段范围，则认为此两个宽带信号检测结果是同一个宽带信号检测结果；
[0038](2)如果两个宽带信号检测结果重合，且重合部分带宽/两个宽带信号检测结果中带宽较小的贷款＞相似因子，则认为此两个宽带信号检测结果是同一个宽带信号检测结果。
[0039]进一步的，所述基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计方法，还包括：
[0040]S50，将最终的宽带信号检测结果进行显示。
[0041]本专利技术还提供一种基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计系统，所述实时检测与统计系统用于实现上述的基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计方法，所述实时检测与统计系统包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计方法，其特征在于，包括如下步骤：S10，采集天线指向不同天区位置处的环境噪声频谱数据；S20，获取天线正常工作时的频谱仪频谱数据；S30，设置信号检测门限参数，并按照设置的信号检测门限参数启动信号检测，即通过将所述频谱仪频谱数据与环境噪声频谱数据进行逐点比对，获得宽带信号检测结果；S40，重复步骤S30，将新获得的宽带信号检测结果与已有宽带信号检测结果进行判决分析，形成最终的宽带信号检测结果。2.根据权利要求1所述的基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计方法，其特征在于，步骤S10包括如下子步骤：S11，设置频谱仪：(1)设置采集环境噪声频谱数据时的频谱仪的工作参数，包括分辨率带宽、视频带宽、扫描点数、扫描时间和频段范围；(2)设置频谱仪工作模式为最大保持；步骤S12，基于指定的方位角和俯仰角间隔控制天线转动并指向不同的天区位置，通过信号传输链路、频谱仪和实时检测与统计设备采集天线指向不同天区位置处的环境噪声频谱数据。3.根据权利要求1所述的基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计方法，其特征在于，步骤S12中控制天线转动到指定的天区位置后，再通过信号传输链路、频谱仪和实时检测与统计设备进行环境噪声频谱采集，采集过程中天线保持5～10秒不转动。4.根据权利要求1所述的基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计方法，其特征在于，步骤S20包括如下子步骤：S21，设置频谱仪：(1)设置天线正常工作时的频谱仪工作参数，包括分辨率带宽、视频带宽、扫描点数、扫描时间和频段范围；(2)设置频谱仪工作模式为单步扫描；S22，向频谱仪发送扫描指令，等待扫描时间后，天线接收的信号经信号传输链路传入频谱仪，由频谱仪向实时检测与统计设备输出频谱仪频谱数据。5.根据权利要求1所述的基于环境噪声的宽带频谱信号实时检测与统计方法，其特征在于，步骤S30包括如下子步骤：S31，设置信号检测门限参数，包括电平门限、带宽范围上限和带宽范围下限、以及合并带宽；S32，将所述环境噪声频谱数据作为信号检测的噪底，然后按照设置的信号检测门限参数启动信号检测：(1)根据获取所述频谱仪频谱数据时频谱仪的频段范围和扫描点数求出每一根谱线代表的分辨率带宽，然后通过将带宽范围上限和带宽范围下限、以及合并带宽分别处以求出的分辨率带宽，将它们转换成点数；再将频谱仪频谱数据与噪底逐点进行信号电平比较，将频谱仪频谱数据中超过噪底并且超过值大于电平门限的点认为是信号点，否则认为是噪声点；对获得的信号点和噪声点进行标记和计数，得到信号分布结果；
(2)分析信号分布结果，如果两个信号点之间的点数小于合并带宽，则两个信号点之间的所有点都认为是...

【专利技术属性】
技术研发人员：余安东，张磊，李君，
申请(专利权)人：电信科学技术第五研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：