一种适用于跳频系统的DFT信号检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于跳频系统的DFT信号检测方法，涉及卫星通信信号检测领域。本发明专利技术通过对一定带宽内的跳频信号进行DFT运算、子带分割、功率计算及排序等措施找出有信号与无信号的区别，通过计算信噪比的方式，来判断所接收的信号信噪比是否大于固定门限，最终实现了跳频系统的信号检测功能。该方法具有跳频系统的顽存性和鲁棒性，适用于跳频通信系统的信号检测。信号检测。信号检测。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于跳频系统的DFT信号检测方法


[0001]本专利技术涉及卫星通信领域，特别是指一种适用于跳频系统的DFT信号检测方法。

技术介绍

[0002]卫星通信中，信号检测是一种用于判断信号有无的重要技术。跳频信号检测技术的研究在国际上开展得很早，主要方法有自相关检测法、能量检测法、最大似然检测法等，这些方法都需要预先知道一个或多个信号参数，无法实现盲检测。
[0003]国内学者也对这一方向开展了研究。其中，有的算法预处理过程计算量大，还有的需要信号特征参量和通信环境等先验信息。也有算法借助时频分析来实现检测，但门限值的设置不易选择，门限设置的大小直接影响检测的结果。

技术实现思路

[0004]针对上述
技术介绍
中的缺点，本专利技术提供一种适用于跳频系统的DFT信号检测方法，该方法能够在跳频同步前工作的信号检测方法。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：
[0006]一种适用于跳频系统的DFT信号检测方法，包括以下步骤：
[0007](1)接收AD信号，并变频为零中频信号；
[0008](2)对零中频信号进行采样，采样率f
s1
为检测带宽B
detec
的2倍，采样后的序列为y(n)；
[0009](3)对采样后的序列y(n)，进行N点离散傅里叶变换，得到频谱Y(k)；N为每跳的采样点数的整数倍；
[0010](4)将离散傅里叶变换后的频谱划分为M个子带，每个子带带宽为(f
s1
/M)Hz；
[0011](5)计算每个子带功率P1、P2、...P
i
，
…
P
M
，并按功率从大到小的顺序进行排序；
[0012](6)取功率最大值为信号功率，并存储；
[0013](7)去掉最大的一部分功率，再去掉最小的一部分功率，将剩余的中间段信号功率取平均，作为底噪功率，并存储；
[0014](8)重复步骤(1)～(7)Z次，将存储的Z个信号功率从大到小排序，取前10％个功率值的均值作为信号功率最终估计值P
s
；将存储的Z个底噪功率取平均作为底噪最终估计值N0；计算P
s
/N0；
[0015](9)按步骤(1)～(8)的方式，计算输入信号为纯噪声时的P
s
，记为P
sn
；
[0016](10)将P
sn
/N0作为门限，如果P
s
/N0>P
sn
/N0，则判为有信号，否则判为无信号。
[0017]进一步的，步骤(1)中，变频为零中频信号，是指选取整个跳频带宽内的任意一段固定频率，以该段频率的中心频点为基准，进行变频；变频后得到的信号即为零中频信号。
[0018]进一步的，步骤(4)中，子带的带宽为最低符号速率R
min
，即M＝f
s1
/R
min
。
[0019]进一步的，步骤(8)中的重复次数Z根据跳频带宽B
h
和采样速率f
s1
来决定，Z的取值满足Z*f
s1
/B
h
>100。
[0020]本专利技术相比
技术介绍
具有如下优点：
[0021]1.本专利技术非常适合跳频系统的信号检测，不需要提前进行跳频同步。相对于其他信号检测方法要求工作于固定频点，该方法不受跳频频点的变化的影响。
[0022]2.本专利技术能够适应多种速率混合信号的检测，且能够工作于低信噪比的情况。
[0023]3.本专利技术采用的DFT(离散傅里叶变换)方法和功率统计方法，适合FPGA实现，便于工程应用。
附图说明
[0024]图1是本专利技术方法的流程图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的详细说明。
[0026]一种适用于跳频系统的DFT信号检测方法，包括以下步骤：
[0027](1)接收AD信号，并变频为零中频信号；变频为零中频信号，是指选取整个跳频带宽内的任意一段固定频率，以该段频率的中心频点为基准，进行变频，变频后得到的信号即为零中频信号。
[0028](2)对零中频信号(此处的“信号”也可能只有噪声)采样，采样率f
s1
与检测带宽B
detec
的2倍相等，采样后的序列用y(n)表示；
[0029](3)对采样后的序列y(n)，进行N点DFT，得到频谱Y(k)；N的值可根据每跳的采样点数来确定，N值一般为每跳的采样点数的整数倍；
[0030](4)将DFT后的频谱划分为M个子带，每个子带带宽为(f
s1
/M)Hz；其中，子带的带宽可根据最低符号速率R
min
来选择，二者相等即可。这样，M的值则等于采样率f
s1
与R
min
的比值。
[0031](5)计算每个子带功率P1、P2、
…
P
i
，
…
P
M
，并按功率从大到小的顺序进行排序；
[0032](6)取功率最大值为信号功率，并存储；
[0033](7)去掉最大的一部分功率，再去掉最小的一部分功率，将剩余的中间段信号功率，取平均，作为底噪功率，并存储。一般选取排序后功率较为平稳的中间段，即将功率大小居中的若干个子带取均值，作为底噪功率。
[0034](8)重复步骤(1)～(7)Z次，将存储的Z个信号功率从大到小排序，取前k个功率值的均值作为信号功率最终估计值P
s
；将存储的Z个底噪功率取平均作为底噪最终估计值N0；计算P
s
/N0。
[0035]其中，重复次数Z的值一般需要根据跳频带宽B
h
和采样速率f
s1
来决定，为了贴合跳频频点分布具有随机性的特点，重复次数Z要足够大，一般Z*f
s1
/B
h
的值要大于100。
[0036](9)按步骤(1)～(8)的方式，计算输入信号为纯噪声时的P
s
，记为P
sn
；
[0037](10)将P
sn
/N0作为参照值(P
sn
/N0基本为定值，可仿真获得)，P
sn
/N0即为门限，如果P
s
/N0>P
sn
/N0，判为有信号，否则判为无信号。
[0038]完成适用于跳频系统的DFT信号检测方法。
[0039]以下为一个更具体的例子：
[0040]参照图1，一种适用于跳频系统的DFT信号检测方法，其步骤如下：
[0041](1)变频
[0042]可选择跳频频点的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于跳频系统的DFT信号检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)接收AD信号，并变频为零中频信号；(2)对零中频信号进行采样，采样率f
s1
为检测带宽B
detec
的2倍，采样后的序列为y(n)；(3)对采样后的序列y(n)，进行N点离散傅里叶变换，得到频谱Y(k)；N为每跳的采样点数的整数倍；(4)将离散傅里叶变换后的频谱划分为M个子带，每个子带带宽为(f
s1
/M)Hz；(5)计算每个子带功率P1、P2、...P
i
，
…
P
M
，并按功率从大到小的顺序进行排序；(6)取功率最大值为信号功率，并存储；(7)去掉最大的一部分功率，再去掉最小的一部分功率，将剩余的中间段信号功率取平均，作为底噪功率，并存储；(8)重复步骤(1)～(7)Z次，将存储的Z个信号功率从大到小排序，取前10％个功率值的均值作为信号功率最终估计值P
s
；将存储的Z个底噪功率取平均作为底噪最终估计值N0；计算P
s
/N0；(9)按步骤(1)～(8)的方式，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敬乔，潘申富，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：