一种训练序列辅助的干扰检测方法技术

本发明专利技术属于无线通信技术领域，具体涉及一种训练序列辅助的干扰检测方法。在存在有用信号时，利用有用信号中训练序列的先验知识，通过干扰条件下的鲁棒信道估计，重构有用信号并进行对消，从而获取更为干净的干扰信号进行进一步的检测，仿真验证，其干扰检测性能优于传统检测方案，且能逼近静默期下的干扰检测能力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
一种训练序列辅助的干扰检测方法


[0001]本专利技术属于无线通信
，具体涉及一种训练序列辅助的干扰检测方法。

技术介绍

[0002]干扰检测技术是通信抗干扰领域的关键技术之一，它不仅能够甄别干扰信号的有无，还可提供干扰频点位置、干扰功率、干扰类型等参数，为通信系统的干扰抑制和抗干扰技术提供先验信息。在现有的时域和各种变换域干扰检测技术中，基于频域的干扰检测算法应用最为广泛。
[0003]能量检测算法无需对干扰信号、用户信号进行任何形式的假设，原理上简单且易于实现而受到广泛应用。但能量检测算法的性能会受用户有用信号、多径衰落、隐藏终端等问题的影响。
[0004]常规的干扰检测为了达到更好的检测效果，一般要求波形设计预留出不含用户有用信号的静默期或者通过扩频降低信号对干扰检测的影响，该假设要求适用波形需特殊定制，且静默期会降低谱效，使检测算法在低干噪比下会有性能损失,限制了算法的应用范围。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提出了一种训练序列辅助的干扰检测方法，在存在有用信号时，利用有用信号中训练序列的先验知识，通过干扰条件下的鲁棒信道估计，重构有用信号并进行对消，从而获取更为干净的干扰信号进行进一步的检测，仿真验证，其干扰检测性能优于传统检测方案，且能逼近静默期下的干扰检测能力。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种训练序列辅助的干扰检测方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0008]S1、接收端提取接收信号中训练序列段的信号：
[0009]y(n)＝h*d(n)+w(n)+j(n),n＝1,...,N
[0010]其中，h表示信号所经信道的信道冲激响应，d(n)表示训练序列，w(n)表示噪声序列，j(n)表示干扰序列，N表示训练序列长度，针对收方已知训练序列的场景，针对收方已知训练序列的场景，对训练序列进行对消首先需要求得h的估计值；
[0011]S2、利用训练序列进行信道估计得到信道冲激响应估计值具体为：
[0012]对y(n)进行DFT变换得到：
[0013]Y(n)＝Fh*Fd(n)+Fw(n)+Fj(n)
[0014]＝diag(Fd(n))Fh+Fw(n)+Fj(n)
[0015]其中，Y(n)为测量值，F为大小为N
×
N的DFT矩阵，diag(Fd(n))F＝Ψ为感知矩阵；
[0016]初始化残差r
(0)
＝Y(n)，索引集合循环计数t＝1，输入信道响应的稀疏度K和大小为N
×
N的感知矩阵Ψ
′
：
[0017][0018]其中是由矩阵F的前N
τ
列构成的子阵，N
τ
是最大多径时延；
[0019]构造正交索引集使感知矩阵满足正交性：
[0020][0021]其中pos作为正交索引集，i是初始索引值，2
m
是间隔值，2
k
为pos中非零值的总数，满足2
k
≥N
τ
；
[0022]将根据索引值挑选出的感知矩阵的子阵作为感知矩阵：
[0023]Ψ＝diag(pos)Ψ
′
[0024]计算相关矩阵：
[0025]Λ
(t
‑
1)
＝Ψ
H
r
(t
‑
1)
[0026]找到相关矩阵中相关值最大的行索引：
[0027][0028]将找到的行索引添加到索引集合：
[0029]S
(t)
＝S
(t
‑
1)
∪{i}
[0030]由S
(t)
中的索引对应的Ψ中的列组成的2
k
×
t的矩阵组成Ψ
(t)
；
[0031]采用最小二乘重构信号：
[0032]h
(t)
＝(Ψ
(t)H
Ψ
(t)
)
‑1Ψ
(t)H
y
[0033]更新当前残差：
[0034]r
(t)
＝y
‑
Ψ
(t)
h
(t)
[0035]令t＝t+1，判断t是否大于k，不满足则继续计算相关矩阵进行迭代，否则停止迭代输出：
[0036][0037]S3、得到信道时域冲激响应估计值后，将其进行傅里叶变换得到信道冲激响应的频域表达针对收方已知训练序列的场景，接收序列在时频域分离有用信号的影响，留下的序列中仅包含噪声和干扰的序列
[0038][0039]S4、对去除训练序列影响后的序列进行频域干扰检测；
[0040]S5、输出干扰检测结果。
[0041]本专利技术的有益效果为，对于存在有用信号下的干扰检测，提出一种训练序列辅助的干扰检测方法。本专利技术通过进行信道估计，在已知信号的基础上，将受干扰的接收信号中的经过信道的有用信号消除，得到类静默期信号，进而提高干扰检测性能。经过仿真验证，基于训练序列辅助的干扰检测方法能有效提升在有信号条件下的干扰检测性能。
附图说明
[0042]图1为本专利技术系统的逻辑流程示意图。
[0043]图2为AWGN信道下基于信道估计的干扰检测性能仿真图。
[0044]图3为衰落信道下基于信道估计的干扰检测性能仿真图。
具体实施方式
[0045]下面结合附图和仿真，对本专利技术的作进一步详细描述。
[0046]首先当在存在有用信号的条件下进行干扰检测时，针对收方已知训练序列的场景，得到信道冲击响应的估计值后，接收序列则可分离发送信号的影响，留下的序列中仅包含噪声和干扰的信息。即达到了消除有用信号进行类静默期的干扰检测的目的。但是由于干扰会对信道估计的性能产生影响，需要采用鲁棒信道估计，本专利技术采用作为压缩感知领域经典算法的正交匹配追踪算法(Orthogonal Matching Pursuit，OMP)进行干扰条件下信道冲激响应的估计，该算法具有简单高效的特点。
[0047]为说明该方案在干扰检测性能上的优越性，下面通过仿真来验证本专利技术的有益效果。
[0048]首先在AWGN信道下进行仿真，验证本方案的理论正确性。结合蒙特卡罗仿真，图2揭示了在长度为1024的训练序列的基础上进行干扰检测的检测率性能，分别仿真了有信号、静默期以及利用已知训练序列辅助检测下的检测率。根据图2的结果，静默期和利用已知训练序列辅助检测的检测率基本重合，并且相比SNR＝10dB下的有信号干扰检测具有12dB左右的性能增益。
[0049]图3揭示了在衰落信道下利用长度为1024的训练序列的基础上进行干扰检测的检测率性能，分别仿真了有信号、静默期以及利用已知训练序列辅助检测下的检测率，对于训练序列辅助检测分别仿真了间隔值取16本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种训练序列辅助的干扰检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、接收端提取接收信号中训练序列段的信号：y(n)＝h*d(n)+w(n)+j(n),n＝1,...,N其中，h表示信号所经信道的信道冲激响应，d(n)代表训练序列，w(n)表示噪声序列，j(n)代表干扰序列，N表示训练序列长度，针对收方已知训练序列的场景，对训练序列进行对消首先需要求得h的估计值；S2、利用训练序列进行信道估计得到信道冲激响应估计值具体为：对y(n)进行DFT变换得到：Y(n)＝Fh*Fd(n)+Fw(n)+Fj(n)＝diag(Fd(n))Fh+Fw(n)+Fj(n)其中，Y(n)为测量值，F为大小为N
×
N的DFT矩阵，diag(Fd(n))F＝Ψ为感知矩阵；初始化残差r
(0)
＝Y(n)，索引集合循环计数t＝1，输入信道响应的稀疏度K和大小为N
×
N的感知矩阵Ψ
′
：其中是由矩阵F的前N
τ
列构成的子阵，N
τ
是最大多径时延；构造正交索引集使感知矩阵满足正交性：其中pos作为正交索引集，i是初始索引值，2
m
是间隔值，2
k
为pos中非零值的总数，满足将根据索引值挑选出的感知矩阵的子阵作为感知矩阵：Ψ＝diag(pos)Ψ
′
计...

【专利技术属性】
技术研发人员：衡俞麟，刘丽哲，雷霞，李勇，王斌，李行健，
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：