專利名稱：基于變換識別方案的ds-cdma系統(tǒng)各類干擾信號檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在直擴(kuò)-碼分多址(DS-CDMA )無線通信設(shè)備中檢測各類干擾信號的方法。
背景技術(shù)：
無線直擴(kuò)-碼分多址(DS-CDMA )系統(tǒng)由于具有優(yōu)良的共道性能被廣泛應(yīng)用于移動通信及個人通信業(yè)務(wù)中，不但如此，DS-CDMA系統(tǒng)也引起了軍用及民用測控領(lǐng)域的廣泛重視。由于各類無線DS-CDMA系統(tǒng)所處的信道環(huán)境差異很大，導(dǎo)致了它們所面臨的干擾也各有異同。從干擾類型的角度進(jìn)行劃分，無線信道面臨最常見的干擾包括脈沖干擾、線性調(diào)頻干擾及各類窄帶干擾(音頻干擾、數(shù)字窄帶干擾、自回歸隨機(jī)過程)。雖然DS-C腿A系統(tǒng)自身具備一定的干擾抑制能力，但是有效的千擾抑制技術(shù)可以大大提升系統(tǒng)性能。隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，對以上各類干擾的抑制技術(shù)發(fā)展較為完善，但都建立在對干擾類型已知的基礎(chǔ)上。
現(xiàn)有技術(shù)多用于檢測特定干擾是否存在。例如公開號CN l447541,
公開日是2003年10月08日，名稱為"數(shù)字信號傳輸中的脈沖干擾檢測方法"中采用對接收信號幅度進(jìn)行檢觀'J的脈沖干擾檢測方法。Torres在"Radar chirp detection through wavelet transform,World Automation Congress, 2002, Proceedings of the 5'h Biannual" —文釆耳又了基于小波變換的線性調(diào)頻干擾檢測方法。授權(quán)公開號CN 100397800C,授權(quán)
公開日是2008年6月25日，名稱為"用于在DSSS系統(tǒng)中使用相變技術(shù)檢測干擾信號的方法與設(shè)備"中授權(quán)了采用相變技術(shù)檢測窄帶干擾的方法?，F(xiàn)有技術(shù)對多干擾進(jìn)行檢測的方法則比較匱乏，Pouttu在"Method Selection Diversity Approuach to Interference Suppression, IEEE 7lh Int.Symp. on Spread Spectrum Tech. &Appl.， Prague, Czech Republic, Sept. 2-5, 2002" —文中雖然采取了基于輸出信干噪比估計(jì)的濾波器組方案，濾波器組分別采取匹配濾波算法、連續(xù)均值消除算法、遞歸最小二乘算法和極點(diǎn)算法，通過選取最大輸出信干噪比的支路完成干擾抑制而舍去了干擾類型的檢測環(huán)節(jié)，對脈沖干擾、音頻干擾進(jìn)行抑制，但這一方案的缺點(diǎn)是只能通過確定濾波器組選取相對最優(yōu)干擾抑制技術(shù)，無法針對干擾類型選取最優(yōu)干擾抑制技術(shù)，同時系統(tǒng)的計(jì)算復(fù)雜度非常高，再者沒有對其余干擾類型進(jìn)行分析。因此，這種方案也無法替代對多干擾類型進(jìn)行^^測的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
4本發(fā)明的目的在于提供一種可以對脈沖干擾、線性調(diào)頻干擾和窄帶干擾進(jìn)行檢測，且當(dāng)檢測結(jié)果為窄帶干擾時，進(jìn)一步檢測窄帶干擾類型為音頻干擾、數(shù)字窄帶干擾或自回歸隨機(jī)過程的基于變換識別方案的DS-CDMA系統(tǒng)各類干擾信號檢測方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
(1)接收無線通信信號；
(2 )將接收的無線通信信號下變頻到中頻信號；(3 )數(shù)字化中頻信號，得到數(shù)字信號；
(4) 將數(shù)字信號解調(diào)，得到基帶信號；
(5) 將基帶信號通過切普濾波采樣和加窗存儲，提取切普加窗采樣信號；
(6) 將所述切普加窗采樣信號分別在時域、分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域和傅立葉變換域計(jì)算其壓縮特征值，并進(jìn)行最大值判決；
(7) 根據(jù)最大值判決結(jié)果，確定干擾信號類型。本發(fā)明還可以包括這樣一些特征
1、 所述的將基帶信號通過切普濾波采樣和加窗存儲，提取切普加窗采樣信號，其切普濾波采樣公式表示為
其中為步驟(4 )中基帶信號包絡(luò)模型，r￡為直接序列擴(kuò)頻切普速率，得到的為切普濾波離散信號；
其加窗存儲公式為在處理時間[w7;,o + i)7;]內(nèi)存儲w個切普濾波離散信號K—,得到切普加窗采樣信號，其中"為發(fā)送信號信息標(biāo)號、j;為發(fā)送信號周期、〃 =7;/7;為擴(kuò)頻增益；設(shè)定對每個發(fā)送信號信息進(jìn)行1個整周期的直接序列擴(kuò)頻。
2、 所述的將采樣信號分別在時域、分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域和傅立葉變換域計(jì)算其壓縮特
征值，并進(jìn)行最大值判決，
壓縮特征值表示信號能量的集中程度，壓縮特征值越集中于較小的采樣點(diǎn)數(shù)，壓縮特征
值越大，定義為<formula>formula see original document page 5</formula>，其中Kw表示所述采樣信號在時域、分?jǐn)?shù)階傅
立葉變換域或傅立葉變換域的變換信號，K表示所述采樣信號數(shù)目；
離散傅立葉變換公式表示為
<formula>formula see original document page 5</formula>分?jǐn)?shù)階傅立葉變換公式表示為
其中》。(A:,M)為離散傅立葉變換核函數(shù)，W(t，")采取特征分解型、離散采樣型或核線性組合型，參數(shù)0<|"|<2,且《 = 1時退化為經(jīng)典的傅立葉變換。
3、 分?jǐn)?shù)階傅立葉變換最佳參數(shù)選取0<"<2、且fl^1。
4、 所述的根據(jù)最大值判決結(jié)果，確定干擾信號類型為如果最大值分別為時域、分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域或傅立葉變換域特征值，則檢測干擾信號分別為脈沖干擾、線性調(diào)頻千擾或窄帶干擾。
5 、如果檢測干擾為窄帶干擾時，描述采樣信號在傅立葉變換域的譜均值-方差特征；譜均值-方差特征以傅立葉變換域幅度譜為特征空間，計(jì)算數(shù)據(jù)量為100個發(fā)送信號信
息經(jīng)擴(kuò)頻后的采樣數(shù)據(jù)量，即在處理時間[Mi;,(n+ioo)rA]內(nèi)存儲ioov個切普濾波采樣信號,并計(jì)算其傅立葉變換域幅度譜；選取一定長度的滑動窗口對傅立葉變換幅度譜進(jìn)行加窗處理，取滑動窗口數(shù)據(jù)量為io,加窗后計(jì)算每一個窗口的均值和方差，得到譜均值-方差特征；
如果譜均值-方差特征存在少量幾個譜均值、方差均遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)時，則檢測干擾為音頻千擾；如果譜均值-方差特征存在一族漸進(jìn)的譜均值、方差遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)時，則檢測干擾為數(shù)字窄帶干擾；如果諳均值-方差特征存在隨機(jī)數(shù)量的，僅譜均值遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)、僅方差遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)或者譜均值和方差均遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)時，則判定干擾類型為自回歸隨機(jī)過程。
6、 所述接收無線通信信號是測控DS-CDMA信號，所述測控DS-CDMA信號是地基測控DS-CDMA信號或天基測控DS-CDMA信號。
7、 所述采樣信號分別在時域、分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域和傅立葉變換域計(jì)算其壓縮特征值的數(shù)據(jù)量為1個發(fā)送信號信息經(jīng)擴(kuò)頻后的采樣數(shù)據(jù)量。
8、 所述中采樣信號在傅立葉變換域的諳均值-方差特征的數(shù)據(jù)量為IOO個發(fā)送信號信息經(jīng)擴(kuò)頻后的采樣數(shù)據(jù)量，所述譜均值-方差特征為對傅立葉變換幅度譜進(jìn)行數(shù)據(jù)量為10的加窗處理所得。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是
(1)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對DS-CDMA通信設(shè)備中各類干擾信號類型的檢測，克服了現(xiàn)存技術(shù)對各類干擾信號類型檢測不完全的問題。
(2 )本發(fā)明所提出的變換識別技術(shù)在檢測脈沖干擾、線性調(diào)頻干擾和窄帶干擾環(huán)節(jié)的計(jì)算復(fù)雜度為o(i:io^i:)，檢測音頻干擾、數(shù)字窄帶干擾、自回歸隨機(jī)過程的計(jì)算復(fù)雜度為
o(〖+ inog2A:),本發(fā)明的低運(yùn)算復(fù)雜度易于工程實(shí)現(xiàn)。


圖1描繪無線通信系統(tǒng)的系統(tǒng)級圖表，其中圖1 a描繪接收多星信息的地基系統(tǒng)的系統(tǒng)級圖表，圖lb描繪受多基站控制的天基系統(tǒng)的系統(tǒng)級圖表；
圖2a-l至圖2c-2-3描繪接收各類干擾信號的系統(tǒng)能量最集中的譜圖。其中圖2a-1描繪接收脈沖干擾的系統(tǒng)時域譜示意圖，圖2a - 2描繪接收脈沖干擾的系統(tǒng)時域譜仿真圖，圖2b - 1描繪接收線性調(diào)頻干擾的系統(tǒng)分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域譜示意圖，圖2b - 2描繪接收線性調(diào)頻干擾的系統(tǒng)分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域譜仿真圖，圖2c - 1描繪接收窄帶千擾的系統(tǒng)傅立葉變換域譜示意圖，圖2c - 2 - 1描繪接收音頻干擾的系統(tǒng)傅立葉變換域譜仿真圖，圖2c- 2 - 2描繪接收數(shù)字窄帶千擾的系統(tǒng)傅立葉變換域譜仿真圖，圖2c - 2 - 3描繪接收自回歸隨機(jī)過程的系統(tǒng)傅立葉變換域譜仿真圖3a -3c描繪接收各類窄帶干擾的系統(tǒng)i普均值-方差特性圖，其中圖3a描繪接收音頻干擾的系統(tǒng)譜均值-方差圖，圖3b描繪接收數(shù)字窄帶干擾的系統(tǒng)諳均值-方差圖，圖3c描繪接收自回歸隨機(jī)過程的系統(tǒng)譜均值-方差圖4描繪基于變換識別檢測方案的無線通信系統(tǒng)接收框圖5描繪本發(fā)明的算法實(shí)施流程圖。
具體實(shí)施例方式
在下面對本發(fā)明的詳細(xì)描述中，參照了所附繪圖，這些附圖闡釋特定的示例性實(shí)施例，本發(fā)明可實(shí)施于這些示例性實(shí)施例中。這些實(shí)施例以充分的細(xì)節(jié)描述，以允許本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施本發(fā)明，但可以利用其它實(shí)施例，并且可作出邏輯的、機(jī)械的、電器的與其它改變，而不偏離本發(fā)明的規(guī)范。因此，下面的詳細(xì)描述不應(yīng)被視作限制性的，且本發(fā)明的范圍僅受所附權(quán)利要求書限制。
變換識別檢測方法的具體實(shí)施方式
包括下列步驟
(1 )接收無線通信信號；
(2 )將所述無線通信信號下變頻到中頻信號；
(3) 數(shù)字化所述中頻信號，以提供數(shù)字信號；
(4) 將所述數(shù)字信號解調(diào)，以提供基帶信號；
(5) 將所述基帶信號通過切普濾波采樣和加窗存儲，以提取切普加窗采樣信號；切普濾波采樣公式表示為,、 1 (("'+'K ,、,咖)7L "，
其中KO為步驟(4)中基帶信號包絡(luò)模型，7;為直接序列擴(kuò)頻切普速率，得到的為切普濾波離散信號。
此處加窗存儲公式為在處理時間[wrA, (n +1)7;]內(nèi)存儲iv個切普濾波離散信號Kw),得到切普加窗采樣信號。其中"為發(fā)送信號信息標(biāo)號，z;為發(fā)送信號周期，^ = 7;/7;為擴(kuò)頻增益。
這里設(shè)定對每個發(fā)送信號信息進(jìn)行i個整周期的直接序列擴(kuò)頻。
(6) 將所述采樣信號分別在時域、分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域和傅立葉變換域計(jì)算其壓縮特
征值，并進(jìn)行最大值判決；
壓縮特征值表示信號能量的集中程度，壓縮特征值越集中于較小的采樣點(diǎn)數(shù)，壓縮特征
值越大，定義為(士EL卜("li/^S^ ,其中KW表示所述釆樣信號在時域、分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域或傅立葉變換域的變換信號，i:表示所述采樣信號數(shù)目。離散傅立葉變換公式表示為
分?jǐn)?shù)階傅立葉變換公式表示為
w-l
/7 = 0
其中^Ofc,")為離散傅立葉變換核函數(shù)，》。ot,n)采取特征分解型、離散采樣型或核線性
組合型。參數(shù)0<|"|<2,且"=1時退化為經(jīng)典的傅立葉變換。因此，本發(fā)明中的分?jǐn)?shù)階傅立葉變換最佳參數(shù)選取0<"<2且"#1。
(7) 由于脈沖干擾、線性調(diào)頻干擾和窄帶干擾分別在時域、分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域和傅立葉變換域具有最大能量集中程度，因此如果最大值分別為時域、分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域或傅立葉變換域特征值，則檢測干擾信號分別為脈沖干擾、線性調(diào)頻干擾或窄帶干擾；
(8 )如果檢測干擾為窄帶干擾時，描述所述釆樣信號在傅立葉變換域的譜均值-方差
特征；
i普均值-方差特征以傅立葉變換域幅度譜為特征空間，計(jì)算凝:據(jù)量為100個發(fā)送信號信
息經(jīng)擴(kuò)頻后的釆樣數(shù)據(jù)量，即在處理時間["7;,(n +100)7;]內(nèi)存儲iocw個切普濾波采樣信號K一，并計(jì)算其傅立葉變換域幅度譜。選取一定長度的滑動窗口對傅立葉變換幅度譜進(jìn)行加
窗處理，這里取滑動窗口數(shù)據(jù)量為10,加窗后計(jì)算每一個窗口的均值和方差，至此，得到譜均值-方差特;f正。
(9 )由于音頻干擾、數(shù)字窄帶干擾、自回歸隨機(jī)過程具有不同的譜均值-方差特性。因此，如果譜均值-方差特征存在少量幾個譜均值、方差均遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)時，則檢測干擾為音頻干擾；如果譜均值-方差特征存在一族漸進(jìn)的譜均值、方差遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)時，則檢測干擾為數(shù)字窄帶干擾；如果譜均值-方差特征存在隨機(jī)數(shù)量的，僅譜均值遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)、僅方差遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)或者語均值和方差均遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)時，則判定干擾類型為自回歸隨機(jī)過程。。
圖1描繪無線通信系統(tǒng)的系統(tǒng)級圖表。其中圖1 a描繪接收多星信息的地基系統(tǒng)的系統(tǒng)級圖表，地面站101接收多個衛(wèi)星111、 112…11L信息的同時，不可避免的接收到了干擾機(jī)102發(fā)送的能量較有用信號高得多的干擾信號。此外，圖lb描繪受多基站控制的天基系統(tǒng)的系統(tǒng)級圖表，衛(wèi)星103接收多個地面站121、 122…12L控制信息的同時，不可避免的接收到了干擾機(jī)104發(fā)送的能量較有用信號高得多的干擾信號。特別的，衛(wèi)星lll、 112…11L和地面站121、 122…12L僅可利用DS-CDMA信號，干擾才幾102、 104可利用脈沖千擾，線性調(diào)頻干擾，或包括音頻干擾、數(shù)字窄帶干擾和自回歸隨機(jī)過程的窄帶干擾。
圖2描繪接收各類干擾信號的系統(tǒng)能量最集中的譜圖。其中，圖2a - 1 、圖2b - 1 、圖2c-l描繪系統(tǒng)的語圖示意圖，由于干擾信號能量遠(yuǎn)高于有用信號能量，可將有用信號譜圖忽略。圖2a - 1描繪了接收脈沖干擾的系統(tǒng)時域譜示意圖，脈沖干擾的脈沖譜線211、 212...21L在時域信號能量最集中。圖2b - 1描繪接收線性調(diào)頻干擾的系統(tǒng)分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域譜示意圖，分?jǐn)?shù)階傅立葉變換為二維變換，在取最佳參數(shù)a201時，線性調(diào)頻千擾的分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域譜線221、 222…22L信號能量最集中。分?jǐn)?shù)階傅立葉變換參量a的取值范圍為0<a<2,當(dāng)《 = 1時，分?jǐn)?shù)階傅立葉變換退化為普通傅立葉變換，因此，本發(fā)明的分?jǐn)?shù)階傅立葉變換參量a取O <"<2且"#1。圖2c-l描繪接收窄帶干擾的系統(tǒng)傅立葉變換域譜示意圖，窄帶干擾的傅立葉變換譜線231、 232…23L信號能量最集中。
圖2a - 2給出了脈沖干擾的系統(tǒng)時域語仿真圖。仿真條件為DS-CDMA系統(tǒng)包括三個用戶；不同用戶信息為隨機(jī)發(fā)送等概的1, -l序列；擴(kuò)頻碼為7\^ = 63的不同偽隨機(jī)序列；信號發(fā)送頻率/。zlHz;采樣速率/￡ =l/31Hz;系統(tǒng)信號和熱噪聲功率比SNR = 10dB ;設(shè)定受
干擾采樣數(shù)量與整個采樣數(shù)之比，即"干擾比率ratio = 2/63",干擾位置隨機(jī)；信號與干擾
功率比SJR = -20dB 。從仿真圖中可以進(jìn)一步驗(yàn)證脈沖干擾在時域信號能量的集中特點(diǎn)，此
仿真條件下，能量集中的脈沖譜線數(shù)為2。圖2b - 2給出了線性調(diào)頻千擾的系統(tǒng)分?jǐn)?shù)階傅立
葉變換譜仿真圖。仿真條件為設(shè)定線性調(diào)頻干擾為3個線性調(diào)頻干擾，干擾功率相等，下
變頻后的調(diào)頻頻率為力。=2Hz 、 = 4Hz 、力2 = 8Hz;調(diào)頻指數(shù)為m。 = 20 、 m, = 10 、 m2 = 5 ;其余仿真條件同上。從仿真圖可以進(jìn)一步驗(yàn)證線性調(diào)頻干擾在分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域譜線信號 能量的集中特點(diǎn)，此仿真條件下，能量集中的分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域譜線數(shù)為3。圖2c-2-1、 圖2c - 2 - 2和圖2c - 2 - 3分別給出了窄帶干擾中的音頻干擾、數(shù)字窄帶干擾和自回歸隨機(jī) 過程的傅立葉變換域譜仿真圖。仿真條件為設(shè)定音頻干擾為3音干擾，功率相近，分別為干 擾總功率的31% 、 33% 、 36% ,下變頻后的音頻干擾頻率為力。=2Hz;力,=8Hz; //2 = 16Hz ; 下變頻后的數(shù)字窄帶千擾頻率為/, =4/。，數(shù)字窄帶干擾信息為隨機(jī)等概的1, -1序列；自 回歸隨機(jī)過程為2階自回歸信號，設(shè)定自回歸系數(shù)A = -1.98 , & = 0.9801;其余仿真條件同 上。從仿真圖可以進(jìn)一步驗(yàn)證各類窄帶干擾在傅立葉變換域鐠線信號能量的集中特點(diǎn)，此仿 真條件下，對于音頻干擾，能量集中的傅立葉變換域譜線數(shù)為3;對于數(shù)字窄帶干擾，能量 集中的傅立葉變換域鐠線幅度呈遞減趨勢；對于自回歸隨機(jī)過程，能量集中的傅立葉變換域 譜線集中，但幅度隨機(jī)。
圖3描繪接收各類窄帶干擾的系統(tǒng)譜均值-方差特性仿真圖。由于窄帶千擾能量遠(yuǎn)高 于有用信號能量，存在大量的譜均值-方差值較小的有用信號特征點(diǎn)。現(xiàn)存的窄帶干擾通常 可以建模為音頻干擾、數(shù)字窄帶干擾和自回歸隨機(jī)過程。其中圖3a描繪接收音頻干擾的系 統(tǒng)譜均值-方差特征仿真圖，仿真條件同圖2c - 2 - 1。圖中存在3個譜均值、方差均遠(yuǎn)大于 其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)311、 312、 313。圖3b描繪接收數(shù)字窄帶干擾的系統(tǒng)諳均值-方差特征仿 真圖，仿真條件同圖2c-2-2。圖中存在一族漸進(jìn)的譜均值、方差遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn) 321、 322…32L。圖3c描繪接收自回歸隨機(jī)過程的系統(tǒng)譜均值-方差特征仿真圖，仿真條件 同圖2c - 2 - 3。圖中存在隨機(jī)數(shù)量的，僅譜均值遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)、僅方差遠(yuǎn)大于其 它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)或者譜均值和方差均遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)331、 332…33L。
圖4描繪基于變換識別檢測方案的無線通信系統(tǒng)接收框圖。如圖所示，天線404接收 的無線通信信號405包括有用信號DS-CDMA信號和干擾信號，干擾信號為脈沖千擾、線性調(diào) 頻干擾、音頻干擾、數(shù)字窄帶干擾或自回歸隨機(jī)過程中的一類。將天線404耦合到下變頻器 401。在下變頻器401中，首先通過帶通濾波器406處理無線通信信號405,該濾波器優(yōu)化地 選擇想要的頻率，例如與DS-CDMA信號相關(guān)聯(lián)的頻率。帶通濾波器4 0 6耦合到放大器4 07, 該放大器放大來自帶通濾波器406的信號?；旌掀?08將放大器407的輸出與來自本地振蕩 器409的振蕩器信號混合。這樣，混合器408下變頻放大器407的輸出信號，以提供中頻信 號410。
在初始的下變頻后，通過模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器411將中頻信號410轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號412。由 于QPSK信號可以看作是兩個正交2PSK信號的疊加，所以用兩路相交的相干載波去解調(diào)。其
10中一路信號進(jìn)入混合器415并與來自數(shù)控振蕩器413的信號混合，另 一路信號進(jìn)入混合器416 并與來自數(shù)控振蕩器413經(jīng);r/2移相414后的信號混合。將混合器415和混合器416輸出的 信號分別連接低通濾波器417和低通濾波器418。其后，將低通濾波器417的輸出信號和低 通濾波器418的輸出信號分別連接抽樣判決器419和抽樣判決器420,并將抽樣判決器419 和抽樣判決器420的輸出信號經(jīng)并/串器421變換后，成為基帶串行數(shù)據(jù)422輸出。
這樣，帶通濾波器406、放大器407、混合器408、本地振蕩器409完成了下變頻到中 頻信號的過程，模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器411、數(shù)控振蕩器413、 ；r/2移相414、混合器415和416、 低通濾波器417和418、抽樣判決器419和420、并/串器421完成了由中頻信號下變頻到基 帶信號的過程。以上過程完成了下變頻器401。
在本發(fā)明中，干擾檢測首先完成對脈沖干擾、線性調(diào)頻千擾和窄帶干擾的多類型干擾 變換識別檢測402。首先將基帶串行數(shù)據(jù)422連接切普匹配濾波采樣器423,輸出切普速率 信息流424。再將切普速率信息流424連接加窗存儲器425,輸出切普加窗采樣信號426。特 別的，切普加窗采樣信號426的數(shù)據(jù)量為1個發(fā)送信號信息經(jīng)擴(kuò)頻后的采樣數(shù)據(jù)量。其次， 將切普加窗采樣信號426分別在時域、分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域和傅立葉變換域計(jì)算相應(yīng)的壓縮 特征值。其中，時域支路，將切普加窗采樣信號426直接送入壓縮特征值計(jì)算器I 427，輸 出特征值I 428;分?jǐn)?shù)階傅立葉變換支路，將切普加窗采樣信號426送入分?jǐn)?shù)階傅立葉變換 器429得到分?jǐn)?shù)階傅立葉變換信號，再將分?jǐn)?shù)階傅立葉變換器429的輸出信號送入壓縮特征 值計(jì)算器II 430,輸出特征值II 431;傅立葉變換支路，將切普加窗采樣信號426送入傅立 葉變換器432得到傅立葉變換信號，再將傅立葉變換器432的輸出信號送入壓縮特征值計(jì)算 器III 433,輸出特征值III 434。最后將輸出特征值I 428、輸出特征值II 431、輸出特征值 III 434送入最大值判決器435。當(dāng)最大值判決器435判決最大值為輸出特征值I 428時，判 定干擾為脈沖干擾436;當(dāng)最大值判決器435判決最大值為輸出特征值II 431時，判定干擾 為線性調(diào)頻干擾437;當(dāng)最大值判決器435判決最大值為輸出特征值III 434時，判定干擾為 窄帶干擾438。
這樣，切普匹配濾波采樣器423、加窗存儲器425、壓縮特征值計(jì)算器I 427、分?jǐn)?shù)階 傅立葉變換器429、壓縮特征值計(jì)算器II 430、傅立葉變換器432、壓縮特征值計(jì)算器III 433 和最大值判決器435就構(gòu)成了對脈沖干擾、線性調(diào)頻干擾和窄帶干擾進(jìn)行檢測的多類型干擾 變換識別檢測402。
在本發(fā)明中，當(dāng)多類型干擾變換識別檢測402的結(jié)果為窄帶干擾438時，啟動開關(guān)439,
通過窄帶干擾類型變換識別檢測403完成音頻干擾、數(shù)字窄帶干擾、自回歸隨機(jī)過程的窄帶
干擾類型檢測。首先將基帶串行數(shù)據(jù)422連接切普匹配濾波采樣器440,輸出切普速率信息流441。再將切普速率信息流441連接加窗存儲器442,輸出切普加窗采樣信號"3。特別的， 切普加窗采樣信號443的lt據(jù)量為IOO個發(fā)送信號信息經(jīng)擴(kuò)頻后的釆樣數(shù)據(jù)量。其次，將切 普加窗采樣信號443送入傅立葉變換器444得到傅立葉變換信號，再將傅立葉變換器"4的 輸出傅立葉變換幅度譜信號送入譜均值-方差計(jì)算器445,得到諳均值-方差特征446。特 別的，所述譜均值-方差特征為對傅立葉變換幅度謙進(jìn)行數(shù)據(jù)量為10的加窗處理所得。最 后，將譜均值-方差特征446送入判決器447進(jìn)行判決。當(dāng)譜均值-方差特征存在少量幾個 譜均值、方差均遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)時，則檢測干擾為音頻干擾448;當(dāng)譜均值-方差 特征存在一族漸進(jìn)的譜均值、方差遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)時，則檢測干擾為數(shù)字窄帶干擾 449;當(dāng)譜均值-方差特征存在隨機(jī)數(shù)量的，僅譜均值遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)、僅方差遠(yuǎn) 大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)或者語均值和方差均遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)時，則判定干擾類型為 自回歸隨才幾過程450。
這樣，切普匹配濾波采樣器440、加窗存儲器4"、傅立葉變換器444、譜均值-方差 計(jì)算器445、判決器447就構(gòu)成了對音頻干擾、數(shù)字窄帶干擾和自回歸隨機(jī)過程進(jìn)行檢測的 窄帶干擾類型變換識別檢測403。
至此，下變頻器401、多類型干擾變換識別檢測402和窄帶干擾類型識別檢測403完成 了對脈沖干擾、線性調(diào)頻干擾、音頻干擾、數(shù)字窄帶干擾和自回歸隨機(jī)過程的變換識別檢測。
圖5是方法的流程圖。在步驟501中，將無線通信信號405下變頻到中頻信號410。在 步驟502中，首先使用模數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器411將中頻信號"G數(shù)字化為數(shù)字信號，其后進(jìn)行QPSK 解調(diào)輸出基帶串行信號422。在步驟503中，將基帶串行數(shù)據(jù)422通過切普匹配濾波采樣器 423得到切普速率信息流424,再將切普速率信息流424通過加窗存儲器"5，輸出切普加窗 采樣信號426。切普加窗采樣信號數(shù)據(jù)量為1個發(fā)送信號信息經(jīng)擴(kuò)頻后的采樣數(shù)據(jù)量。步驟 504分別在時域、分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域和傅立葉變換域通過壓縮特征值計(jì)算器I 427、分?jǐn)?shù) 階傅立葉變換器429和壓縮特征值計(jì)算器II "0、以及傅立葉變換器"2和壓縮特征值計(jì)算 器III 433輸出特征值I 428、特征值II 431、特征值III 434。其中，分?jǐn)?shù)階傅立葉變換最佳 參數(shù)0<"<2且"1 。
在步驟505中，確定是否特征值I 428大于特征值II 431且特征值I 428大于特征值
III 434。如果是，在步驟506中，判定為脈沖干擾436,結(jié)束流程。如果不是，在步驟507
中確定是否特征值II 431大于特征值I 428且特征值n 431大于特征值m "4。如果是，
在步驟508中，判定為線性調(diào)頻干擾437,結(jié)束流程。如果不是，在步驟509中確定是否特
征值ffl 434大于特征值I 428且特征值ni 434大于特征值n 431。如果是，判定為窄帶干
擾438，如果不是，如自509發(fā)出的返回箭頭所指示的那樣。
12在步驟510判定為窄帶干擾438以后，步驟511通過切普匹配濾波采樣器"0、加窗存 儲器442得到切普加窗采樣信號443,切普加窗采樣信號數(shù)據(jù)量為100個發(fā)送信號信息經(jīng)擴(kuò) 頻后的采樣數(shù)據(jù)量。再通過傅立葉變換器444、譜均值-方差計(jì)算器445,輸出譜均值-方 差特征446。
在步驟512中，確定是否存在少量幾個譜均值、方差均遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)。如 果是，在步驟513中，判定為音頻干擾448,結(jié)束流程。如果不是，在步驟514中確定是否 存在一族漸進(jìn)的譜均值、方差遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)。如果是，在步驟515中，判定為數(shù) 字窄帶干擾449,結(jié)束流程。如果不是，在步驟516中確定是否存在隨機(jī)數(shù)量的，僅譜均值 遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)、僅方差遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)或者譜均值和方差均遠(yuǎn)大于其它 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)。如果是，在步驟517中，判定為自回歸隨機(jī)過程450，結(jié)束流程。如果不是， 如自516發(fā)出的返回箭頭所指示的那樣。
權(quán)利要求
1、一種基于變換識別方案的DS-CDMA系統(tǒng)各類干擾信號檢測方法，其特征是(1)接收無線通信信號；(2)將接收的無線通信信號下變頻到中頻信號；(3)數(shù)字化中頻信號，得到數(shù)字信號；(4)將數(shù)字信號解調(diào)，得到基帶信號；(5)將基帶信號通過切普濾波采樣和加窗存儲，提取切普加窗采樣信號；(6)將所述切普加窗采樣信號分別在時域、分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域和傅立葉變換域計(jì)算其壓縮特征值，并進(jìn)行最大值判決；(7)根據(jù)最大值判決結(jié)果，確定干擾信號類型。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變換識別方案的DS-CDMA系統(tǒng)各類干擾信號檢測方法， 其特征是所述的根據(jù)最大值判決結(jié)果，確定干擾信號類型為如果最大值分別為時域、分 數(shù)階傅立葉變換域或傅立葉變換域特征值，則檢測干擾信號分別為脈沖干擾、線性調(diào)頻干擾 或窄帶干擾。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于變換識別方案的DS-CDMA系統(tǒng)各類干擾信號檢測方法， 其特征是分?jǐn)?shù)階傅立葉變換最佳參數(shù)選取0<^<2、且"#1。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于變換識別方案的DS-CDMA系統(tǒng)各類干擾信號檢測方法， 其特征是所述接收無線通信信號是測控DS-CDMA信號，所述測控DS-CDMA信號是地基測控 DS-CDMA信號或天基測控DS-CDMA信號。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于變換識別方案的DS-CDMA系統(tǒng)各類干擾信號檢測方法， 其特征是所述采樣信號分別在時域、分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域和傅立葉變換域計(jì)算其壓縮特征 值的數(shù)據(jù)量為1個發(fā)送信號信息經(jīng)擴(kuò)頻后的采樣數(shù)據(jù)量。
6、根據(jù)權(quán)利要求1-5任何一項(xiàng)所迷的基于變換識別方案的DS-CDMA系統(tǒng)各類干擾信號 檢測方法，其特征是如果檢測千擾為窄帶干擾時，描述采樣信號在傅立葉變換域的語均值 -方差特征；如果謙均值-方差特征存在少量幾個語均值、方差均遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)時，則檢 測干擾為音頻干擾；如果語均值-方差特征存在一族漸進(jìn)的語均值、方差遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的 數(shù)據(jù)點(diǎn)時，則檢測干擾為數(shù)字窄帶千擾；如果譜均值-方差特征存在隨機(jī)數(shù)量的，僅譜均值 遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)、僅方差遠(yuǎn)大于其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)或者譜均值和方差均遠(yuǎn)大于其它 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)時，則判定千擾類型為自回歸隨機(jī)過程。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于變換識別方案的DS-CDMA系統(tǒng)各類干擾信號檢測方法， 其特征是所述采樣信號在傅立葉變換域的譜均值_方差特征的數(shù)據(jù)量為100個發(fā)送信號信 息經(jīng)擴(kuò)頻后的采樣數(shù)據(jù)量，所述譜均值-方差特征為對傅立葉變換幅度譜進(jìn)行數(shù)據(jù)量為10 的加窗處理所得。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種基于變換識別方案的DS-CDMA系統(tǒng)各類干擾信號檢測方法，可以對脈沖干擾、線性調(diào)頻干擾和窄帶干擾進(jìn)行檢測，且當(dāng)檢測結(jié)果為窄帶干擾時，進(jìn)一步檢測窄帶干擾類型為音頻干擾、數(shù)字窄帶干擾或自回歸隨機(jī)過程。接收無線通信信號；將接收的無線通信信號下變頻到中頻信號；數(shù)字化中頻信號，得到數(shù)字信號；將數(shù)字信號解調(diào)，得到基帶信號；將基帶信號通過切普濾波采樣和加窗存儲，提取切普加窗采樣信號；將所述切普加窗采樣信號分別在時域、分?jǐn)?shù)階傅立葉變換域和傅立葉變換域計(jì)算其壓縮特征值，并進(jìn)行最大值判決；根據(jù)最大值判決結(jié)果，確定干擾信號類型。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對DS-CDMA通信設(shè)備中各類干擾信號類型的檢測，克服了現(xiàn)存技術(shù)對各類干擾信號類型檢測不完全的問題。本發(fā)明的低運(yùn)算復(fù)雜度易于工程實(shí)現(xiàn)。
文檔編號H04L25/03GK101515912SQ20091007173
公開日2009年8月26日 申請日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者盧滿宏, 卓 楊, 殷復(fù)蓮, 郭黎利, 琳 齊 申請人:哈爾濱工程大學(xué)