CN108055218A - 基于频率选择性编码多载波调制技术的泄漏电缆入侵探测方法 - Google Patents

基于频率选择性编码多载波调制技术的泄漏电缆入侵探测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108055218A
CN108055218A CN201710972418.2A CN201710972418A CN108055218A CN 108055218 A CN108055218 A CN 108055218A CN 201710972418 A CN201710972418 A CN 201710972418A CN 108055218 A CN108055218 A CN 108055218A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
encoding
frequency selectivity
mrow
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710972418.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108055218B (zh
Inventor
吴美武
张文济
宋祖安
张鹏
张一鹏
祁巍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute Of Microwave Technology (fiftieth Research Institute Of China Electronic Technology Group Corporation)
Shanghai Institute of Microwave Technology CETC 50 Research Institute
Original Assignee
Shanghai Institute Of Microwave Technology (fiftieth Research Institute Of China Electronic Technology Group Corporation)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute Of Microwave Technology (fiftieth Research Institute Of China Electronic Technology Group Corporation) filed Critical Shanghai Institute Of Microwave Technology (fiftieth Research Institute Of China Electronic Technology Group Corporation)
Priority to CN201710972418.2A priority Critical patent/CN108055218B/zh
Publication of CN108055218A publication Critical patent/CN108055218A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108055218B publication Critical patent/CN108055218B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602—Signal structure
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22—Electrical actuation
    • G08B13/24—Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2491—Intrusion detection systems, i.e. where the body of an intruder causes the interference with the electromagnetic field
    • G08B13/2497—Intrusion detection systems, i.e. where the body of an intruder causes the interference with the electromagnetic field using transmission lines, e.g. cable
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03159—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the frequency domain
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
    • H04L25/03305—Joint sequence estimation and interference removal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626—Arrangements specific to the transmitter only
    • H04L27/2627—Modulators

Abstract

本发明提供了一种基于频率选择性编码多载波调制技术的泄漏电缆入侵探测方法，包括：步骤1：将伪随机编码序列按照所需调制信号进行星座调制，根据频谱检测和干扰估计向量进行频率选择性编码和符号映射，然后再进行逆傅里叶变换，滤波放大后将发射信号馈入发射泄漏电缆输入端；步骤2：将从接收泄漏电缆输入的接收信号与均匀延时的发射信号进行并行互相关运算，在每个并行处理单元中，对相关运算之后的信号再进行动目标指示、门限检测以及延时估计。

Description

基于频率选择性编码多载波调制技术的泄漏电缆入侵探测 方法
技术领域
本发明涉及泄露电缆探测技术领域，具体地，涉及一种采用频率选择性编码多载波调制技术的宽带泄漏电缆入侵探测方法。
背景技术
现有的泄漏电缆入侵探测装置大多数采用单频信号体制，通过发射某个单频信号，产生高频能量馈入发射泄漏电缆，部分能量通过缝隙向周围空间进行辐射，与接收泄漏电缆一起形成空间立体电磁场警戒区，当入侵者进入该区域时，会扰动电磁场并形成多普勒频移，接收端电路通过检测该多普勒频移能量的大小来实现入侵探测的目的，该技术在整个探测区域内没有定位和分区灵敏度设置能力，探测灵敏度偏低，遇到短时同频信号干扰时工作条件会被完全破坏而导致严重虚警。少数泄漏电缆入侵探测装置采用伪随机相位编码调制宽带信号来实现对入侵目标的检测和定位，具有较高的探测灵敏度和分区灵敏度设置功能，但是遇到随机带内干扰时，系统会出现灵敏度下降、严重虚警甚至是完全不能工作的现状。在电磁覆盖环境越发复杂时，现有的泄漏电缆探测技术越无法确保在出现带内随机干扰时系统能够正常工作，而且探测灵敏度基本不下降，从而严重影响了泄漏电缆探测技术在电磁环境分布复杂的环境下的应用范围。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于频率选择性编码多载波调制技术的泄漏电缆入侵探测方法。
根据本发明提供的基于频率选择性编码多载波调制技术的泄漏电缆入侵探测方法，包括：
步骤1：将伪随机编码序列按照所需调制信号进行星座调制，根据频谱检测和干扰估计向量进行频率选择性编码和符号映射，然后再进行逆傅里叶变换，滤波放大后将发射信号馈入发射泄漏电缆输入端；
步骤2：将从接收泄漏电缆输入的接收信号与均匀延时的发射信号进行并行互相关运算，在每个并行处理单元中，对相关运算之后的信号再进行动目标指示、门限检测以及延时估计。
优选的，步骤1包括：
采用脉冲式频率选择性编码多载波调制信号，一个脉冲信号周期内的发射信号表示为
其中N为子载波个数，Np为脉冲持续周期，xk为采用伪随机码本映射的调制符号，T为多载波符号周期，Δf为载频间隔，信号带宽为B＝Δf·N，ak,0≤k＜≥N-1为干扰编码向量单元，并且ak＝{0,1},0≤k≤N-1。
优选的，ak的估计方式包括：
频谱检测单元检测到的接收信号中与各个多载波频点相对应的频谱能量向量为W＝[w1 w2...wN-1]，则TH为干扰检测门限。
优选的，步骤2中将从接收泄漏电缆获取的接收信号与均匀延时的发射信号进行并行互相关运算，包括：
式中表示相关运算，Nsub＝L/Lsub为子防区的个数，L为整个防范区域长度，Lsub为子防区分区长度，D为泄漏电缆中的一个子防区长度所对应的电磁波传输延时，即：
D＝Lsub/Cmedia，Cmedia为电磁波在泄漏电缆媒质中的传播速度。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
采用本发明的泄漏电缆入侵探测装置同时具有更高的探测灵敏度、实时抗带内随机干扰性能，并可以实现入侵目标的高精度定位和整个防范区域分区灵敏度设置，从而能够进一步扩展泄漏电缆入侵探测装置的应用领域范围
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的一种基于频率选择性编码多载波调制技术的泄漏电缆入侵探测方法的工作流程图；
图2为本发明提供的信号并行处理流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供的基于频率选择性编码多载波调制技术的泄漏电缆入侵探测方法，包括：
步骤1：将伪随机编码序列按照QAM，PSK、GSM、GPRS、扩频信号或者是其他调制信号进行星座调制，根据频谱检测和干扰估计向量进行频率选择性编码和符号映射，然后再进行逆傅里叶变换，然后进行滤波放大，并将发射信号馈入发射泄漏电缆输入端。
具体来说，在发射端采用脉冲式频率选择性编码多载波调制信号，一个脉冲信号周期内的发射信号可以表示为：
其中N为子载波个数，Np为脉冲持续周期。xk为采用伪随机码本映射的调制符号，T为多载波符号周期，Δf为载频间隔，信号带宽为B＝Δf·N。
ak,0≤k＜≥N-1为干扰编码向量单元，并且ak＝{0,1},0≤k≤N-1。
式中ak取0代表该频点位置有干扰，取1代表该频点位置没有干扰。ak的具体估计方式如下：
假设频谱检测单元检测到的接收信号r[n]中与各个多载波频点相对应的频谱能量向量为W＝[w1 w2...wN-1]，则从W可以估计得到各个子载波干扰编码向量单元，其具体估计方式为：
式中TH为干扰检测门限。
步骤2：如图2所示，将从接收泄漏电缆输入的接收信号r[n]与均匀延时的发射信号s[n]进行并行互相关运算，
式中表示相关运算，Nsub＝L/Lsub为子防区的个数，L为整个防范区域长度，Lsub为子防区分区长度。D为泄漏电缆中的一个子防区长度所对应的电磁波传输延时，即：D＝Lsub/Cmedia，式中，Cmedia为电磁波在泄漏电缆媒质中的传播速度。
在每个并行处理单元中，对相关运算之后的信号再进行动目标指示(MTI)、门限检测以及延时估计，就可以得到全部入侵目标的精确位置信息，还可以通过改变各个并行门限检测通道的门限值分别设置各个子防区的入侵目标检测灵敏度。
由于本发明采用了频谱检测、干扰向量生成和频率选择性编码多载波调制的闭环信号体制，可以在提高入侵检测灵敏度的同时，实时避开各种带内随机干扰信号对传统泄漏电缆所带来的虚警率大幅度提高的影响，并实现分区灵敏度设置功能。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种基于频率选择性编码多载波调制技术的泄漏电缆入侵探测方法，其特征在于，包括：
步骤1：将伪随机编码序列按照所需调制信号进行星座调制，根据频谱检测和干扰估计向量进行频率选择性编码和符号映射，然后再进行逆傅里叶变换，滤波放大后将发射信号馈入发射泄漏电缆输入端；
步骤2：将从接收泄漏电缆输入的接收信号与均匀延时的发射信号进行并行互相关运算，在每个并行处理单元中，对相关运算之后的信号再进行动目标指示、门限检测以及延时估计。
2.根据权利要求1所述的基于频率选择性编码多载波调制技术的泄漏电缆入侵探测方法，其特征在于，步骤1包括：
采用脉冲式频率选择性编码多载波调制信号，一个脉冲信号周期内的发射信号表示为
其中N为子载波个数，Np为脉冲持续周期，xk为采用伪随机码本映射的调制符号，T为多载波符号周期，Δf为载频间隔，信号带宽为B＝Δf·N，ak,0≤k＜≥N-1为干扰编码向量单元，并且ak＝{0,1},0≤k≤N-1。
3.根据权利要求2所述的基于频率选择性编码多载波调制技术的泄漏电缆入侵探测方法，其特征在于，ak的估计方式包括：
频谱检测单元检测到的接收信号中与各个多载波频点相对应的频谱能量向量为W＝[w1w2... wN-1]，则TH为干扰检测门限。
4.根据权利要求1所述的基于频率选择性编码多载波调制技术的泄漏电缆入侵探测方法，其特征在于，步骤2中将从接收泄漏电缆获取的接收信号与均匀延时的发射信号进行并行互相关运算，包括：
<mrow> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>u</mi> <mi>b</mi> </mrow> </msub> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mi>i</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>=</mo> <mi>r</mi> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mi>n</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>&amp;CircleTimes;</mo> <mi>s</mi> <mo>&amp;lsqb;</mo> <mi>n</mi> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;CenterDot;</mo> <mi>D</mi> <mo>&amp;rsqb;</mo> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>,</mo> <mn>2</mn> <mo>,</mo> <mo>...</mo> <mo>,</mo> <msub> <mi>N</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>u</mi> <mi>b</mi> </mrow> </msub> </mrow>
式中表示相关运算，Nsub＝L/Lsub为子防区的个数，L为整个防范区域长度，Lsub为子防区分区长度，D为泄漏电缆中的一个子防区长度所对应的电磁波传输延时，即：D＝Lsub/Cmedia，Cmedia为电磁波在泄漏电缆媒质中的传播速度。
CN201710972418.2A 2017-10-18 2017-10-18 基于频率选择性编码多载波调制的泄漏电缆入侵探测方法 Active CN108055218B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710972418.2A CN108055218B (zh) 2017-10-18 2017-10-18 基于频率选择性编码多载波调制的泄漏电缆入侵探测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710972418.2A CN108055218B (zh) 2017-10-18 2017-10-18 基于频率选择性编码多载波调制的泄漏电缆入侵探测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108055218A true CN108055218A (zh) 2018-05-18
CN108055218B CN108055218B (zh) 2020-11-06

Family

ID=62119449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710972418.2A Active CN108055218B (zh) 2017-10-18 2017-10-18 基于频率选择性编码多载波调制的泄漏电缆入侵探测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108055218B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114944877A (zh) * 2022-03-25 2022-08-26 北京邮电大学 高速移动物体上行通信质量检测方法及相关设备

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987007949A1 (en) * 1986-06-18 1987-12-30 Stiftelsen For Industriell Og Teknisk Forskning Ve Detection system for subsea installations, particularly pipelines
JPH11201859A (ja) * 1998-01-13 1999-07-30 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 周波数帯域分割による配管漏洩検知方法
CN1601940A (zh) * 2003-09-28 2005-03-30 中国科学院半导体研究所 正交频分复用信号峰均功率比抑制的相位扰动法
CN102763142A (zh) * 2010-02-18 2012-10-31 三菱电机株式会社 侵入物识别装置
CN202615539U (zh) * 2012-05-10 2012-12-19 恒康特科贸（北京）有限公司 泄漏电缆周界入侵探测系统
CN203786855U (zh) * 2014-04-01 2014-08-20 上海申达自动防范系统工程有限公司 设有物联网接口的泄漏电缆入侵探测器
US20140294052A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 Broadcom Corporation Communication system with proactive network maintenance and methods for use therewith
CN104777831A (zh) * 2015-04-09 2015-07-15 武汉船用机械有限责任公司 一种液压式潜液泵系统的故障诊断方法
CN205209700U (zh) * 2015-07-10 2016-05-04 青岛派科森光电技术股份有限公司 一种管道全光纤分布式测温监控系统
CN105699843A (zh) * 2016-02-04 2016-06-22 华中科技大学 一种电缆运行状态诊断方法及系统
WO2016111786A1 (en) * 2015-01-07 2016-07-14 Arcom Digital, Llc Detecting leakage of ofdm signals from an hfc network
CN105809869A (zh) * 2016-04-14 2016-07-27 上海子富安防科技有限公司 基于多载波的可精确定位的泄漏电缆入侵探测器
CN205508034U (zh) * 2016-04-12 2016-08-24 成都五联电子科技有限公司 一种定位型泄漏电缆入侵探测装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987007949A1 (en) * 1986-06-18 1987-12-30 Stiftelsen For Industriell Og Teknisk Forskning Ve Detection system for subsea installations, particularly pipelines
JPH11201859A (ja) * 1998-01-13 1999-07-30 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd 周波数帯域分割による配管漏洩検知方法
CN1601940A (zh) * 2003-09-28 2005-03-30 中国科学院半导体研究所 正交频分复用信号峰均功率比抑制的相位扰动法
CN102763142A (zh) * 2010-02-18 2012-10-31 三菱电机株式会社 侵入物识别装置
CN202615539U (zh) * 2012-05-10 2012-12-19 恒康特科贸（北京）有限公司 泄漏电缆周界入侵探测系统
US20140294052A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 Broadcom Corporation Communication system with proactive network maintenance and methods for use therewith
CN203786855U (zh) * 2014-04-01 2014-08-20 上海申达自动防范系统工程有限公司 设有物联网接口的泄漏电缆入侵探测器
WO2016111786A1 (en) * 2015-01-07 2016-07-14 Arcom Digital, Llc Detecting leakage of ofdm signals from an hfc network
CN104777831A (zh) * 2015-04-09 2015-07-15 武汉船用机械有限责任公司 一种液压式潜液泵系统的故障诊断方法
CN205209700U (zh) * 2015-07-10 2016-05-04 青岛派科森光电技术股份有限公司 一种管道全光纤分布式测温监控系统
CN105699843A (zh) * 2016-02-04 2016-06-22 华中科技大学 一种电缆运行状态诊断方法及系统
CN205508034U (zh) * 2016-04-12 2016-08-24 成都五联电子科技有限公司 一种定位型泄漏电缆入侵探测装置
CN105809869A (zh) * 2016-04-14 2016-07-27 上海子富安防科技有限公司 基于多载波的可精确定位的泄漏电缆入侵探测器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王显刚: "《基于漏泄同轴电缆与分布式天线的预警系统研究》", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114944877A (zh) * 2022-03-25 2022-08-26 北京邮电大学 高速移动物体上行通信质量检测方法及相关设备
CN114944877B (zh) * 2022-03-25 2023-02-28 北京邮电大学 高速移动物体上行通信质量检测方法及相关设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN108055218B (zh) 2020-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chaman et al. Ghostbuster: Detecting the presence of hidden eavesdroppers
Callan et al. FASE: Finding amplitude-modulated side-channel emanations
US8537050B2 (en) Identification and analysis of source emissions through harmonic phase comparison
US20100171615A1 (en) System for Detection of Underwater Objects
JP2016050778A (ja) 直交分離装置および直交分離方法
CN104111465B (zh) 连续波干扰信号的估计器、估计方法、消除器及消除方法
Zaimbashi Broadband target detection algorithm in FM‐based passive bistatic radar systems
CN109507642A (zh) 一种基于噪声调频技术的非线性目标谐波检测方法
Al-Suhail et al. Modelling of long-wave chaotic radar system for anti-stealth applications
CN105572643A (zh) 一种对抗射频存储转发干扰的雷达信号发射方法
CN108055218A (zh) 基于频率选择性编码多载波调制技术的泄漏电缆入侵探测方法
Toma et al. Interference mitigation in wideband radios using spectrum correlation and neural network
Nawaz et al. Jammer detection algorithm for wide-band radios using spectral correlation and neural networks
CN115267700A (zh) 脉内分块正交-脉间多维捷变波形信号的抗干扰方法
Boughambouz et al. Improvement of radar signal phase extraction using All Phase FFT spectrum analysis
Fink et al. Effects of arbitrarily spaced subcarriers on detection performance in OFDM radar
Bai et al. The estimation of the PN sequence's period of the DSSS signals in narrowband interference environment
Khader Enhanced performance of fh detection system using adaptive threshold level
Tu et al. Pseudo‐random frequency hopping fuze technology based on signal reconstruction
Ali Tayaranian Hosseini et al. Robust detection in ultra-wideband impulse radar using DPSS-MMSE estimator
US20190094335A1 (en) Radar operation in a nuclear-scintillated environment
Sheng et al. An improved power spectrum reprocessing method for DS-SS signal on spreading code period estimation
Trujillo Rodriguez et al. A fast disturbance cancellation scheme for orthogonal frequency division multiplexing‐based passive radar exploiting reciprocal filter
Gabelli et al. Gnss jamming interference: Characterization and cancellation
Kodituwakku et al. Impact on radar probability of detection due to interference from 4G communication signals

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant