CN108811044A - 一种小带宽通信系统的频率扫描方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种针对小带宽通信系统的频率扫描方法及其装置：根据系统性能将待扫频段分为若干子频带，根据系统的最小带宽确定各子频带内的频点，然后以固定增益对时域信号进行FFT运算、滑动累加运算和栅格偏差累加运算，得到待扫频段上所有频点的功率分布后，根据阈值要求，决定是否需要调整增益值重新计算各频点的功率。按照上述方法筛选出功率达到阈值要求的所有频点，即得到全部的可驻留频点。本发明，以固定增益对采集到的时域信号进行处理，无需预留AGC收敛时间，大大缩短了数据处理的整体时间。同时，本发明由系统最小带宽确定各子频带内的频点分布，直接以累加的方式计算每个真实频点的功率，避免因计算的中心频点不是真实频点而造成的漏扫。

Description

一种小带宽通信系统的频率扫描方法及其装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种针对小带宽通信系统的频率扫描方法及其装置。

背景技术

目前的移动通信终端，在开机后，如果终端内储存有历史频点的话，通常会优先在历史频点上进行驻留尝试。如果驻留尝试失败，或者终端本身没有储存历史频点，那么就需要在其所有可能的频带中进行频率扫描，以寻找可以接入网络的频点。对频点的扫描，在移动终端需要重新检测和选择PLMN的过程中，也同样是不可避免的。

传统的扫频方法，通过对同步信号进行相关计算，在给定频段上，对所有可能的频点先进行粗扫。粗扫时，需要先根据时域信号能量从高到低的顺序确定一个粗扫频点列表，排除能量值过小的频点。粗扫之后，为避免漏频点，还要以信道栅格为步长，加上小区搜索，进一步对粗扫频点周围的若干频点进行精扫，得到精扫的频点列表排序。这种扫频方法的缺点是耗时较长：首先，不管是在粗扫还是精扫过程中，对每一个待扫频点，系统都需要保证一定的AGC(自动增益补偿，Automatic Gain Compensative)收敛时间。否则，在AGC增益不稳定的情况下，系统相关计算所依据的信号无法保证稳定，计算结果中会出现过多的假频点。以LTE系统为例，一般AGC收敛的时间至少需要10～20ms，以最大频带带宽50MHz的系统为例，如果移动终端按照300kHz的步长进行频率扫描，仅粗扫阶段的AGC收敛时间一项就需要2～3s。尤其，考虑到，不论粗扫阶段还是精扫阶段，都需要在时间域上对同步信号进行相关计算，才能够确认最终的可信频点，而且，相关计算中相关次数越多，得到的结果越可信。但同步信号存在一定的发送周期(LTE系统中同步信号的pss发送周期为5ms)。同样以LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统为例，按照相关值计算，每个频点至少需要10ms以上的采样时间才可以收集到足够进行相关计算的同步信号。应用中，采样时间以30ms左右居多。加上搜索过程，那么耗时更长。而且，系统粗扫过程中，扫频的步长也很难确定：步长太小，完成扫频的耗时会大大加长；而步长太大，又不利于选取峰值，影响扫频精准度。

考虑到，目前蜂窝网已经覆盖全球绝大多数的地理位置，基于现有的蜂窝网络，NB-ioT(Narrow Band internet of Things，基于蜂窝的窄带物联网)技术在功耗、连接数等方面的优越性能，该技术已成为万物互联网络的一个重要分支。对于接入NB-IOT系统的终端来说，为保证通信效果，频率扫描技术显得尤其重要。但不同于传统的LTE等系统带宽比较大且系统带宽可变的通信系统，NB-ioT系统带宽仅为200K，信道栅格100K，同步信号的最小周期是10ms。如果采用传统的对同步信号进行相关计算的方法，先进行全频段粗扫，再对粗扫后的频段进行精扫和搜索的话，每个频点进行相关运算至少需要20ms的采样时间，因而需要更长时间才能将所有的频点完全扫描一遍，影响后续的搜索效率。而且，这种扫频方式也会对NB-ioT终端的功耗带来不小考验。

现有的扫频方法主要适用于LTE等系统带宽比较大且系统带宽可变的通信系统中，扫频专利极少提及在诸如NB-ioT这种小带宽的通信系统中进行快速频率扫描的方法。在NB-ioT系统中，如何利用NB-ioT系统的特征使终端得以较快的速度准确找到可驻留的频点成为NB-ioT系统中的关键。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种针对小带宽通信系统的频率扫描方法及其装置。

本发明所针对的通信系统的带宽需满足系统带宽小于3倍信道栅格宽度的条件，主要包括NB-ioT系统。

首先，为实现上述目的，提出一种针对小带宽通信系统的频率扫描方法，包括以下步骤：

步骤1，增益档位定标，获取待扫频段，配置频点；

步骤2，按照所述增益档位及选取的所述待扫频段的频率要求，采集时域信号；

步骤3，将所采集的时域信号转换至频域；

步骤4，对所述信号进行滑动累加滤波；

步骤5，对滑动累加滤波结果进行栅格偏差累加运算；

步骤6，若未遍历待扫频段内全部频点，则跳转至步骤5或步骤4，继续对剩下的频点进行运算；否则，进一步判断是否已遍历全部待扫频段，若已遍历全部待扫频段，则跳转至步骤7；若未遍历全部待扫频段，则跳转至步骤2，根据下一待扫频段的要求处理；

步骤7，若频点功率达到阈值，则报告相应频点；否则，先判断是否已遍历所有增益档位，若已遍历所有增益档位，则报告频点数为0；若未遍历所有增益档位，则调节所述增益档位，跳转至步骤2。

进一步，上述方法中，所述各增益档的具体增益值由平均值预定标或线性预定标方法确定。所述增益档位的数量根据不同场强的应用频率决定。不同场强，或不同信号与干扰加噪声比(SINR，Signal to Interference plus Noise Ratio)情况下的增益值不同，但相同档位条件下增益值保持恒定。

进一步，上述方法中，所述配置频点的步骤包括：将所述待扫频段按照系统性能平均分为M个子频带，所述每个子频带均包括以整数倍系统带宽W为步长的n个频点。系统要求实时性越好则需要减少子频带数量，但减少子频带数量会同时增加对系统存储空间的要求。

进一步，上述方法中，所述步骤2中，采集的时域信号的长度为子频带工作时间T＝n×t，其中，t为常发信号的最小周期；采集时域信号的采样周期为符合当前选取的待扫频段采样要求的最小周期。

进一步，上述方法中，所述步骤3中，通过N点FFT，将将所述信号转换至频域；其中，所述FFT运算的点数N为基带滤波器带宽/子载波间隔×子频带工作时间T。

进一步，上述方法中，所述滑动累加滤波运算的窗长根据常发信号的符号长度确定。窗长为最接近常发信号符号长度的2的指数值。

进一步，上述方法中，所述栅格偏差累加运算的步骤如下：

首先，以1为信道栅格累加运算的第一个起始点，根据起始点间隔deltaF确定后续每一个信道栅格累加运算的起始点；其中，所述起始点间隔deltaF＝(信道栅格/子载波间隔+基带滤波器带宽/频点步长)；

然后，分别以所述每一个信道栅格累加运算的起始点开始，对相应子载波上的数据进行非相关累加，每个信道栅格累加运算的起点需要累加的数据长度为：基带滤波器带宽/子载波间隔。

更进一步，根据上述方法，所述步骤6中，还根据功率大小，对所述各频点进行差值排序，保证各频点始终按照其功率由大至小的顺序排列。

其次，为实现上述目的，本发明同时还提出一种针对小带宽通信系统的频率扫描装置，包括：顺序连接的时域信号采集单元、N点FFT模块、滑动累加滤波器、栅格偏差累加器、功率比较器、阈值比较器和可驻留频点输出单元，其特征在于，所述频率扫描装置还包括频段划分单元和增益补偿模块，所述频段划分单元连接所述N点FFT模块，所述增益补偿模块的控制端连接所述阈值比较器，所述增益补偿模块的输出端连接所述N点FFT模块；

所述频段划分单元将待扫频段按照系统性能平均分为M个子频带，所述每个子频带均包括以整数倍系统带宽W为步长的n个频点；对于类似于NB-ioT的小带宽通信系统来讲，其系统带宽200K，协议说明中的信道栅格100K，如果以200K为频点间步长，虽然我们将50MHz的频带划分为250个小band了，但是每一个小band的频点都是中心频点，250个小band就涵盖了所有带宽上的频点分布；

所述增益补偿模块根据所述阈值比较器比较的结果，选择增益档位，输出该档位所对应的增益值；

所述时域信号采集单元用于采集时域信号，采集的时域信号的长度为子频带工作时间T＝n×t，其中，t为常发信号的最小周期，n为每个子频带内所包含的频点个数，采集时域信号的采样周期至少为符合当前选取的待扫频段采样要求的最小周期，即当前待扫频段最高频率对应周期的一半；此单元每次根据一个待扫频段频点要求进行时域采样，在整个扫频过程中逐渐遍历全部待扫频段。

所述N点FFT模块用于以增益补偿模块输出的增益值，对采集到的时域信号进行N点FFT变换，其中，FFT运算的点数N为基带滤波器带宽/子载波间隔×子频带工作时间T；当然，所述N点FFT模块也可以直接等待T ms的时域数据，选择更大点数的FFT模块一起得到FFT后的结果；

所述滑动累加滤波器用于以固定窗长为基数对数据进行符号级累加，窗长的选取跟常发信号的长度有关，NB-ioT中的常发信号nb-pss，nb-sss或者是nb-pbch长度都是11个符号，因此，为便于计算，窗长可以选择11附近的2的指数值，通过符号级的非相关滑动累加，可以得到整个累加时间内每个符号上的能量分布；

所述栅格偏差累加器，用于从固定的K个信道栅格累加起始点为基准进行按照信道栅格的子载波数据的非相关累加，以得到整个累加时间内子载波上的能量分布；其中，信道栅格累加起始点分别为1,1+deltaF，1+2deltaF，…，1+(K-1)×deltaF；其中，deltaF为起始点间隔，deltaF＝(信道栅格/子载波间隔+基带滤波器带宽/频点步长)；

累加时，分别以所述每一个信道栅格累加运算的起始点开始，对相应子载波上的数据进行非相关累加，每个信道栅格累加运算的起点需要累加的范围为：以对应信道栅格累加运算的起点开始，至(基带滤波器带宽/子载波间隔)以内范围内的全部数据。

所述频点间步长为根据频点个数n确定的整数倍系统带宽W；所述功率比较器根据各频点上的功率大小，对所述各频点进行差值排序，保证各频点始终按照其功率由大至小的顺序排列；

所述阈值比较器先判断是否有频点功率达到阈值，若达到则报告相应频点；否则，进一步判断是否已遍历所有增益档位，若已遍历所有增益档位，则报告频点数为0；若未遍历所有增益档位，则控制所述增益补偿模块调节所述增益档位，重新从N点FFT模块开始，对该待扫频段进行计算；

所述可驻留频点输出单元用于接收所述阈值比较器报告的功率值达到阈值的频点，形成可驻留频点列表，输出。

进一步，上述频率扫描装置中，所述栅格偏差累加器为避免频点交界处的偏差影响，在对频点进行信道栅格子载波数据进行非相关累加时，选择的频点计算起点均以子频带的起始频率开始，将子频带末尾交界处的频点归入下一频段进行计算。这样可避免交界处频点的漏扫，待该band所有的小频段都按照该方式扫描排序完成后，我们可以获得该band上所有频点的功率分配。

有益效果

本发明，将待扫频段根据系统带宽W、系统运算能力、以及对扫频实时性的要求进行划分，并根据这些系统特性设计相应的FFT模块、滑动累加滤波器和栅格偏差累加器，由这些模块分别对信号进行符号方向和频域上的累加。直接通过累加运算得到系统各频点上的功率分布。再根据功率分布筛选出可驻留频点。由于，累加运算所需要的信号长度短于传统的相关运算所需要的信号长度，且累加运算所消耗的系统资源也远小于传统的相关运算所需要的系统资源，因此，本发明所提供的扫频方法能够快速准确地找到可驻留的频点。

进一步，累加计算所依据的信号长度无需考虑同步信号的发送周期，因此，无需等待若干周期再对采集到的同步信号进行自相关运算。大大缩短了系统的采样等待时间，提高了系统扫频的效率。

进一步，由于本方法中采用固定的增益值对采集到的信号进行处理，避免了传统AGC动态调节所需的收敛时间，能够进一步缩短系统扫频所需的运算时间。且，虽然没有AGC收敛的时间，但是工作频点的信号肯定比空闲频点的信号大，而且配合本专利采取的累加方式，即使放大倍数(增益值)并不理想，但是由于放大倍数为一静态值，在稳定的放大倍数下，信号中噪声和有用信号的大小依旧保持稳定的线性关系，信号中噪声等干扰信号的比例固定。相对于传统动态AGC，这种方法可有效避免因动态增益而造成的对环境干扰因素的放大，对于信号的峰值提取还是很有利的。且，本发明提出的AGC增益补偿分档的方法可以在不影响数据稳定性的前提下大大减少AGC收敛的时间，从而整体减少扫频的时长，降低终端功耗。

此外，本发明中以系统带宽做为频点间隔的步长，这样分的每一个小band的频点都是中心频点，这种划分方式能够涵盖所有带宽上的频点分布。配合相应的功率插值排序步骤，可有效避免传统扫频方法中因粗扫频点不准确而造成的扫频时间过长或扫频频点不准确等问题。避免遗漏频点。

更进一步，本发明在对频点进行信道栅格子载波数据进行非相关累加时，选择的频点计算起点为以子频带的起始频率，遍历各频点时，将子频带末尾交界处的频点归入下一频段进行计算。这样可避免交界处频点的漏扫，也可避免频点的重复扫描。本发明所述的累加时间是个总时间，信号周期决定频点的持续时间，而频点个数决定总时间，累加时间是所有频点与每个频点持续时间的乘积，与符号长度没关系。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明实施例所提的针对小带宽通信系统的频率扫描方法的流程图；

图2为根据本发明实施例所提的针对小带宽通信系统的频率扫描装置的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1的流程图，本实施例所提供的针对小带宽通信系统的频率扫描方法包括以下步骤：

步骤1，增益档位定标，获取待扫频段，配置频点；

步骤2，按照所述增益档位及选取的所述待扫频段的频率要求，采集时域信号；

步骤3，将所采集的时域信号转换为频域信号；

步骤4，对所述信号进行滑动累加滤波；

步骤5，对滑动累加滤波结果进行栅格偏差累加运算；

步骤6，若未遍历待扫频段内全部频点，则跳转至步骤4，继续对剩下的频点进行运算；否则，进一步判断是否已遍历全部待扫频段，若已遍历全部待扫频段，则跳转至步骤7；若未遍历全部待扫频段，则跳转至步骤2，根据下一待扫频段的要求处理；

步骤7，若频点功率达到阈值，则报告相应频点；否则，先判断是否已遍历所有增益档位，若已遍历所有增益档位，则报告频点数为0；若未遍历所有增益档位，则调节所述增益档位，跳转至步骤3。

具体的，上述方法中，步骤1中所述各增益档的具体增益值由平均值预定标或线性预定标方法确定。不同场强，或不同信号与干扰加噪声比(SINR，Signal to Interferenceplus Noise Ratio)情况下的增益值不同，但相同档位条件下增益值保持恒定。

所述增益档位的数量根据不同场强的应用频率决定。场强或信号与干扰加噪声状况的出现频率与设置的增益档位的数量成正比关系，即出现频率越高，增益档位设置的越密集。实施本方法时，可以只设定3档各代表强中弱场，也可以按照实际应用灵活调整档位个数，比如中场应用较多的话，那么中场可以将场强细分从而对应细分的中档档位，以便更加细化信号的实际状态。设定增益档位后，就以固定的增益值进行信号接收和补偿了，不再预留AGC收敛的时间，从整体上大大缩短了数据处理的总时间。虽然没有AGC收敛的时间，但是工作频点的信号肯定比空闲频点的信号大，而且本专利采取的是累加的方式，那么即使用了不是很理想的放大倍数，但是放大倍数静态化后，在稳定的放大倍数下，信号的大小变化依旧是个稳定的过程，对于信号的峰值提取还是很有利的。

以NB-ioT系统为例，定标时候的接收性能以SINR为参考，在下行50％的加扰下分别定义：

强场：SINR>＝22dB；

中场：SINR>5dB&&SINR<10dB；

弱场：SINR<2dB。

进一步，上述方法中，所述配置频点的步骤包括：将所述待扫频段按照系统性能平均分为M个子频带，所述每个子频带均包括以整数倍系统带宽W为步长的n个频点。系统要求实时性越好则需要减少子频带数量，但减少子频带数量会同时增加对系统存储空间的要求。

比如下发了J个频段{F_0，…F_J}，对于某个F_j，各待扫频段范围是[f_min_j,f_max_j]，以频点间步长为c*200kHz(本实施例中c＝1)，子频带带宽为(f_max_j-f_min_j])/M，将[f_min_j,f_max_j]分为n*M段待扫频点列表，系统最小带宽为200kHZ。本实施例中的频段划分不适用于带宽比较大且带宽可变的系统，比如LTE。LTE系统带宽从20M到1.4M都有可能，LTE的信道栅格仅为100K，以最大频带带宽为50MHz为例，如果我们以1.4M作为第一步长，第二步长即使取1(保持第一步长)，虽然经过频段划分后只得到36段小band，但是每个小band下实际存在着14个小栅格，而我们只取了中心频点为1.4MHZ的中心栅格，如果该中心频点是真实频点，那么扫频正好得到真实结果，但是如果真实频点不是该中心频点且真实频点就被划分在这些个1.4M的小band内了，那很有可能该频点就被漏扫了，扫频就没有意义了。但对于NB-ioT这种小带宽通信系统来讲，结果就不一样了，NB-ioT的系统带宽200K，协议说明中的信道栅格100K，如果以200K为第一步长，虽然我们将50MHz的频带划分为250个小band，则每一个小band的频点都是中心频点，250个小band即可涵盖所有带宽上的频点分布。

进一步，上述方法中，所述步骤2中，采集的时域信号的长度为子频带工作时间T＝n×t，其中，t为常发信号的最小周期；采集时域信号的采样周期至少为符合当前选取的待扫频段采样要求的最小周期，最长必须短于当前频段最高频点对应周期的一半。

进一步，上述方法中，所述步骤3中，通过N点FFT，将将所述时域信号转换为频域信号；其中，所述FFT运算的点数N为基带滤波器带宽/子载波间隔×子频带工作时间T。集中做N点的FFT，得到FFT转换结果，由于这是一个按步长划分后的小频带，所以并不是所有点上的频率都是一致的，那么等到收集到一定时间内的小频带上所有的信号后，实际上我们得到了这段时间内这个频带上各个频点的频谱的分布。

进一步，上述方法中，所述步骤4中，滑动累加滤波运算的窗长根据常发信号的符号长度确定。窗长为最接近常发信号符号长度的2的指数值。按照常发信号的长度启动滑动累加滤波器，滤波器的长度需要大于等于常发信号的符号长度，这个滤波是按照符号方向进行的，也就是说我们把每个子载波上的符号按照符号常发长度进行累加，累加后我们就可以获得整个累加时间内每个符号上的信号分布。

在本实施例中，滑动累加滤波运算的具体公式为：

其中，s：符号索引，S：表示累加时间内总的符号个数，Power[s]为符号s上的功率。

具体，以常发信号长度11为例，取滑动滤波窗长为8(最接近11的2的指数)，8个数据累加一次后滑动一个数据再累加，就是说1--8累加，2--9累加，依此类推，最后几个符号肯定不够8了，可以用开头的数据补充，也可以用末尾的数据补。

进一步，上述方法中，所述步骤5中，栅格偏差累加运算的步骤如下：

首先，以1为信道栅格累加运算的第一个起始点，根据起始点间隔deltaF确定后续每一个信道栅格累加运算的起始点；其中，所述起始点间隔deltaF＝(信道栅格/子载波间隔+基带滤波器带宽/频点步长)。

然后，分别以所述每一个信道栅格累加运算的起始点开始，对相应子载波上的数据进行非相关累加，每个信道栅格累加运算的起点需要累加的数据长度为：基带滤波器带宽/子载波间隔。

在本实施例中，栅格偏差累加运算的具体公式为：

其中，k：为每次信道栅格累加运算起始点的子载波索引号，K：表示累加时间内总的起始点个数，Power_sum[k]为子载波k上的功率。

以基带滤波器240K，第一步长200K,信道栅格100K，子载波之间的间隔为15K为例，每次累加的起始点分别为：1,9,17,25…，，每次累加数据的步长为：基带滤波器带宽/子载波间隔＝16。因此，第一次累加1--16子载波，第二次累加9--24，。。。，依此类推。

进一步，本实施例中，信道栅格偏差累加运算所对应的中心频点分别为{f_min_j,f_min_j+100K,f_min_j+200K,…,f_max_j}；当然，为了避免漏频点的情况发生，也可以找到多个点，这个点数跟传统的粗扫得到的点数意义不同。传统粗扫得到的点数多少直接影响精扫的时间从而影响整个扫频的时间，而本专利中最终能量比较结果中即使找到的点比较多也不会影响整体的扫频时间。这是因为，后续继续进行其它分段扫描的过程中会通过插值排序放弃一些能量较小的频点。信道栅格偏移累加的起始点根据基带滤波器带宽可以对应选择。

考虑到频点切换引入的扫频偏差，此处可以舍弃末尾频点重复扫描，比如舍弃(f_max_j-100)和f_max_j。具体而言，以200K为步长，基带滤波器是240K为例，栅格累加的起始点可以分别选择{1,9,17,25,33,41,49,57…}开始的子载波。而为了避免频点交界处的偏差影响，下一个累加的频点可以选择从f_miax_j开始，这样既考虑切换频点的影响，也避免了交界处频点的漏扫，待该band所有的小频段都按照该方式扫描排序完成后，我们可以获得该band上所有频点的功率分配，

更进一步，根据上述方法，所述步骤6中，还根据功率大小，对所述各频点进行差值排序，保证各频点始终按照其功率由大至小的顺序排列。根据终端的补偿特性，计算增益补偿后，将该频点上最大的功率值与阈值进行比较，如果该功率值满足阈值条件，那么该band扫描结束，如果不满足，继续调整增益值(增益档位)，重新进行扫描，直到所有可选的增益值都尝试过为止。如果有符合阈值的结果，则直接将其作为该band需要上报的可驻留频点，如果没有，那么说明该band上无有效频点，直接上报0。这里的补偿特性由基站的发射功率，路损，Rx接收功综合计算得出。

根据上述方法，设计出如图2所示的频率扫描装置。包括：顺序连接的时域信号采集单元、N点FFT模块、滑动累加滤波器、栅格偏差累加器、功率比较器、阈值比较器和可驻留频点输出单元，还包括频段划分单元和增益补偿模块，所述频段划分单元连接所述N点FFT模块，所述增益补偿模块的控制端连接所述阈值比较器，所述增益补偿模块的输出端连接所述N点FFT模块。

上述各模块按照上述扫频方法中的各个步骤进行配合，针对小带宽通信系统进行高效、准确的频率扫描。

装置中的阈值是根据系统实际调试情况定义的一个经验值，该值与通信系统的性能强相关。在明确了算法后，在matlab环境仿真给出一个理想值，也就是说在随机数据的基础上加上白噪声情况通过相同的数据处理算法会得到一个理想值。实际环境中的噪声更随机化，所以阈值最终会根据实际环境进行微调。

上述频段划分单元中，子频带个数M的选择需要权衡系统要求实时性更高还是要求存储空间更优，这两个矛盾统一，因为M越小，意味着存储数据需要占用的内存更大，但是M越小，分段越少，那么就会更快得到一个band的扫频结果。要求实时性高的系统，M取小些，要求存储空间小的系统，M取多一些。即，子频带个数M与系统对实时性的要求负相关，与系统的存储空间bit容量负相关。以小步长200k为例，子频带带宽如果取4*200k，每个步长持续10ms时间，FFT结果以16位存储，那么40ms的数据存储空间需要16*16*140*4＝17.5KB，随着M减小，子频段划分变粗，存储空间成倍上升

本发明技术方案的优点主要体现在：直接通过累加运算得到系统各频点上的功率分布，再根据阈值要求，决定是否需要调整增益值重新计算该待扫频段上各频点的功率，最终根据功率分布筛选出可驻留频点。由于累加运算所针对的频带、频点均根据系统特性选取，按照上述方法筛选出的频点不会存在遗漏。并且本发明，以固定增益对采集到的时域信号进行处理，无需预留AGC收敛时间，大大缩短了数据处理的整体时间。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种针对小带宽通信系统的频率扫描方法，其特征在于，步骤包括：

步骤1，增益档位定标，获取待扫频段，配置频点；

步骤2，按照所述增益档位及选取的所述待扫频段的频率要求，采集时域信号；

步骤3，将所采集的时域信号转换为频域信号；

步骤4，对所述信号进行滑动累加滤波；

步骤5，对滑动累加滤波结果进行栅格偏差累加运算；

步骤6，若未遍历待扫频段内全部频点，则跳转至步骤4，继续对剩下的频点进行运算；否则，再判断是否已遍历全部待扫频段，若已遍历全部待扫频段，则跳转至步骤7；若未遍历全部待扫频段，则跳转至步骤2，根据下一待扫频段的要求处理；

步骤7，若频点功率达到阈值，则报告相应频点；否则，先判断是否已遍历所有增益档位，若已遍历所有增益档位，则报告频点数为0；若未遍历所有增益档位，则调节所述增益档位，跳转至步骤2。

2.如权利要求1所述的针对小带宽通信系统的频率扫描方法，其特征在于，所述小带宽通信系统的系统带宽小于3倍信道栅格宽度。

3.如权利要求1所述的针对小带宽通信系统的频率扫描方法，其特征在于，步骤1中，所述各增益档位的具体增益值由平均值预定标或线性预定标方法确定。

4.如权利要求3所述的针对小带宽通信系统的频率扫描方法，其特征在于，不同场强或不同信号与干扰加噪声比，对应不同的增益档位；相同增益档位的具体增益值固定。

5.如权利要求4所述的针对小带宽通信系统的频率扫描方法，其特征在于，所述增益档位的数量根据不同场强或不同信号与干扰加噪声比的出现频率决定；场强或信号与干扰加噪声状况的出现频率与设置的增益档位的数量成正比关系。

6.如权利要求1所述的针对小带宽通信系统的频率扫描方法，其特征在于，所述配置频点的步骤包括：将所述待扫频段按照系统性能平均分为M个子频带，所述每个子频带均包括以整数倍系统带宽W为步长的n个频点。

7.如权利要求6所述的针对小带宽通信系统的频率扫描方法，其特征在于，所述子频带个数M，根据系统对实时性和存储空间的要求确定；子频带个数M与系统对实时性的要求负相关，子频带个数M与系统的存储空间容量负相关。

8.如权利要求6所述的针对小带宽通信系统的频率扫描方法，其特征在于，所述步骤2中，采集的时域信号的长度为子频带工作时间T=n×t，其中，t为常发信号的最小周期；采集时域信号的采样周期为符合当前选取的待扫频段采样要求的最小周期。

9.一种针对小带宽通信系统的频率扫描装置，包括：顺序连接的时域信号采集单元、N点FFT模块、滑动累加滤波器、栅格偏差累加器、功率比较器、阈值比较器和可驻留频点输出单元，其特征在于，所述频率扫描装置还包括频段划分单元和增益补偿模块，所述频段划分单元连接所述N点FFT模块，所述增益补偿模块的控制端连接所述阈值比较器，所述增益补偿模块的输出端连接所述N点FFT模块；

所述频段划分单元将每一个待扫频段按照系统性能平均分为M个子频带，所述每个子频带均包括以整数倍系统带宽W为步长的n个频点；

所述增益补偿模块根据所述阈值比较器比较的结果，选择增益档位，输出增益。