CN109391812B - 一种基于dvb-s信号的循环平稳检测和相关检测联合检测方法 - Google Patents
一种基于dvb-s信号的循环平稳检测和相关检测联合检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109391812B CN109391812B CN201811140169.1A CN201811140169A CN109391812B CN 109391812 B CN109391812 B CN 109391812B CN 201811140169 A CN201811140169 A CN 201811140169A CN 109391812 B CN109391812 B CN 109391812B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- detection
- cyclo
- stationary
- interference
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N17/00—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
- H04N17/004—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for digital television systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开一种基于DVB‑S信号的循环平稳检测和相关检测联合检测方法，该方法在第一个检测周期内首先运行循环平稳检测方法来检测目标信号的反射波，检测是否存在循环平稳信号，如果检测到存在循环平稳信号，则使用直达波作为参考信号，进行相关检测，识别目标信号是否存在。一旦检测到目标信号，接下来一段时间单独使用相关检测；若没有检测到目标信号，根据具有循环平稳特性的干扰的出现特性，选择合适的信号检测方法或者若没有检测目标信号，则根据干扰出现的概率先进行判定，当判定下一个周期会出现干扰时，使用相关检测，反之先使用循环平稳检测，根据检测结果进行下一步检测方法的选择。本发明提出方法优化了检测方法，实现更低的误警概率。
Description
技术领域
本发明涉及被动雷达信号处理的方法，具体涉及一种基于DVB-S信号的循环平稳检测和相关检测联合检测方法。
背景技术
被动雷达是使用发射源的电磁波但本身不发生脉冲的雷达系统。使用的辐射源可以来自FM广播，数字电视或人造卫星，其中DVB-S(数字电视广播卫星系统)被认为是一个可靠的被动雷达辐射源。一般的信号检测方法是能量检测、相关检测(即匹配滤波器)或循环平稳检测。其中能量检测是最通用的方法，因为其计算复杂度较低。相关检测具有最高的检测精度，但是它要求参考信号信息必须知道。在DVB-S系统中，由于直达波的信噪比很高，可以用作参考信号。然而接收直达波信号，再进行信号处理，最后相关计算，这整个过程会引起相当大的能耗。循环平稳检测使用调制信号的循环平稳性，其中DVB-S信号就是一种具有循环平稳特性的信号，与能量检测相比，其对未知噪声的敏感度更低，精确度更高，并且由于它只需一路接收天线接收反射波，一系列信号处理下来，总体耗能比相关检测低，但这种方法的缺点是会将具有循环平稳特性的干扰误判成目标信号。目前有一种方法，即基于两种探测方法的数据综合的协同感知探测方法，该方法对接收到的采样信号，进行能量检测和相关检测两种检测，和能量检测相比，这种方案具有更好的性能。还有一种两种检测方法混合的检测方案，即先在低SNR区域使用循环平稳检测，同时在高SNR区域使用能量检测。这种方案提高了检测性能，同时又避免了全部使用循环平稳检测而导致较高的算法复杂度。然而，现有的这些方法，没有一个考虑到接收信号的相关性，无法确定是否存在目标信号。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种基于DVB-S信号的循环平稳检测和相关检测联合检测方法，该方法具体包括如下步骤：
S1:对接收信号的第一个检测周期进行如下处理：
S1.1：首先接收信号中的反射波进行循环平稳检测；
(1)设置误警概率Pf；
(2)通过误警概率确定门限值T0：首先得到一组噪声信号统计量N0，然后计算反射波信号y(t)的循环自相关函数的估计值由似然比检测得到的检验统计量为
N0＝Sn(f)
其中，Sn(f)是空白噪声n(t)的功率谱密度；α代表循环频率，τ代表延迟，N代表样本点数；
将T从大到小进行排序，根据之前选定的误警概率Pf，选定的临界值就是需要的门限值T0；
(3)计算采样周期的反射波信号的统计量T,并将其与门限值T0作对比，当T>T0，则循环平稳信号存在，进入S1.2进行相关检测；反之，则直接判定不存在具有循环平稳特性的干扰或者目标信号，进入S3；
其中，Ry(α,τ)为反射波信号y(t)的循环自相关函数；
S1.2:进行接收信号中的直达波和反射波信号进行相关检测；
(1)设置误警概率Pf；
(2)通过误警概率确定相关检测门限值λ0：
取m组直达波信号s(k)和m组反射波信号y(k)做滑动相关，每两个信号相关计算得到一个最大的相关函数值，得到m组数据，对应为检测量
其中，NW为滑动相关的窗口长度；
将从大到小进行排序，根据之前选定的误警概率Pf，选定的临界值就是需要的门限值λ0；
(3)获得采样周期内反射波信号和直达波信号的相关统计量λ，并将该统计量与门限值作对比，当λ>λ0，则认为存在目标信号，则进入S2持续进行相关检测；反之，则认为仅存在具有循环平稳特性的干扰，进入S3；
S2：对于前一个检测周期接收到目标信号的情况，在接收信号的后面的周期重复S2.2，持续进行相关检测，直到一段时间后，确定再没有检测到目标信号，进入S3；
S3：进行干扰判定
(1)结合误警概率和实际样本统计数据确定门限值；
(2)计算干扰出现的概率；
(3)将干扰出现的概率与门限值进行比较，当这个概率大于门限值时，判定干扰会在下一检测周期出现，则在下一周期使用S1.2的相关检测；反之，则判断结果为干扰在下一检测周期不会出现，先在下一周期用S1.1的循环平稳检测，若没有检测到循环平稳信号时，继续S3循环；若检测到循环平稳信号，继续使用S1.2的相关检测，判断是干扰信号还是目标信号；一旦检测到干扰信号，后面直接单独使用相关检测，若检测到目标信号，持续进行S2的相关检测，实时监测目标信号是否存在。
本发明的有益效果如下：
空中目标和干扰的出现是低概率事件，本发明的检测方法中，当循环平稳检测结果为不存在循环平稳信号时，不需要进行相关检测，考虑到相关检测需要额外的直达波接收天线和复杂的信号处理过程，以获得较纯净的参考信号，节省这一步，可减少资源浪费；长期监测时，又考虑了当出现空中目标，持续一段时间单独使用相关检测，以及干扰在某段时间内长期存在的情况，避免一直同时使用两种检测方法；在尽可能考虑所有可能情况下，本发明提出的方法不比任何一种单一的检测技术性能差，是一种较为优越的检测方案。本方案对空中移动目标的长期监测有非常重要的意义。
附图说明
图1为信号检测的第一个检测周期流程示意图；
图2为在第一个检测周期判断目标存在之后的流程示意图；
图3为在第一个检测周期判断目标不存在之后的流程示意图。
具体实施方式
下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-3所示，本发明的基于DVB-S信号的循环平稳检测和相关检测联合检测方法具体包括如下步骤：
S1:对接收信号的第一个检测周期进行如下处理：
S1.1：首先接收信号中的反射波进行循环平稳检测；
(1)设置误警概率Pf；
(2)通过误警概率确定门限值T0：首先得到一组噪声信号统计量N0，然后计算反射波信号y(t)的循环自相关函数的估计值由似然比检测得到的检验统计量为
N0＝Sn(f)
其中，Sn(f)是空白噪声n(t)的功率谱密度；α代表循环频率，τ代表延迟，N代表样本点数；
将T从大到小进行排序，根据之前选定的误警概率Pf，选定的临界值就是需要的门限值T0；
(3)计算采样周期的反射波信号的统计量T,并将其与门限值T0作对比，当T>T0，则循环平稳信号存在，进入S1.2进行相关检测；反之，则直接判定不存在具有循环平稳特性的干扰和目标信号，进入S3；
其中，Ry(α,τ)为反射波信号y(t)的循环自相关函数；
S1.2:进行接收信号中的直达波和反射波信号进行相关检测；
(1)设置误警概率Pf；
(2)通过误警概率确定相关检测门限值λ0：
取m组直达波信号s(k)和m组反射波信号y(k)做滑动相关，每两个信号相关计算得到一个最大的相关函数值，得到m组数据，对应为检测量
其中，NW为滑动相关的窗口长度；
将从大到小进行排序，根据之前选定的误警概率Pf，选定的临界值就是需要的门限值λ0；
(3)获得采样周期内反射波信号和直达波信号的相关统计量λ，并将该统计量与门限值作对比，当λ>λ0，则认为存在目标信号，则进入S2持续进行相关检测；反之，则认为仅存在具有循环平稳特性的干扰，进入S3；
通过第一个检测周期的检测后，具体结果描述为以下四种：
H00：对应不存在具有循环平稳特性的干扰和目标信号的情况；
H01：该情况对应只存在干扰，且存在具有循环平稳特性的干扰的，这种情况下，不进行相关检测，单只采用循环平稳检测无法正确判断；
H10：该情况对应存在目标信号，且可能存在不具有循环平稳特性的干扰；
H11：该情况对应存在目标信号，且可能存在具有循环平稳特性的干扰，这种情况下本方案只能确定目标信号是否存在。
S2：对于前一个检测周期接收到目标信号的情况，在接收信号的后面的周期重复S2.2，持续进行相关检测，直到一段时间后，确定再没有检测到目标信号，进入S3；
S3：进行干扰判定
(1)结合误警概率和实际样本统计数据确定门限值；
(2)计算干扰出现的概率；
(3)将干扰出现的概率与门限值进行比较，当这个概率大于门限值时，判定干扰会在下一检测周期出现，则在下一周期使用S1.2的相关检测；反之，则判断结果为干扰在下一检测周期不会出现，先在下一周期用S1.1的循环平稳检测，若没有检测到循环平稳信号时，继续S3循环；若检测到循环平稳信号，继续使用S1.2的相关检测，判断是干扰信号还是目标信号；一旦检测到干扰信号，后面直接单独使用相关检测，若检测到目标信号，持续进行S2的相关检测，实时监测目标信号是否存在。
本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对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。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种基于DVB-S信号的循环平稳检测和相关检测联合检测方法，其特征在于，该方法具体包括如下步骤：
S1:对接收信号的第一个检测周期进行如下处理：
S1.1：首先接收信号中的反射波进行循环平稳检测；
(1)设置误警概率Pf；
(2)通过误警概率确定门限值T0：首先得到一组噪声信号统计量N0，然后计算反射波信号y(t)的循环自相关函数的估计值由似然比检测得到的检验统计量为
N0＝Sn(f)
其中，Sn(f)是空白噪声n(t)的功率谱密度；α代表循环频率，τ代表延迟，N代表样本点数；
将从大到小进行排序，根据之前选定的误警概率Pf，选定的临界值就是需要的门限值T0；
(3)计算采样周期的反射波信号的统计量T,并将其与门限值T0作对比，当T>T0，则循环平稳信号存在，进入S1.2进行相关检测；反之，则直接判定不存在具有循环平稳特性的干扰或者目标信号，进入S3；
其中，Ry(α,τ)为反射波信号y(t)的循环自相关函数；
S1.2:进行接收信号中的直达波和反射波信号进行相关检测；
(1)设置误警概率Pf；
(2)通过误警概率确定相关检测门限值λ0：
取m组直达波信号s(k)和m组反射波信号y(k)做滑动相关，每两个信号相关计算得到一个最大的相关函数值，得到m组数据，对应为检测量
其中，NW为滑动相关的窗口长度；
将从大到小进行排序，根据之前选定的误警概率Pf，选定的临界值就是需要的门限值λ0；
(3)获得采样周期内反射波信号和直达波信号的相关统计量λ，并将该统计量与门限值作对比，当λ>λ0，则认为存在目标信号，则进入S2持续进行相关检测；反之，则认为仅存在具有循环平稳特性的干扰，进入S3；
S2：对于前一个检测周期接收到目标信号的情况，在接收信号的后面的周期重复S1.2，持续进行相关检测，直到一段时间后，确定再没有检测到目标信号，进入S3；
S3：进行干扰判定
(1)结合误警概率和实际样本统计数据确定门限值；
(2)计算干扰出现的概率；
(3)将干扰出现的概率与门限值进行比较，当这个概率大于门限值时，判定干扰会在下一检测周期出现，则在下一检测周期使用S1.2的相关检测；反之，则判断结果为干扰在下一检测周期不会出现，则在下一检测周期用S1.1的循环平稳检测，若没有检测到循环平稳信号时，继续S3循环；若检测到循环平稳信号，继续使用S1.2的相关检测，判断是干扰信号还是目标信号；一旦检测到干扰信号，后面直接单独使用相关检测，若检测到目标信号，持续进行S2的相关检测，实时监测目标信号是否存在。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811140169.1A CN109391812B (zh) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | 一种基于dvb-s信号的循环平稳检测和相关检测联合检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811140169.1A CN109391812B (zh) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | 一种基于dvb-s信号的循环平稳检测和相关检测联合检测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109391812A CN109391812A (zh) | 2019-02-26 |
| CN109391812B true CN109391812B (zh) | 2019-11-19 |
Family
ID=65418158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811140169.1A Active CN109391812B (zh) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | 一种基于dvb-s信号的循环平稳检测和相关检测联合检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109391812B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110380799B (zh) * | 2019-07-11 | 2020-05-08 | 浙江大学 | 一种基于马尔科夫链干扰预测的信号检测方法 |
| CN112684428B (zh) * | 2021-01-15 | 2023-08-04 | 浙江大学 | 一种基于信号代理的多目标恒虚警率检测方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101834630A (zh) * | 2010-05-11 | 2010-09-15 | 南京邮电大学 | 一种基于能量-循环平稳特征的联合频谱检测方法 |
| CN102253360B (zh) * | 2011-04-14 | 2013-04-03 | 上海大学 | 阈值自动调整的循环平稳信号源个数估计方法 |
| CN104301272B (zh) * | 2013-07-17 | 2019-01-22 | 上海无线通信研究中心 | 基于循环自相关函数的统计谱域传输信号的检测方法 |
| CN105553582B (zh) * | 2015-12-25 | 2018-06-19 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种联合能量检测与循环平稳特征检测的感知方法 |
| CN107831488B (zh) * | 2017-09-06 | 2020-06-05 | 浙江大学 | 基于dvb-s信号多信道全信息融合的空中移动目标检测方法 |
-
2018
- 2018-09-28 CN CN201811140169.1A patent/CN109391812B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109391812A (zh) | 2019-02-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2021004299A1 (zh) | 人员检测方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| EP1478202B1 (en) | A method of locating and measuring a mobile station | |
| CN106125053B (zh) | 脉冲多普勒雷达极化抗干扰方法 | |
| Rovňáková et al. | TOA estimation and data association for through-wall tracking of moving targets | |
| CN106371084B (zh) | 一种基于雷达回波的电离层电子密度探测方法 | |
| US20120182173A1 (en) | System and method for moving target detection | |
| US10001550B2 (en) | Method for automatic classification of radar objects | |
| CN108318864B (zh) | 一种用于雷达目标检测中消除多径目标的方法及装置 | |
| CN106814358A (zh) | 一种用于超宽带穿墙雷达中多人体目标检测的系统及方法 | |
| CN101881826A (zh) | 扫描模式海杂波局部多重分形目标检测器 | |
| CN111399002A (zh) | 一种基于两级神经网络的gnss接收机组合干扰分类识别方法 | |
| CN109391812B (zh) | 一种基于dvb-s信号的循环平稳检测和相关检测联合检测方法 | |
| KR102162284B1 (ko) | 클라우드 데이터 처리 gnss 재밍 감시 방법 및 시스템 | |
| CN109521412B (zh) | 基于局部统计量融合的雷达组网空域目标检测方法 | |
| CN107064903A (zh) | 一种多个异构卫星下基于glrt的目标探测方法 | |
| CN107272030A (zh) | 一种基于多个gps卫星信息融合的目标探测方法 | |
| Hyder et al. | Range-Doppler imaging via sparse representation | |
| CN114567340B (zh) | 基于相关算法的ads-b信号接收基带处理方法及系统 | |
| US20220408400A1 (en) | System and method for facilitating localizing an external object | |
| KR101154166B1 (ko) | 인지 무선 시스템을 위한 스펙트럼 검출 기법 성능 분석 방법 | |
| Ovchinnikov et al. | Adaptive HF signal detection algorithm CFAR and its verification by means of SDR based digital ionosonde with USRP platform | |
| CN115980689A (zh) | 基于点云检测的辐射源信号分选方法、装置、设备及介质 | |
| CN108718223A (zh) | 一种非合作信号的盲频谱感知方法 | |
| CN114280568A (zh) | 墙体的轮廓识别方法及装置 | |
| RU2646857C1 (ru) | Способ селекции движущихся целей |
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 | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230329 Address after: 316000 Room 202, 11 Baichuan Road, Lincheng street, Dinghai District, Zhoushan City, Zhejiang Province (centralized office) Patentee after: ZHEJIANG JISU HEXIN TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 310058 Yuhang Tang Road, Xihu District, Hangzhou, Zhejiang 866 Patentee before: ZHEJIANG University |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230615 Address after: Plant 1, No. 13, Guiyang Avenue, Yantai Economic and Technological Development Zone, Shandong Province, 264000 Patentee after: Yantai Xin Yang Ju Array Microelectronics Co.,Ltd. Address before: 316000 Room 202, 11 Baichuan Road, Lincheng street, Dinghai District, Zhoushan City, Zhejiang Province (centralized office) Patentee before: ZHEJIANG JISU HEXIN TECHNOLOGY CO.,LTD. |