CN110401502B - 基于时频碰撞原理的网台分选方法 - Google Patents

基于时频碰撞原理的网台分选方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110401502B
CN110401502B CN201910520471.8A CN201910520471A CN110401502B CN 110401502 B CN110401502 B CN 110401502B CN 201910520471 A CN201910520471 A CN 201910520471A CN 110401502 B CN110401502 B CN 110401502B
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
station
time
net
network
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
Application number
CN201910520471.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110401502A (zh
Inventor
江飞
丁学科
杨民
祝宏志
刘长明
胡莹
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.)
Tong Fang Electronic Science & Technology Co ltd
Original Assignee
Tong Fang Electronic Science & Technology Co ltd
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 Tong Fang Electronic Science & Technology Co ltd filed Critical Tong Fang Electronic Science & Technology Co ltd
Priority to CN201910520471.8A priority Critical patent/CN110401502B/zh
Publication of CN110401502A publication Critical patent/CN110401502A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110401502B publication Critical patent/CN110401502B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/382—Monitoring; Testing of propagation channels for resource allocation, admission control or handover

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于时频碰撞原理的网台分选方法，包括以下步骤：S1、设置若干部电台发射参数并发射跳频信号，初始化所需的跳频监测数据并存入当前跳频监测设备内存中；S2、获取当前跳频监测设备的时域采样序列；S3、对步骤S2中获取的数据进行SPWVD变换；S4、剔除非跳频信号；S5、进行网台分选。本发明能够解决跳频信号受到外界干扰后，跳频监测系统监测跳频信号时出现网台分选误判的问题。

Description

基于时频碰撞原理的网台分选方法
技术领域
本发明涉及电子信息技术领域，具体来说，涉及一种基于时频碰撞原理的网台分选方法。
背景技术
跳频信号监测系统是对多个跳频电台的信号进行监测，估计出各跳频电台技术参数(如跳速、频率集等)，并进行网台分选的设备。在许多实际应用中，由于实际的电磁环境比较复杂，跳频信号会受到外界信号干扰，跳频信号监测系统监测到的某一跳信号在持续时间内会出现时断时续的现象，从而使得网台分选时易发生误判。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种基于时频碰撞原理的网台分选方法，能够解决跳频信号受到外界干扰后，跳频监测系统监测跳频信号时出现网台分选误判的问题。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于时频碰撞原理的网台分选方法，包括以下步骤：
S1、设置若干部电台发射参数并发射跳频信号，初始化所需的跳频监测数据并存入当前跳频监测设备内存中；
S2、获取当前跳频监测设备的时域采样序列；
S3、对步骤S2中获取的数据进行SPWVD变换；
S4、剔除非跳频信号；
S5、进行网台分选。
进一步的，所述若干部电台的发射频率在同一个频段范围内。
进一步的，所述电台为2台，所述跳频监测设备个数为1。
进一步的，步骤S4中，所述非跳频信号包括定频信号、扫频信号、突发信号。
进一步的，所述步骤S5具体包括：
S5.1、计算SPWVD图中各频率持续时间上的中间时刻tk；
S5.2、根据公式t-1＝tk-tk-1计算中间时刻差；
S5.3、根据公式t1/2＝(tk+tk-1)/2计算频率中间时刻均值；
S5.4、比较t-1,t1/2的大小，若t-1＜t1/2则判定这两个频率属于不同网台的信号，统计出各时间点上碰撞的频率数，根据多数原则确定网台的个数，并选择其中某时间相碰撞的频率保存到相应网台的频率集数组Fk中；
S5.5、搜寻与频率集Fk中的频率在时间上相碰撞的频率f，判定此频率f不属于此网台中的频率，并保存到非此网台的频率集NFk中；
S5.6、对比各个网台中的频率集Fk与非此网台频率集NFk，如果某一网台中的频率集Fk中的频率同时存在非此网台频率集NFk中，则在频率集Fk中剔除此频率，并保存到此网台的临时网台频率集TFk中；
S5.7、重复步骤S5.1～S5.6，收集各网台的频率集，并保留各频率的持续时间及间隔时间；
S5.8、根据频率集中的频率信息计算跳频参数。
进一步的，步骤S5.1中，k＝1,L,K，K为频率个数。
进一步的，步骤S5.4中，k＝1,L,m，m为网台数。
进一步的，步骤S5.5中，当搜寻到的某一个频率同时与其他m-1个网台中的频率发生时间碰撞，且只与某一个mn网台中的频率没有碰撞，则认为此频率属于这个网台。
进一步的，若在后续观察周期内，超过三次把步骤S5.6中的频率都归类到对应网台频率集Fk中，则此频率可以认为属于此网台，并添加到网台频率集Fk中，在非此网台频率集NFk中剔除此频率。
本发明的有益效果：本发明是根据时频碰撞原理进行的网台分析，抗干扰性强，算法实现简单，计算量小，可进行跳频信号的实时监测；本发明方法可广泛应用于通信、雷达、无线电监测与管理等领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的跳频监测接收布局示意图。
图2是t＝1时刻对信号进行采集并经SPWVD算法处理后示意图。
图3是剔除非跳频信号的SPWVD图。
图4是标记出频率在持续时间上的中间时刻tnk的示意图，其中n＝1,2；k＝1,L,K；n为网台号；K为频率号。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明实施例所述的一种基于时频碰撞原理的网台分选方法，具体步骤如下：
S1、设置多部电台发射参数(所有电台发射频率在同一个频段范围内)，并发射跳频信号，初始化所需的跳频监测数据并存入当前监测设备内存中，其中电台的个数为2台，跳频监测设备个数为1。
S2、通过公式x＝[x(1)x(2)L x(M)]T＝ηSa(θ)+n获取S1步骤所述的当前跳频监测设备的时域采样序列，其中，S＝[s1 s2 L sK]为电台的时域采样序列，k＝1,L,K，M为时域采样点数，K为电台的个数，η为信号衰减因子，n＝[n(1)n(2)L n(M)]T为高斯白噪声向量。
S3、对S2进行SPWVD变换。
S4、剔除非跳频信号，所述非跳频信号包括定频信号、扫频信号、突发信号；
定频信号：若信号的持续时间在某一个频率上持续3秒以上，则可以看成为定频信号。定频信号有连续定频信号和断续定频信号之分，连续定频信号为在某一频率点连续出现，并且随时间其频率很少发生变化，断续定频信号是指信号在某一个频率点上，随时间的变化断断续续的出现，但频率不变；
扫频信号：若信号频率在其时频图上表现为随时间的变化而连续发生变化，则可认定为扫频信号；
突发信号：突发信号的出现没有任何规律可循，其持续时间也不固定。在信号的时频图上表现为一小段曲线或者直线。这种信号的幅度比较大，带宽小，但数量较少。
S5、网台分选步骤，具体如下：
S5.1、计算SPWVD图中各频率持续时间上的中间时刻tk，其中k＝1,L,K，K为频率个数；
S5.2、根据公式t-1＝tk-tk-1计算中间时刻差；
S5.3、根据公式t1/2＝(tk+tk-1)/2计算频率中间时刻均值；
S5.4、根据S5.2，S5.3比较t-1,t1/2的大小，如t-1＜t1/2，则这两个频率在时域上发生碰撞，认为其属于不同网台的信号，统计出各时间点上碰撞的频率数，根据多数原则确定网台的个数，并选择其中某时间相碰撞的频率保存到相应网台的频率集数组Fk中，其中，k＝1,L,m，m为网台数；
S5.5、以S5.4中的各网台频率集Fk中的频率为依据，根据S5.2、S5.3、S5.4搜寻与频率集Fk中的频率在时间上相碰撞的频率f，则此频率f一定不属于此网台中的频率，并保存到非此网台的频率集NFk中，当搜寻到的某一个频率同时与其他m-1个网台中的频率发生时间碰撞，且只与某一个mn网台中的频率没有碰撞，则认为此频率属于这个网台；
S5.6、对比各个网台中的频率集Fk与非此网台频率集NFk，如果某一网台中的频率集Fk中的频率，同时存在非此网台频率集NFk中，则在频率集Fk中剔除此频率，并保存到此网台的临时网台频率集TFk中，如果在后续观察周期内，根据S5.1～S5.5方法超过3次把此频率都归类到此网台频率集Fk中，则此频率可以认为属于此网台，并添加到网台频率集Fk中，在非此网台频率集NFk中剔除此频率；
S5.7，重复S51～S56，收集各网台的频率集，并保留各频率的持续时间及间隔时间；
S5.8，根据频率集中的频率信息计算跳频参数。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用及原理上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
本发明的原理为：跳频监测系统同时接收多个跳频电台信号后，在时频图上，会看到在某些时间点上，会存在多个网台的频率与之对应，即不同网台的频率在时间上会发生碰撞，则可以通过碰撞时间点上存在的频率个数，初步确定此时跳频监测系统监测到的网台数，然后统计出各个时间点上的频率碰撞数，再根据多数原则，确定实际存在的网台数。
在具体使用时，如图1所示，本实施方式采用2个不同频率集的电台，分别为跳频电台1、跳频电台2；3个定频信号发生器，定频信号发生器1用于发送持续性的定频信号，定频发生器2用于发送断断续续的定频信号，定频信号发生器3用于发送突发信号；扫频信号发生器用于发送扫频信号。
如图1所示，由于定频信号发生器及扫频信号发生器发射功率小，故定频信号发生器与跳频监测接收机的距离分别为：定频信号发生器1为10m，定频信号发生器2为15m，定频信号发生器3为5m，扫频信号发生器为10m；跳频电台1为500m，跳频电台2为2000m；
在本实施方式中，利用3个定频信号发生器和1个扫频发生器作为跳频信号的干扰设备；2台跳频电台离跳频监测设备的距离不同，距离500m的电台信号到达跳频监测设备的信号质量较好，受到外界环境干扰小，几乎没有断断续续的现象，距离2000m的电台到达跳频监测设备的信号质量差，受到外界环境干扰大，时常出现信号断续情况；跳频监测接收机，每次处理的数据周期时间为1s。
步骤1.在t＝1s时刻，采集1s中的频谱数据共12500帧，每帧的时间为80us，对每帧数据进行SPWVD处理；提取第i帧数据包的所有载频的幅度、频率值、开始时间及结束时间等信息，并保存；处理第i+1帧数据，与i时刻的载频进行比较，载频相同则在此载频的持续时间计数器上加一，若第i帧的载频消失，则更新此载频的结束时间为此帧的时间，依次类推，处理接下来的所有帧数据；处理后的结果如图2所示；
步骤2.对步骤1中处理后的数据，根据定频、扫频、突发信号的特征，剔除此三类信号，并存储信号幅度大于观察门限的跳频信号的幅度、频率等参数，处理后的结果如图3所示；
步骤3.根据各频率的开始时间、结束时间及持续时间，并求出中间时刻，如图4所示，计算出各频点的在时域上重合的频率，并保存到fkn数组中，其中k＝1,2,3…N为当前频率序号，n＝1,2,3…N为与此频率时域重合的频率序号；
步骤4.统计出每个频率点重合频率的数，然后根据多数原则，选择某一帧的频率数作网台的个数，并把这一帧的频率分别保存到Fk中，然后根据各网台Fk中的频率，按照时频碰撞原理，把与Fk中相碰撞的频率存放在非此网台频率集NFk中；
步骤5.以此帧开始，按时间轴向前及向后，分别寻找出与第m个网台时域未碰撞，且与其他网台相碰撞的频率，并保存到此网台的Fk中，然后重复步骤4、步骤5,直至这1s数据中不能再找到这样的频率为止；
步骤6.根据各网台的频率集Fk和非此网台的频率集NFk，剔除既存在Fk又存在NFk中的频率，并保存到此网台的TFk中；
步骤7.t＝2s时，按照步骤1、2得到各载频的信息，根据各网台中的频率集Fk，计算出与各网台频率集中的频率在时域上碰撞的频率，并保存到NFk中；并且按照步骤5，搜寻符合要求的频率，并保存到Fk中；在各个网台的非此网台的频率集NFk中，搜寻出某一频率不属于某个非此网台的频率集NFk中，但属于其他的网台的频率集NFk中，则此频率可保存到此网台的Fk中；根据步骤6，剔除不属于此网台的频率，并保存到此网台的TFk中；
步骤8.t＝3…Ns时，重复步骤7，并观察TFk中频率出现的次数若大于3次，则可以认为此频率属于这个网台的频率；当各网台中的频率达到一定的数量后，根据各自的频率集中的频率计算出网台的跳速等参数。
按以上步骤进行跳频网台分选，在试验3s后，频率集的准确率能达到95％以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种基于时频碰撞原理的网台分选方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、设置若干部电台发射参数并发射跳频信号，初始化所需的跳频监测数据并存入当前跳频监测设备内存中；
S2、获取当前跳频监测设备的时域采样序列；
S3、对步骤S2中获取的数据进行SPWVD变换；
S4、剔除非跳频信号；
S5、进行网台分选，包括以下8个步骤：
S5.1、计算SPWVD图中各频率持续时间上的中间时刻tk；
S5.2、根据公式t-1＝tk-tk-1计算中间时刻差；
S5.3、根据公式t1/2＝(tk+tk-1)/2计算频率中间时刻均值；
S5.4、比较t-1 ,t1/2的大小，若t-1＜t1/2则判定这两个频率属于不同网台的信号，统计出各时间点上碰撞的频率数，根据多数原则确定网台的个数，并选择其中某时间相碰撞的频率保存到相应网台的频率集数组F m 中；
S5.5、搜寻与频率集F m 中的频率在时间上相碰撞的频率f，判定此频率f不属于此网台中的频率，并保存到非此网台的频率集NF m 中；
S5.6、对比各个网台中的频率集Fm与非此网台频率集NFm，如果某一网台中的频率集Fm中的频率同时存在于非此网台频率集中，则在频率集Fm中剔除此频率，并保存到此网台的临时网台频率集TFm中；
S5.7、重复步骤S5.1～S5.6，收集各网台的频率集，并保留各频率的持续时间及间隔时间；
S5.8、根据频率集中的频率信息计算跳频参数。
2.根据权利要求 1 所述的一种基于时频碰撞原理的网台分选方法， 其特征在于，所述若干部电台的发射频率在同一个频段范围内。
3.根据权利要求 2 所述的一种基于时频碰撞原理的网台分选方法， 其特征在于，所述电台为2台，所述跳频监测设备个数为 1。
4.根据权利要求 1 所述的一种基于时频碰撞原理的网台分选方法，其特征在于，步骤S4 中，所述非跳频信号包括定频信号、扫频信号、突发信号。
5.根据权利要求 1 所述的一种基于时频碰撞原理的网台分选方法，其特征在于，步骤S5.1 中，
k= 1,2, …,K，K为频率个数。
6.根据权利要求 1 所述的一种基于时频碰撞原理的网台分选方法，其特征在于，步骤S5.4 中，
m= 1,2，… , m ，m为网台数。
7.根据权利要求 1 所述的一种基于时频碰撞原理的网台分选方法，其特征在于，步骤S5.5 中，当搜寻到的频率与m个网台中某一个网台中的频率未发生碰撞， 同时与m个网台中其他网台中的频率发生时间碰撞，则认为此频率属于这个网台，并保存到此网台的频率集F m 中。
8.根据权利要求1所述的一种基于时频碰撞原理的网台分选方法， 其特征在于，若在后续观察周期内，超过三次把步骤 S5.6 中的频率都归类到对应网台频率集 F m 中，则认为此频率属于此网台，并添加到网台频率集 F m 中，在非此网台频率集NF m 中剔除此频率。
CN201910520471.8A 2019-06-17 2019-06-17 基于时频碰撞原理的网台分选方法 Active CN110401502B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910520471.8A CN110401502B (zh) 2019-06-17 2019-06-17 基于时频碰撞原理的网台分选方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910520471.8A CN110401502B (zh) 2019-06-17 2019-06-17 基于时频碰撞原理的网台分选方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110401502A CN110401502A (zh) 2019-11-01
CN110401502B true CN110401502B (zh) 2022-02-11

Family

ID=68324271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910520471.8A Active CN110401502B (zh) 2019-06-17 2019-06-17 基于时频碰撞原理的网台分选方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110401502B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111600631B (zh) * 2020-05-12 2021-07-06 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种到达时间重叠的两网台信号分选方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8599901B2 (en) * 2010-04-05 2013-12-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method and apparatus for tracking a frequency-hopped signal
US20160295597A1 (en) * 2013-07-26 2016-10-06 Intel IP Corporation Signaling interference information for user equipment assistance
CN105991492A (zh) * 2015-02-10 2016-10-05 北京空间飞行器总体设计部 跳频信号识别方法
CN108462509B (zh) * 2018-03-26 2019-10-11 西安电子科技大学 基于时频图信息的异步跳频网台分选方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110401502A (zh) 2019-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7916778B2 (en) Constructing an energy matrix of a radio signal
US10841432B2 (en) Echo delay tracking method and apparatus
KR100906383B1 (ko) 초광대역 레인징 시스템에서 협대역 간섭제거 방법
WO2015172622A1 (zh) 一种高频地波雷达射频干扰抑制的方法
CN112615803B (zh) 一种信号处理方法及处理装置
US20080107162A1 (en) Mapping radio-frequency spectrum in a communication system
CN101084455A (zh) 用于无线网络的雷达保护设备
CN110161463B (zh) 无线通信系统中雷达信号检测的方法、系统及介质
CN109085630A (zh) 一种信号捕获方法及装置
CN110401502B (zh) 基于时频碰撞原理的网台分选方法
US10396849B1 (en) Non-coherent ultra-wideband receiver
US7151790B1 (en) Automatic signal extraction and analysis from time-frequency representation
Belgibaev et al. Software-Defined Radio Ionosonde for Diagnostics of Wideband HF Channels with the Use of USRP Platform
Odintsov et al. The Study of Probabilistic Characteristics of Cyclo-Stationary APSK-N-Signals Caused by Communication Channel with Memory
Jameson et al. Detection of behind-the-wall targets with adaptive UWB OFDM radar: Experimental approach
CN108900211A (zh) 一种采用相关接收机模板设计抑制超宽带脉冲无线电干扰的方法
CN109617839A (zh) 一种基于卡尔曼滤波算法的莫尔斯信号检测方法
Sarr et al. Partial discharge impulsive noise in 735 kV electricity substations and its impacts on 2.4 GHz ZigBee communications
JP5252430B2 (ja) 信号検出方法，プログラム，情報記憶媒体，及びセンサー
CN108233987A (zh) 消除多径噪声信道下超宽带信号符号间干扰的系统及方法
KR100634979B1 (ko) 초광대역 레인징 장치 및 방법
DE112015003512T5 (de) Erfassungstechnik mit zwei Durchläufen für Impulsabstandsmessungen ohne Echos
Hassani et al. Instantaneous signal collision detection using In-band full-duplex: Machine learning VS domain-specific knowledge
Kobayashi et al. Improved MB Cognitive Radio Spectrum Sensing Using Wavelet Spectrum Filtering
Sokolov et al. Synthesis of ultra-wideband signals receiver algorithm based on Markov theory of nonlinear filtering

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