CN110958065B - 一种散射接收信号功率检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种散射接收信号功率检测方法，属于通信技术领域。该方法包括以下步骤：1）对接收信号进行放大检波；2）对接收信号进行采样；3）对采样信号进行实时曲线拟合处理。本发明能够适应各种无线通信体制，快速准确无时延的给出信号功率估计，具有良好的应用前景。

Description

一种散射接收信号功率检测方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是指一种散射接收信号功率检测方法，可应用于衰落信道特性研究或天线对准中。

背景技术

散射通信在军事通信领域中的作用和优势已经越来越多地被人们所了解，并得到了应有的重视。近年来，随着通信技术的发展，散射通信得到了长足的进步。

为了掌握散射信道的传播特性，需要对电平衰落特性进行研究，从而能够更加合理地设计散射通信系统。散射信道是典型的变参信道，散射信道中存在着两种主要的衰落：慢衰落和快衰落。慢衰落主要是由气候条件的变化引起的。具体来说，由于气象条件如气温、湿度等的变化，使得大气折射指数不同，其散射损耗出现差异，变化呈现一定的“周期性”。这种变化在一天内可达10～20dB，变化较缓慢，一般在1小时之内其中值（或均值）保持在较为恒定的数值。而在一年内，其四季的中值差别很大，起伏在10～30dB。快衰落则是由于多径效应引起的，它是不同路径信号叠加的结果。之所以称之为快衰落，是因为其变化周期短，一般在零点几秒至十几秒之间。慢衰落和快衰落实际上都是随机变化的，所谓“周期性”，仅仅是指其变化趋势具有一定的重复性。

由于快衰落的出现，信号功率检测不同于恒参信道。传统的衰落信号功率检测方法主要是对信号经过长时间的平均，计算出信号的准确功率，这样检测时间较长。目前，出现了一种跳频形式的检测方式，该方式根据跳频信号减少了频率选择性对接收信号功率的影响，从而能够实现快速功率检测，然而，该方法虽然利用多个频点减少了频率选择性对接收信号的影响，但仍需一定的时间积累对信号功率进行平均，因而还是具有一定的时延。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种散射接收信号功率检测方法，能够快速无时延地给出准确的信号功率估计。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种散射接收信号功率检测方法，包括以下步骤：

1）对接收信号进行放大检波，所述接收信号为单频信号或通信信号；

2）确定检波采样率，对接收信号进行采样，得到采样信号；

3）对采样信号进行实时曲线拟合处理，拟合结果即为接收信号的检测功率曲线。

进一步的，所述步骤1）中是通过放大检波电路对接收信号进行放大检波的，所述放大检波电路包括宽带滤波器和窄带滤波器，通过开关对宽带、窄带滤波器进行选择，其中，窄带滤波器的带宽≤15kHz；当接收信号为单频信号时，通过窄带滤波器进行放大检波，当接收信号为通信信号时，通过宽带滤波器进行放大检波。

进一步的，步骤2）中所述的检波采样率≥100Hz。

进一步的，步骤3）中所述的曲线拟合处理的方式为，依据最小二乘法进行四阶函数拟合。

本发明与背景技术相比具有如下优点：

1、本发明能实现建链前单频信号功率检测。

2、本发明能够实现建链后宽带定频信号的功率检测。

3、本发明能够实现建链后跳频信号的功率检测。

4、本发明能够快速准确无时延的给出信号功率估计。

总之，本发明能够适应各种无线通信体制，快速准确无时延的给出信号功率估计，具有良好的应用前景。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明。

一种散射接收信号功率检测方法，包括以下步骤：

1）对接收信号进行放大检波，所述接收信号为单频信号或通信信号；

2）确定检波采样率，对接收信号进行采样，得到采样信号；

3）对采样信号进行实时曲线拟合处理，拟合结果即为接收信号的检测功率曲线。

步骤1）中，可通过放大检波电路对接收信号进行放大检波，所述放大检波电路包括宽带滤波器和窄带滤波器，通过开关对宽带、窄带滤波器进行选择，其中，窄带滤波器的带宽≤15kHz；当接收信号为单频信号时，通过窄带滤波器进行放大检波，当接收信号为通信信号时，通过宽带滤波器进行放大检波。

上述方法可用于散射信道上快速准确的进行信号功率检测，但也不局限于散射信道，可用于各种无线衰落信道及恒参信道。

具体的，一种散射接收信号功率检测方法，其包括以下步骤：

1）对接收信号进行检测；接收信号分为两大类，一是链路同步前的单频信号检测，一是链路同步后的通信信号检测；单频信号检测时，利用窄带滤波器对信号放大检波；通信信号检测时，根据业务带宽对信号进行放大检波；

2）根据散射信号快衰落特性，确定信号功率检波采样率，对接收信号进行采样，得到采样信号；

3）对采样信号进行实时曲线拟合处理，曲线拟合值即为快速检测功率值。

其中，步骤1）中信号检测采用放大检波电路，该电路为成熟的检波电路，可以准确检测信号功率值，并且动态范围设计应适合散射链路信号变化范围。

其中，步骤2）中信号功率检波采样率的选取范围需要根据散射信号快衰落特性进行确定。具体来说，一般衰落速率为十几Hz至0.1Hz之间，根据采样定理，为使检波信号能够不失真地反映出散射信道的快衰落特性，信号功率检波采样率应不低于100Hz。

其中，步骤3）中采用了曲线拟合的方法，该方法可以表现两个函数变量之间的关系和变化趋势。拟合曲线并不要求经过每一个已知数据点，而是满足整体拟合数据的误差最小。默认的拟合目标是最小方差最小，即最小二乘法拟合数据。通过多次试验，本方法最终选择了四阶拟合函数，该拟合函数即可以满足拟合曲线的精度要求，又能保证计算量较小，从而方便硬件实现。

散射传输信道与微波视距信道不同，呈现明显的衰落特性，如何快速的实现接收信号检波是散射通信的难点之一，传统的检测接收功率算法主要是时间上的累计平均，测量时间较长。本发明方法主要基于曲线拟合的思想，寻求平滑曲线使得该曲线与实际数据之间的平均误差达到最小，从而快速得到接收功率的变化趋势，准确检测信号功率功率。该方法可用于各种衰落信道或者恒参信道，在对信道特性分析及天线对准方面起到了重要的作用。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种散射接收信号功率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）通过放大检波电路对接收信号进行放大检波，所述接收信号为链路同步前的单频信号或链路同步后的通信信号；所述放大检波电路包括宽带滤波器和窄带滤波器，通过开关对宽带、窄带滤波器进行选择，其中，窄带滤波器的带宽≤15kHz；当接收信号为单频信号时，通过窄带滤波器进行放大检波，当接收信号为通信信号时，通过宽带滤波器进行放大检波；

2）根据散射信号快衰落特性，确定检波采样率，对接收信号进行采样，得到采样信号；所述的检波采样率≥100Hz；

3）对采样信号进行实时曲线拟合处理，拟合结果即为接收信号的检测功率曲线；曲线拟合处理的方式为，依据最小二乘法进行四阶函数拟合，拟合曲线不要求经过每一个已知数据点，且满足整体拟合数据的误差最小。