CN112019284B - 一种低信噪比下的窄带信号时差计算方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种低信噪比下的窄带信号时差计算方法及系统，属于无源定位技术领域，该方法包括如下步骤：对不同测量站的接收信号数据分别均匀分割成N段，且每段信号都转换为频域数据；将每段信号的频域数据进行累加得到累加频域数据；采用相关峰插值快速算法IBCZT对累加频域数据进行反变换，得到时域相关峰，计算时延估计值。本公开的时差计算方法将两测量站的接收信号数据进行均匀分割，避免了直接采用很长的数据进行时延估计，从而降低了计算复杂度；采用频域累积，提高窄带信号的时差估计精度，避免了直接采用很长的数据进行时延估计，降低了计算复杂度；采用相关峰插值快速算法IBCZT对累加的互功率谱进行反变换，进一步降低了时延估计的计算复杂度。

Description

一种低信噪比下的窄带信号时差计算方法及系统
技术领域
本公开属于无源定位技术领域，具体是涉及一种低信噪比下的窄带信号时差计算方法及系统。
背景技术
这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
时差定位技术作为一种无源定位技术，具有隐蔽性好，对天线要求低等优点，在频谱监测领域得到了广泛的研究与应用。时差定位的核心是时延估计。而时延估计的精度一般受信号有效带宽的影响，信号的有效带宽越大，时延估计值精度越高，反之，则越差。窄带信号是无线电信号中的一类特殊信号，如对讲机、虚警仪等设备发出的窄带信号。它的绝对带宽窄，载波频率高，在采用数字信号处理技术时，信号的归一化带宽（绝对带宽与采样频率之比）很小。
发明人发现：在这种情况下，传统的广义互相关法对窄带信号进行时间延迟估计的精度会下降，甚至失效。同时，实际环境中，背景噪声干扰以及信号传播衰落的影响，会出现低信噪比的信号。 现有的针对窄带信号的解决方法，一般是提高信号的物理时间长度，从而提高窄带信号的时延估计精度。物理时间长度越长，采样率越高，则数据的处理量越大，导致极大的计算复杂度，降低了系统实时处理的速度。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本公开提供了一种低信噪比下的窄带信号时差计算方法及系统通过对接收信号数据进行均匀分段，然后进行频域累计，最后采用相关峰插值快速算法 IBCZT对频域进行反变换处理，从而大大降低了时差计算的复杂度。
本公开至少一实施例提供了一种低信噪比下的窄带信号时差计算方法，该方法包括如下步骤：
对两个不同测量站的接收信号数据分别均匀分割成N段，且每段信号都转换为频域数据；
将这两个测量站中相同段信号的频域数据进行累加得到累加频域数据；
采用相关峰插值快速算法 IBCZT对累加频域数据进行反变换，得到时域相关峰，计算时延估计值。
进一步地，采用广义相关法得到每段数据的互功率谱。
进一步地，将N段数据的互功率谱进行累加，得到累加互功率谱，且用相关峰插值快速算法 IBCZT对累加互功率谱进行反变换。
进一步地，该方法还包括如下步骤：将互功率谱有效频谱之外的频段数据置零。
本公开至少一实施例还提供了一种低信噪比下的窄带信号时差计算系统，该系统包括
信号分割模块：对两个不同测量站的接收信号数据分别均匀分割成N段，同时将每段分割信号都转换为频域数据；
信号叠加模块：将这两个测量站中相同段信号的频域数据进行累加得到累加频域数据；
信号计算模块：采用相关峰插值快速算法 IBCZT对累加频域数据进行反变换，得到时域相关峰，计算时延估计值。
在所述信号叠加模块中采用广义相关法得到每段数据的互功率谱。
本公开至少一实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述任一项所述的一种低信噪比下的窄带信号时差计算方法
本公开至少一实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述的一种低信噪比下的窄带信号时差计算方法。
上述本公开的有益效果如下：
本公开的时差计算方法及系统将两测量站的接收信号数据进行均匀分割，避免了直接采用很长的数据进行时延估计，从而降低了计算复杂度；采用频域累积，提高窄带信号的时差估计精度，避免了直接采用很长的数据进行时延估计，降低了计算复杂度；采用相关峰插值快速算法 IBCZT对累加的互功率谱进行反变换，进一步降低了时延估计的计算复杂度。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1本公开实施例提供的窄带信号时差计算方法流程图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
在本公开的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
实施例1：
为了降低数据过长造成的计算复杂度，本公开实施将两测量站接收的相应信号分别进行均匀分割成N段，对每段数据进行频域处理，然后采用频域累加的方式，提高有效频谱的在频域中占的权重。然后采用相关峰插值快速算法 IBCZT对频域进行反变换处理，降低反变换的计算复杂度。
具体步骤如图1所示：
步骤一：两测量站接收的不同的信号可以假设为
Figure DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 778546DEST_PATH_IMAGE002
，将这两个信号分别分割成N段；将数据进行均匀分割，避免了直接采用很长的数据进行时延估计，从而降低了计算复杂度。
步骤二：将每段信号进行相同的处理，以第i段相应的信号
Figure DEST_PATH_IMAGE003
和
Figure 243156DEST_PATH_IMAGE004
为例，将其转化为频域数据，采用广义相关法得到每段信号的互功率谱；
步骤三：将每段互功率谱有效频谱之外的频段数据置零；
步骤四：将N段数据的互功率谱进行累加，得到累加互功率谱；这样避免了直接采用很长的数据进行时延估计，降低了时延估计的计算复杂度。同时采用频域累计，提高互功率谱中有效谱相对于噪声谱的比值，增强窄带信号的时延估计精度。
由于此时的互功率谱具有带限的特性，采用相关峰插值快速算法 IBCZT对累加互功率谱进行反变换，得到时域相关峰，计算时延估计值。
实施例2：
本实施例提供了一种TDOA定位系统的窄带信号时差计算系统，其特征在于：包括
信号分割模块：对不同测量站的接收信号数据分别均匀分割成N段，同时将每段分割信号都转换为频域数据；
信号叠加模块：将N段数据的频域数据进行累加，得到累加频域数据；
信号计算模块：采用相关峰插值快速算法 IBCZT对累加频域数据进行反变换，得到时域相关峰，计算时延估计值。
在所述信号叠加模块中采用广义相关法得到每段数据的互功率谱。在所述信号叠加模块将N段数据的互功率谱进行累加，得到累加互功率谱。所述信号叠加模块还包括将互功率谱有效频谱之外的频段数据置零。
实施例3：
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行以下处理：
对不同测量站的接收信号数据分别均匀分割成N段，且每段信号都转换为频域数据；
得到每段信号的频域数据进行累加得到累加频域数据；
采用相关峰插值快速算法 IBCZT对累加频域数据进行反变换，得到时域相关峰。
实施例4：
本实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下过程：
对不同测量站的接收信号数据分别均匀分割成N段，且每段信号都转换为频域数据；
得到每段信号的频域数据进行累加得到累加频域数据；
采用相关峰插值快速算法 IBCZT对累加频域数据进行反变换，得到时域相关峰。
本领域技术人员应该明白，上述的本公开的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种低信噪比下的窄带信号时差计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
对两个不同测量站的接收信号数据分别均匀分割成N段，且每段信号都转换为频域数据；
采用广义相关法得到每段数据的互功率谱；
将这两个测量站中相同段信号的互功率谱进行累加，得到累加互功率谱；
将互功率谱有效频谱之外的频段数据置零；
采用相关峰插值快速算法IBCZT对累加互功率谱进行反变换，得到时域相关峰，计算时延估计值。
2.一种低信噪比下的窄带信号时差计算系统，其特征在于：包括
信号分割模块：对两个不同测量站的接收信号数据分别均匀分割成N段，同时将每段分割信号都转换为频域数据；信号叠加模块：采用广义相关法得到每段数据的互功率谱；
将这两个测量站中相同段信号的互功率谱进行累加，得到累加互功率谱；
将互功率谱有效频谱之外的频段数据置零；
信号计算模块：采用相关峰插值快速算法IBCZT对累加频域数据进行反变换，得到时域相关峰，计算时延估计值。
3.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1所述的一种低信噪比下的窄带信号时差计算方法。
4.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1所述的一种低信噪比下的窄带信号时差计算方法。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113189542B (zh) * 2021-05-08 2024-02-20 上海特金信息科技有限公司 窄带跳频信号tdoa定位方法、装置、系统
CN113358931B (zh) * 2021-05-14 2022-08-23 深圳华创电科技术有限公司 一种基于互功率谱的时差计算方法
CN113985478A (zh) * 2021-07-28 2022-01-28 中石化石油工程技术服务有限公司 一种低信噪比地震资料初至自动拾取及修正的方法
CN115166632A (zh) * 2022-06-20 2022-10-11 青岛海尔科技有限公司 声源朝向的确定方法和装置、存储介质及电子装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1865639A1 (en) * 2005-03-29 2007-12-12 ZTE Corporation A method and an apparatus for eliminating the narrow-band interference in the spread spectrum system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2043314A1 (en) * 2007-09-25 2009-04-01 Thomson Licensing, Inc. A self-adaptive frequency interpolator for use in a multi-carrier receiver
CN102201834A (zh) * 2011-05-04 2011-09-28 中兴通讯股份有限公司 一种在频域进行多径搜索的方法、装置、搜索器及系统
CN102353952A (zh) * 2011-06-03 2012-02-15 哈尔滨工程大学 一种频域相干累加的线谱检测方法
CN107809256A (zh) * 2017-11-01 2018-03-16 广西师范学院 一种在窄带干扰下的短波抑制方法
CN108768560A (zh) * 2018-05-03 2018-11-06 上海电机学院 低信噪比脉冲噪声环境下的自适应非整数时延估计方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1865639A1 (en) * 2005-03-29 2007-12-12 ZTE Corporation A method and an apparatus for eliminating the narrow-band interference in the spread spectrum system

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