CN112039538A - 一种栅格信道信号检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种栅格信道信号检测方法，其特征在于，包括数字变频模块、抽取滤波模块、信道化处理模块和筛选模块；所述数字变频模块是通过多个DDC将一个信号分解到多个不同频率上，所有频率上的信号均对应进入各自的抽取滤波模块；所述抽取滤波模块包括CIC模块、FIR模块和多级HB滤波模块，所述信道化处理模块，每个频率上的信号在经过抽取滤波模块后均可以进行多信道化处理；所述筛选模块，将每个频率上的信号再进行多信道化处理后进行快速傅氏变换FFT，将上述快速傅氏变换FFT结果与设定的阈值进行比较。其优点在于，对多信道信号的信道化检测具有良好的效果。

Description

一种栅格信道信号检测方法
技术领域
本发明属于信号信道化检测领域，具体涉及一种栅格信道信号检测方法。
背景技术
信号信道化检测是无线电系统和宽带数字接收机中的一项关键技术。随着通信技术的发展，现代通信环境朝着密集化、复杂化的方向发展，并且频谱宽度越来越大。因此，如何在复杂的电磁环境中，将大频宽范围内的感兴趣信号全概率的捕获成为一个重要的研究课题。信道化检测，成为解决这方面问题的一个可行性方案。信号信道化检测要求信号捕获概率高，分辨率高。并且随着信道数量的增加，实时性良好。同时，要求资源消耗量可控，具有资源可实现性。此外，要求检测方法灵活性高。
现有技术中，信号信道化检测主要包括纯信道化方法、频带折叠信道化方法以及时分制信道化方法。纯信道化方法基于并行单通道DDC的方法实现。每个信道分别进行数字下变频、抽取、滤波等操作。从结构上各信道的数字下变频频率不等，其他部分电路一致。通过分析可以知道，纯信道化方法是一种全概率信号检测方法，信号截获概率为1。但是，随着信道数量和分辨率要求的增加，消耗的资源呈倍数增加。因此，系统的体积、重量以及消耗的功率都很大，造价昂贵。频率折叠信道化方法采用三级结构实现信号信道化检测。第一级将信号进行变频，然后将其中一路的各变频信号进行检波和门限比较，另一路求和传递给第二级；第二级的操作和第一级类似，对粗略识别后的信号进行细分检测识别，再次进行变频，检波和门限比较，同时将变频后各路求和传递给第三级；最后一级只进行变频检波和门限比较，最终确定信号在哪个信道。频带折叠信道化方法，原理上可以覆盖全带宽。但是因为传递了求和结果，因此不感兴趣波段内的干扰信号会向后传递。因此，检测灵敏度会降低。时分制信道化方法，利用分时复用DDC通道的方法覆盖全带宽。在同一时刻，只有一个检测信道处于接通的状态。跟频率折叠信道化方法比较，避免了因为不感兴趣波段的干扰传递造成的灵敏度降低。但是此方法不是全概率检测方法，随着信道数量的增加，在线信道的在线时间会进一步降低，信号捕获的概率会进一步降低。因此，亟需一种算法，可以保证信号信道化检测的实时性。并且消耗资源少，信号捕获概率高。同时，不会随着信道数量增加，实时性变差，资源消耗量可控。
发明内容
基于上述问题，本发明提供一种实现多信道化检测，兼顾全概率、全带宽检测，并保证实时性。同时，要求具有资源可实现性和检测灵活性的栅格信道信号检测方法。其技术方案为，
一种栅格信道信号检测方法，包括数字变频模块、抽取滤波模块、信道化处理模块和筛选模块；
所述数字变频模块是输入的数据根据后续处理的需求，通过多个DDC将一个信号分解到多个不同频率上，每个频率上的信号均对应进入各自的抽取滤波模块；
所述抽取滤波模块包括CIC模块、FIR模块和多级HB滤波模块，CIC模块负责实现CIC抽取，在满足检测带宽的要求下，降低当前数据的采样率；FIR模块采用反余弦补偿，可以对CIC抽取后的结果进行补偿，保障滤波器带内平坦；多级HB滤波模块利用多级HB滤波器处理数据，进一步降低数据的采样率，同时滤掉无效的信号；
所述信道化处理模块，每个频率上的信号在经过抽取滤波模块后均可以进行多信道化处理；
所述筛选模块，将每个频率上的信号再进行多信道化处理后进行快速傅氏变换FFT，将上述快速傅氏变换FFT结果与设定的阈值进行比较。
进一步的，所述数字变频模块为单通道数字信号多频率偏移数字下变频。
进一步的，所述信道化处理模块包括延时取数处理，根据每个频率上的不同信道取的输入数据不同。
进一步的，所述信道化处理模块包括降速处理，每个频率上的降速倍数等于信道个数。
进一步的，所述信道化处理模块包括信道滤波，每个信道的数据经过降速以后进行滤波，使得每个频率上产生与其信道个数相同的几个并行的数据。
进一步的，将各个信道化模块的输出结果与当前选择阈值进行比较；当数据大于阈值时，作为有效数据输出；当数据小于阈值时，作为无效数据舍去；在数据传递的过程中，需要同时传输输出结果和对应的ID，用于指示该数据来自哪个信道化模块的第几个信道，便于后续处理。
有益效果
1.全带宽、全概率实时信号检测：本方法是一种全带宽、全概率的实时性信号检测方法，可以保证快速捕获感兴趣信号。
2.可处理信号信道数量大：本方法在同数量信道处理的情况下，需要的资源少，可实现性好。并且，随着信道数量增加，需要的资源增加量可控，可保证处理不同数量信道的良好适应性。
3.灵活性高，可移植性好：本方法是一种全数字的栅格信号检测方法，同时利用多路并行下变频做了分离频率处理，灵活性好。同时，作为一种全数字方法，可移植程度高，在基于不同FPGA的平台上运行良好。
附图说明
图1为本申请工作原理图；
图2为数字变频模块工作原理图；
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图1-2和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
一种栅格信道信号检测方法，包括数字变频模块、抽取滤波模块、信道化处理模块和筛选模块；
所述数字变频模块为单通道数字信号多频率偏移数字下变频。本实施例通过三个DDC将一个信号分解到三个不同频率上，每个频率上的信号均对应进入各自的抽取滤波模块，然后进入各自对应的信道化处理模块；
具体操作如图2，首先输入模拟信号经过AD转换，转换为模拟信号，然后和设定的NCO频率相乘，作为第一个信道化模块的初级输入。对于其他的信道化模块，操作类似，所不同的是各自的NCO频率不同。
所述抽取滤波模块包括CIC模块、FIR模块和多级HB滤波模块，CIC模块负责实现CIC抽取，在满足检测带宽的要求下，降低当前数据的采样率；FIR模块采用反余弦补偿，可以对CIC抽取后的结果进行补偿，保障滤波器带内平坦；多级HB滤波模块利用多级HB滤波器处理数据，进一步降低数据的采样率，同时滤掉无效的信号；
所述信道化处理模块有三个，分别为第一信道化模块包括D个信道，第二道化模块包括F个信道，第三信道化模块包括G个信道，每个频率上的信号在经过抽取滤波模块后均可以进行多信道化处理；
下面以第一信道化模块包括D个信道(D1、D2、D3)、第二道化模块包括F个信道(F1、F2、F3、F4)、第三信道化模块包括G个信道(G1、G2、G3、G4、G5)为例，延时取数据，实现数据抽取。
将输入数据的第(0、3、6……m)数据作为D1的输入,将预处理后的第(1、4、7……p)数据作为D2的输入,将(2、5、8……n)数据作为D3的输入,D1、D2、D3上的数据相互不包含，利用延时取数的方法实现了数据的3倍再抽取，每个信道的数据再经过该信道的子滤波器进行滤波处理。对于子滤波器，假设原型低通滤波器的阶数为j阶*3,，则每个子滤波器的阶数为j阶，D1信道的子滤波器系数分别为h0，h3，h3j-3……；D2信道的子滤波器系数分别为h1，h4，h3j-2……；D3信道的子滤波器系数分别为h2，h5，h3j-1……。对于第一个信道化模块，经过多级子滤波器的处理后，生成了3个并行的数据。然后，对数据进行快速傅里叶变换，生成栅格信道化的初级数据。对于其他两个信道化模块，操作原理以此类推。依次类推，将第二道化模块和第三信道化模块进行多信道化处理。
所述筛选模块，将每个频率上的信号再进行多信道化处理后进行快速傅氏变换FFT，将上述快速傅氏变换FFT结果与设定的阈值进行比较。当数据大于阈值时，作为有效数据输出；当数据小于阈值时，作为无效数据舍去；在数据传递的过程中，需要同时传输输出结果和对应的ID，用于指示该数据来自哪个信道化模块的第几个信道，便于后续处理。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种栅格信道信号检测方法，其特征在于，包括数字变频模块、抽取滤波模块、信道化处理模块和筛选模块；
所述数字变频模块是输入的数据根据后续处理的需求，通过多个DDC将一个信号分解到多个不同频率上，每个频率上的信号均对应进入各自的抽取滤波模块；
所述抽取滤波模块包括CIC模块、FIR模块和多级HB滤波模块，CIC模块负责实现CIC抽取；FIR模块采用反余弦补偿，对CIC抽取后的结果进行补偿；多级HB滤波模块利用多级HB滤波器处理数据，降低数据的采样率，同时滤掉无效的信号；
所述信道化处理模块，每个频率上的信号再经过抽取滤波模块后均可以进行多信道化处理；
所述筛选模块，将每个频率上的信号再进行多信道化处理后进行快速傅氏变换FFT，将上述快速傅氏变换FFT结果与设定的阈值进行比较。
2.根据权利要求1所述的一种栅格信道信号检测方法，其特征在于，所述数字变频模块为单通道数字信号多频率偏移数字下变频。
3.根据权利要求1所述的一种栅格信道信号检测方法，其特征在于，所述信道化处理模块包括延时取数处理，根据每个频率上的不同信道取的输入数据不同。
4.根据权利要求3所述的一种栅格信道信号检测方法，其特征在于，所述信道化处理模块包括降速处理，每个频率上的降速倍数等于信道个数。
5.根据权利要求4所述的一种栅格信道信号检测方法，其特征在于，所述信道化处理模块包括信道滤波，每个信道的数据经过降速以后进行滤波，使得每个频率上产生与其信道个数相同的几个并行的数据。
6.根据权利要求1所述的一种栅格信道信号检测方法，其特征在于，将各个信道化模块的输出结果与当前选择阈值进行比较；当数据大于阈值时，作为有效数据输出；当数据小于阈值时，作为无效数据舍去；在数据传递的过程中，需要同时传输输出结果和对应的ID，用于指示该数据来自哪个信道化模块的第几个信道。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100150275A1 (en) * 2008-12-12 2010-06-17 Sirf Technology, Inc. Systems and Methods for Digitizing Multiple Channels in a Receiver
CN102707272A (zh) * 2012-06-13 2012-10-03 西安电子科技大学 基于gpu的外辐射源雷达信号实时处理系统及处理方法
CN104661287A (zh) * 2015-03-23 2015-05-27 重庆邮电大学 一种支持多模的并行多通道快速扫频方法及系统
CN107749762A (zh) * 2017-09-26 2018-03-02 天津光电通信技术有限公司 一种多相滤波数字信道化实现方法
CN109600182A (zh) * 2018-11-26 2019-04-09 宁夏金硅信息技术有限公司 一种星载电磁频谱监测中的信道化检测方法及系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100150275A1 (en) * 2008-12-12 2010-06-17 Sirf Technology, Inc. Systems and Methods for Digitizing Multiple Channels in a Receiver
CN102707272A (zh) * 2012-06-13 2012-10-03 西安电子科技大学 基于gpu的外辐射源雷达信号实时处理系统及处理方法
CN104661287A (zh) * 2015-03-23 2015-05-27 重庆邮电大学 一种支持多模的并行多通道快速扫频方法及系统
CN107749762A (zh) * 2017-09-26 2018-03-02 天津光电通信技术有限公司 一种多相滤波数字信道化实现方法
CN109600182A (zh) * 2018-11-26 2019-04-09 宁夏金硅信息技术有限公司 一种星载电磁频谱监测中的信道化检测方法及系统

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