CN115208733B - 一种lte与5gnr信号联合识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种LTE与5GNR信号联合识别方法，包括接收机采集IQ数据，采样带宽大于信号带宽，采样时长不小于25ms；对采集的复信号X进行帧长与符号周期估计；若帧长为10ms，则进行下一步判断，若否则判断为未知信号；若符号周期为33.33us或16.67us或8.33us中的任一值，则判断为5GNR，若否则执行下一步；若符号周期为66.67us，则估计信号的功率谱，判断信号载波处是否有凹陷；若信号载波处有凹陷，则判断为LTE信号，无凹陷则判断为5GNR信号。本发明通过采用周期估计与频谱特征相结合的方式来实现LTE与5GNR信号的识别，只对采样带宽与采样时长有要求，计算简单易实现。

Description

一种LTE与5GNR信号联合识别方法
技术领域
本发明涉及无线电监测技术领域，尤其涉及一种LTE与5GNR信号联合识别方法。
背景技术
无线通信行业的高速发展，也带来一些不容忽视的问题，在无线电台站数量急剧增加，造成无线电频谱资源日益紧张的同时，也使无线电台站之间的干扰日趋严重。为使各类无线电业务正常运行、避免各种有害干扰，保护广大用户和消费者的合法权益，在科学、有效地进行无线电频谱规划的同时，必须加强无线电信号的监测，采用先进的无线电监测仪可以扩大对无线电台的监测范围，提升监测水平。
协议识别与分析技术主要用于无线电监测，无线电监测设备通过对捕获来的无线电信号进行身份确认以及干扰确认，解码获取有用信息。当前移动通信LTE与5GNR均采用了OFDM技术，不易从时域与频域区分，研究LTE与5GNR识别与分类，对无线电监测与干扰排查有着重要意义。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种LTE与5GNR信号联合识别方法，本发明采用周期估计与频谱特征相结合的方式来实现LTE与5GNR信号的识别与分类，用于解决LTE与5GNR的盲识别问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种LTE与5GNR信号联合识别方法，包括以下步骤：
步骤S1：接收机采集IQ数据，采样带宽大于信号带宽，采样时长不小于25ms；
步骤S2：对采集的复信号X进行帧长与符号周期估计；
步骤S3：若帧长为10ms，则进行下一步判断，若否则判断为未知信号；
步骤S4：若符号周期为33.33us或16.67us或8.33us中的任一值，则判断为5GNR，若否则执行下一步；
步骤S5：若符号周期为66.67us，则估计信号的功率谱，判断信号载波处是否有凹陷；若否则判断为未知信号；
步骤S6：若信号载波处有凹陷，则判断为LTE信号，无凹陷则判断为5GNR信号。
进一步方案为，所述步骤S2中，对采集的复信号X进行帧长与符号周期估计的方法如下：
步骤S21：计算复信号X的循环自相关，即：
R为|IFFT(FFT(X).*conj(FFT(X)))|
步骤S22：对R进行谱峰搜索，记录谱峰索引peakInd[K]，K为找到的谱峰个数；
步骤S23：根据peakInd[K]估计帧长与符号周期。
进一步方案为，所述步骤S22中，谱峰搜索方法如下：
步骤S221：寻找峰值索引，即满足
R(i)＞R(i-1)，R(i)＞R(i+1)
步骤S221：设窗长为winL，计算R[i-winL，i+winL]范围内的均值Rm；
步骤S222：若R(i)/Rm＞threshold，则记录R(i)的位置。
进一步方案为，所述步骤S5中，判断信号载波处是否有凹陷方法如下：
步骤S51：采用welsh法估计信号功率谱，记为P；
步骤S52：计算功率谱一阶差分：
Pd(i)为P(i+1)-P(i)
步骤S53：对Pd进行谱峰搜索，并对峰值排序，记为PIndds；
步骤S54：若PIndds长度大于2且满足：
|(Phdas(O)+Phdds(1))*0.5-Phdds(2)|<5
则认为信号载波处有凹陷。
本发明的有益效果在于：
本发明的一种LTE与5GNR信号联合识别方法，通过采用周期估计与频谱特征相结合的方式来实现LTE与5GNR信号的识别与分类，只对采样带宽与采样时长有要求，计算简单易实现，对频偏不敏感，无需先验知识即可识别，对无线电监测与干扰排查有着重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实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为本发明流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
在任一实施例中，如图1所示，本发明的一种LTE与5GNR信号联合识别方法，包括以下步骤：
步骤S1：接收机采集IQ数据，采样带宽应大于信号带宽，采样时长不小于25ms；
步骤S2：对采集的复信号X进行帧长与符号周期估计：
步骤S21：计算复信号X的循环自相关，即：
R为|IFFT(FFT(X).*conj(FFT(X)))|
步骤S22：对R进行谱峰搜索，记录谱峰索引peakInd[K]，K为找到的谱峰个数，进一步地，谱峰搜索方法如下：
步骤S221：寻找峰值索引，即满足
R(i)＞R(i-1)，R(i)＞R(i+1)
步骤S221：设窗长为winL，计算R[i-winL，i+winL]范围内的均值Rm；
步骤S222：若R(i)/Rm＞threshold，则记录R(i)的位置。
步骤S23：根据peakInd[K]估计帧长与符号周期；
步骤S3：若帧长为10ms，则进行下一步判断，若否则判断为未知信号；
步骤S4：若符号周期为33.33us或16.67us或8.33us，判断为5GNR，不是则执行下一步；
步骤S5：若符号周期为66.67us，则估计信号的功率谱，判断信号载波处是否有凹陷；不等则判断为未知信号：
步骤S51：采用welsh法估计信号功率谱，记为P；
步骤S52：计算功率谱一阶差分：
Pd(i)为P(i+1)-P(i)
步骤S53：对Pd进行谱峰搜索，并对峰值排序，记为PIndds；
步骤S54：若PIndds长度大于2且满足：
|(PIndds(0)+PIndds(1))*0.5-PIndds(2)|＜5
则认为信号载波处有凹陷。
步骤S6：若信号载波处有凹陷，则判断为LTE信号，无凹陷则判断为5GNR信号。
在一个具体实施例中，如图1所示，本发明的一种LTE与5GNR信号联合识别方法，包括以下步骤：
1.接收机采集IQ数据，采样带宽120MHz，采样时长30ms；
2.计算复信号的循环自相关R；
3.对R进行谱峰搜索。
4.估计帧长与符号周期；
5.若帧长为10ms，则进行下一步判断，若否则判断为未知信号；
6.符号周期为33.33us或16.67us或8.33us，判断为5GNR，若否则执行下一步；
7.若符号周期为66.67us，则估计信号的功率谱，进行下一步；若否则判断为未知信号。
8.计算功率谱一阶差分，并对其做谱峰搜索，根据谱峰位置判断功率谱是否有凹陷；
9.若信号载波处有凹陷，则判断为LTE信号，无凹陷则判断为5GNR信号。
至此，未知信号识别完毕。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (3)

1.一种LTE与5GNR信号联合识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：接收机采集IQ数据，采样带宽大于信号带宽，采样时长不小于25ms；
步骤S2：对采集的复信号X进行帧长与符号周期估计；
步骤S3：若帧长为10ms，则进行下一步判断，若否则判断为未知信号；
步骤S4：若符号周期为33.33us或16.67us或8.33us中的任一值，则判断为5GNR，若否则执行下一步；
步骤S5：若符号周期为66.67us，则估计信号的功率谱，判断信号载波处是否有凹陷；若否则判断为未知信号；S5中，判断信号载波处是否有凹陷方法如下：
步骤S51：采用welsh法估计信号功率谱，记为P；
步骤S52：计算功率谱一阶差分：
Pd(i)为P(i+1)-P(i)
步骤S53：对Pd进行谱峰搜索，并对峰值排序，记为PIndds；
步骤S54：若PIndds长度大于2且满足：
|(PIndds(0)+PIndds(1))*0.5-PIndds(2)|＜5
则认为信号载波处有凹陷；
步骤S6：若信号载波处有凹陷，则判断为LTE信号，无凹陷则判断为5GNR信号。
2.如权利要求1所述的一种LTE与5GNR信号联合识别方法，其特征在于，所述步骤S2中，对采集的复信号X进行帧长与符号周期估计的方法如下：
步骤S21：计算复信号X的循环自相关，即：
R为|IFFT(FFT(X).*conj(FFT(X)))|
步骤S22：对R进行谱峰搜索，记录谱峰索引peakInd[K]，K为找到的谱峰个数；
步骤S23：根据peakInd[K]估计帧长与符号周期。
3.如权利要求2所述的一种LTE与5GNR信号联合识别方法，其特征在于，所述步骤S22中，谱峰搜索方法如下：
步骤S221：寻找峰值索引，即满足
R(i)>R(i-1)，R(i)>R(i+1)
步骤S221：设窗长为winL，计算R[i-winL，i+winL]范围内的均值Rm；
步骤S222：若R(i)/Rm>threshold，则记录R(i)的位置。
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