CN115459835B - 一种宽带卫星信号智能识别系统 - Google Patents

一种宽带卫星信号智能识别系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种宽带卫星信号智能识别系统，包括交换模块、监测模块和接入模块，所述交换模块用于接收卫星传输的信号并进行预处理，所述监测模块对预处理后的信号实时监控并识别提取出目标信号，所述接入模块用于接收目标信号；本系统的监测模块通过将数字信号按照子码的规格进行识别，并对识别的子码类型数量进行统计，与标准的目标码子码类型数量进行比较得到差异度，基于差异度来决定是否将信号与目标码进行整体对比，能够在降低计算量的同时识别出需要的目标信息。

Description

一种宽带卫星信号智能识别系统
技术领域
本发明涉及使用数字处理装置领域，具体涉及一种宽带卫星信号智能识别系统。
背景技术
卫星宽带通信系统，简单的说就是卫星通信与互联网相结合的产物，俗称卫星宽带或卫星上网，通过卫星取代光纤传输信息，而卫星与光纤相比数量较少，使得每个卫星需要传输的信息量会远远大于一条光纤传输的信息量，而卫星具有广播的特性，使得地面基站需要从卫星广播的信息中获取需要的信息进行大量的计算处理，现需要一种智能识别系统来减少地面基站的计算量的同时确保接收完整的信息。
背景技术的前述论述仅意图便于理解本发明。此论述并不认可或承认提及的材料中的任一种公共常识的一部分。
现在已经开发出了很多信号识别系统，经过我们大量的检索与参考，发现现有的信号识别系统有如公开号为CN106899531B所公开的系统，这些系统一般包括：1.对接收信号滤波，得到待识别信号；2.对待识别信号进行功率谱平滑、载波频率估计和相干解调，得到解调后信号；3.估计解调后信号的码元速率；4.利用信号二次方谱，确定接收信号是否为二进制相移键控信号；5.利用信号四次方谱、载波频率和码元速率确定接收信号是否为四进制相移键控信号或十六正交幅度调制信号；6.利用信号八次方谱，确定接收信号是否为八进制相移键控信号；7.利用信号十二次方谱、载波频率和码元速率，确定接收信号是否为十六振幅相移键控信号。但该系统在确定接收信号时仍然需要大量的计算处理，识别需要的信号的效率仍有待提高。
发明内容
本发明的目的在于，针对所存在的不足，提出了一种宽带卫星信号智能识别系统。
本发明采用如下技术方案：
一种宽带卫星信号智能识别系统，包括交换模块、监测模块和接入模块，所述交换模块用于接收卫星传输的信号并进行预处理，所述监测模块对预处理后的信号实时监控并识别提取出目标信号，所述接入模块用于接收目标信号；
所述交换模块将接收的信号进行分解和译码，得到多个信道的数字信号，所述监测模块包括多个监测单元，每个监测单元监测一个信道，所述接入模块设有一个目标码，所述监测单元基于目标码对数字信号进行处理；
所述监测单元对信道中的数字信号进行识别的过程包括如下三个进程：进程一用于将数字信号转换成子码并对所述子码类型进行统计，进程二用于对统计结果进行处理判断是否对数字信号进行提取，进程三用于提取信号并与目标码进行对比，对比一致则提取后续的数字信号作为目标信号发送给所述接入模块；
所述监测单元将目标码分解成若干个子码，各类型子码的数量用N(i)表示，i为子码的类型序号，进程一中统计的子码类型数据用
Figure 100260DEST_PATH_IMAGE001
表示，进程二中对统计结果按照下式处理得到差异度
Figure 836134DEST_PATH_IMAGE002
：
Figure 894089DEST_PATH_IMAGE003
；
其中，Ncode为子码类型个数；
所述监测单元的运行包括两个阶段，第一阶段为普通阶段，第二阶段为优化阶段，在普通阶段，进程二在差异度出现0时启动进程三，在优化阶段，进程二在差异度出现0时，提取出连续的m个差异度作为对比数据与目标样本数据比较，并根据下式计算出对比数据的对比指数
Figure 114634DEST_PATH_IMAGE004
：
Figure 435894DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，
Figure 924644DEST_PATH_IMAGE006
表示第j个差异度的比较结果系数，相同时为0，不同时为1，
Figure 458394DEST_PATH_IMAGE007
表示序号为
Figure 44096DEST_PATH_IMAGE008
的目标样本数据的独特指数；
当所述对比指数小于阈值时，启动进程三；
进一步的，在普通阶段，当差异度出现0时，所述监测单元提取出连续的m个差异度作为一组样本数据，而当最终提取目标信号时对应的样本数据称为目标样本数据，非目标样本数据的样本数据称为普通样本数据；
进一步的，所述监测单元根据下式计算出每个目标样本数据的独特指数
Figure 536257DEST_PATH_IMAGE009
：
Figure 371358DEST_PATH_IMAGE010
；
其中，
Figure 708798DEST_PATH_IMAGE011
为普通样本数据的组数，k为目标样本数据的序号，
Figure 86690DEST_PATH_IMAGE012
表示普通样本数据与目标样本数据对比后第j个差异度相同的数量，
Figure 218594DEST_PATH_IMAGE013
表示与第k个目标样本数据的对比结果；
进一步的，所述监测单元设有一个校验队列，所述校验队列用于存放子码类型标志符，所述子码类型标志符用于表示子码类型，所述校验队列中存放的所述子码类型标识符的数量为Nall，当放入新的子码类型标识符时需删除最早存放的子码类型标识符，所述校验队列中更新一个子码类型标识符的时间称为一个单位时间；
进一步的，所述监测单元在进程二中计算差异度的操作称为监察，下一次监察的间隔时间为当前差异度等值数量的单位时间。
本发明所取得的有益效果是：
相比于传统的直接将信号与目标码进行对比，本系统将目标码分解成多个子码，将信号基于子码的规格进行识别，得到个类型子码的数量，然后将识别到的子码类型数量与目标码的子码类型数量进行比较，由于识别规格的降低，计算量也大大降低，而根据子码类型的比较结果得到差异度，基于差异度来降低比较频率，使计算量也大幅降低，本系统还设置了普通阶段和优化阶段，普通阶段在差异度为0时进行目标码的整体对比，而优化阶段在差异度为0时对差异度的分布进行分析，更进一步的降低了整体对比的频次。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明整体结构框架示意图；
图2为本发明校验队列存放机制示意图；
图3为本发明监察的时间间隔示意图；
图4为本发明进程一流程示意图；
图5为本发明进程二流程示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
实施例一
本实施例提供了一种宽带卫星信号智能识别系统，结合图1，包括交换模块、监测模块和接入模块，所述交换模块用于接收卫星传输的信号并进行预处理，所述监测模块对预处理后的信号实时监控并识别提取出目标信号，所述接入模块用于接收目标信号；
所述交换模块将接收的信号进行分解和译码，得到多个信道的数字信号，所述监测模块包括多个监测单元，每个监测单元监测一个信道，所述接入模块设有一个目标码，所述监测单元基于目标码对数字信号进行处理；
所述监测单元对信道中的数字信号进行识别的过程包括如下三个进程：进程一用于将数字信号转换成子码并对所述子码类型进行统计，进程二用于对统计结果进行处理判断是否对数字信号进行提取，进程三用于提取信号并与目标码进行对比，对比一致则提取后续的数字信号作为目标信号发送给所述接入模块；
所述监测单元将目标码分解成若干个子码，各类型子码的数量用N(i)表示，i为子码的类型序号，进程一中统计的子码类型数据用
Figure 543921DEST_PATH_IMAGE014
表示，进程二中对统计结果按照下式处理得到差异度
Figure 685052DEST_PATH_IMAGE015
：
Figure 917450DEST_PATH_IMAGE016
；
其中，Ncode为子码类型个数；
所述监测单元的运行包括两个阶段，第一阶段为普通阶段，第二阶段为优化阶段，在普通阶段，进程二在差异度出现0时启动进程三，在优化阶段，进程二在差异度出现0时，提取出连续的m个差异度作为对比数据与目标样本数据比较，并根据下式计算出对比数据的对比指数
Figure 220256DEST_PATH_IMAGE017
：
Figure 29949DEST_PATH_IMAGE018
；
其中，
Figure 646875DEST_PATH_IMAGE019
表示第j个差异度的比较结果系数，相同时为0，不同时为1，
Figure 796097DEST_PATH_IMAGE020
表示序号为
Figure 332120DEST_PATH_IMAGE021
的目标样本数据的独特指数；
当所述对比指数小于阈值时，启动进程三；
在普通阶段，当差异度出现0时，所述监测单元提取出连续的m个差异度作为一组样本数据，而当最终提取目标信号时对应的样本数据称为目标样本数据，非目标样本数据的样本数据称为普通样本数据；
所述监测单元根据下式计算出每个目标样本数据的独特指数
Figure 504475DEST_PATH_IMAGE022
：
Figure 721830DEST_PATH_IMAGE023
；
其中，
Figure 256717DEST_PATH_IMAGE024
为普通样本数据的组数，k为目标样本数据的序号，
Figure 960712DEST_PATH_IMAGE025
表示普通样本数据与目标样本数据对比后第j个差异度相同的数量，
Figure 682680DEST_PATH_IMAGE026
表示与第k个目标样本数据的对比结果；
所述监测单元设有一个校验队列，所述校验队列用于存放子码类型标志符，所述子码类型标志符用于表示子码类型，所述校验队列中存放的所述子码类型标识符的数量为Nall，当放入新的子码类型标识符时需删除最早存放的子码类型标识符，所述校验队列中更新一个子码类型标识符的时间称为一个单位时间；
所述监测单元在进程二中计算差异度的操作称为监察，下一次监察的间隔时间为当前差异度等值数量的单位时间。
实施例二
本实施例包含了实施例一中的全部内容，提供了一种宽带卫星信号智能识别系统，包括交换模块、监测模块和接入模块，所述交换模块用于接收卫星传输的信号，所述监测模块对信号进行实时监控并识别提取出目标信号，所述接入模块用于接收目标信号；
所述交换模块包括信道分解单元和解调单元，所述信道分解单元将卫星发送的原始信号分解成多组信号，每组信号处于一个信道，所述解调单元将每个信道的信号进行译码，得到数字信号；
所述监测模块包括若干个监测单元，每个监测单元分别监测一个信道中的数字信号，所述监测单元与信道的数量相同；
所述接入模块设有一个目标码，所述监测单元从所述接入模块中根据目标码对数字信号进行监测，得到目标信号；
所述监测单元将所述目标码拆解成若干个子码，所述目标码与所述子码均由0和1构成，子码类型个数Ncode与子码长度Long的关系为：
Figure 375830DEST_PATH_IMAGE027
；
所述监测单元统计出各类型子码的数量，用N(i)表示，i为子码的类型序号，取值范围为
Figure 561960DEST_PATH_IMAGE028
，N(i)满足：
Figure 111890DEST_PATH_IMAGE029
；
其中，Longall表示目标码的长度；
所述监测单元设有一个校验队列，所述校验队列中能够存放Nall个子码类型标志符，所述子码类型标志符用于表示子码类型，Nall满足：
Figure 117893DEST_PATH_IMAGE030
；
结合图2，所述监测单元对数字信号进行解析，每解析得到一个子码类型将对应的子码类型标志符放入所述校验队列中，所述校验队列遵循“先进先出”的原则，即在校验队列中已放置Nall个子码类型标志符，需再添加子码类型标志符时，删除最先放置的子码类型标志符，当所述校验队列中放满子码类型标志符时，所述监测单元统计得到校验队列中对应类型子码的数量，用
Figure 614733DEST_PATH_IMAGE031
表示，当所述校验队列中添加新的子码类型标志符并删除旧的子码类型标志符时，只需选择对应的两个
Figure 593053DEST_PATH_IMAGE032
分别进行加一和减一操作；
所述监测单元计算出
Figure 641781DEST_PATH_IMAGE032
和
Figure 276024DEST_PATH_IMAGE032
的差异度
Figure 638873DEST_PATH_IMAGE033
：
Figure 536946DEST_PATH_IMAGE034
；
当所述差异度为0时，所述监测单元将校验队列中的子码类型标志符按照顺序转换成数字码，并将所述数字码与目标码进行对比，当所述数字码与所述目标码完全一致时，所述监测单元提取出后续的信号作为目标信号发送给所述接入模块；
结合图3，所述监测单元计算差异度的操作称为监察，所述校验队列中更新一个子码类型标志符的时间称为一个单位时间，所述监测单元进行监察的时间间隔为与最近计算的差异度等值数量的单位时间，例如，当前计算的差异度为5，则需所述校验队列更新5个子码类型标志符后再次计算差异度，能够大量降低计算量；
当所述监测单元在差异度为0时获取m个连续的差异度作为一组样本数据，所述样本数据用
Figure 959837DEST_PATH_IMAGE035
表示，
Figure 815798DEST_PATH_IMAGE036
，j为数据序号，其中，
Figure 513495DEST_PATH_IMAGE037
，在样本数据中，若在差异度为0时获取到目标信号，则将该样本数据称为目标样本数据，而非目标样本数据的样本数据称为普通样本数据；
所述监测单元将所述普通样本数据与目标样本数据进行对比，统计得到每个数据序号的差异度相同的数量，记为
Figure 404091DEST_PATH_IMAGE038
，例如，存在两个普通样本数据的
Figure 856938DEST_PATH_IMAGE039
与目标样本数据的
Figure 262511DEST_PATH_IMAGE039
相同时，
Figure 170424DEST_PATH_IMAGE040
为2，由于目标样本数据存在多个，得到的
Figure 977843DEST_PATH_IMAGE041
整理成
Figure 804854DEST_PATH_IMAGE042
，表示与第k个目标样本数据进行对比得到的结果，k为目标样本数据序号；
所述监测单元根据
Figure 960373DEST_PATH_IMAGE043
计算出每个目标样本数据的独特指数
Figure 203136DEST_PATH_IMAGE044
：
Figure 68324DEST_PATH_IMAGE045
；
其中，
Figure 800656DEST_PATH_IMAGE046
为普通样本数据的组数；
所述监测单元对信道中的数字信号进行识别的过程包括如下三个进程：
结合图4，进程一包括如下步骤：
S1、所述监测单元对数字信号进行解析得到子码类型标识符；
S2、所述监测单元将子码类型标识符放入校验队列中；
S3、所述监测单元对校验队列进行统计得到
Figure 180822DEST_PATH_IMAGE047
；
结合图5，进程二包括如下步骤：
S21、根据
Figure 899379DEST_PATH_IMAGE048
和
Figure 743707DEST_PATH_IMAGE047
计算得到差异度；
S22、当差异度为0时，跳转至步骤S24，当差异度不为0时，跳转至步骤S23；
S23、根据差异度的值控制下次监察的时间，并在对应的时间跳至步骤S21；
S24、获取连续的m个差异度作为对比数据，将对比数据与目标样本数据进行比较，选择对应的差异度相同数量最多的目标样本数据的序号，记为
Figure 850204DEST_PATH_IMAGE049
；
S25、计算出对比数据的对比指数
Figure 389769DEST_PATH_IMAGE050
：
Figure 302231DEST_PATH_IMAGE051
；
其中，
Figure 610852DEST_PATH_IMAGE052
表示第j个差异度的比较结果系数，相同时为0，不同时为1；
当所述对比指数小于阈值时，启动进程三，控制下次监察的时间间隔为一个单位时间，并在对应的时间跳转至步骤S21；
进程三：
所述监测单元将校验队列中的子码类型标志符按照顺序转换成数字码，并将所述数字码与目标码进行对比，当所述数字码与所述目标码完全一致时，所述监测单元提取出后续的信号作为目标信号发送给所述接入模块。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素可以更新的。

Claims (2)

1.一种宽带卫星信号智能识别系统，其特征在于，包括交换模块、监测模块和接入模块，所述交换模块用于接收卫星传输的信号并进行预处理，所述监测模块对预处理后的信号实时监控并识别提取出目标信号，所述接入模块用于接收目标信号；
所述交换模块将接收的信号进行分解和译码，得到多个信道的数字信号，所述监测模块包括多个监测单元，每个监测单元监测一个信道，所述接入模块设有一个目标码，所述监测单元基于目标码对数字信号进行处理；
所述监测单元对信道中的数字信号进行识别的过程包括如下三个进程：进程一用于将数字信号转换成子码并对子码类型进行统计，进程二用于对统计结果进行处理判断是否对数字信号进行提取，进程三用于提取信号并与目标码进行对比，对比一致则提取后续的数字信号作为目标信号发送给所述接入模块；
所述监测单元将目标码分解成若干个子码，各类型子码的数量用N(i)表示，i为子码的类型序号，进程一中统计的子码类型数据用
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表示，进程二中对统计结果按照下式处理得到差异度
Figure DEST_PATH_IMAGE004
：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，Ncode为子码类型个数；
所述监测单元的运行包括两个阶段，第一阶段为普通阶段，第二阶段为优化阶段，在普通阶段，进程二在差异度出现0时启动进程三，在优化阶段，进程二在差异度出现0时，提取出连续的m个差异度作为对比数据与目标样本数据比较，并根据下式计算出对比数据的对比指数
Figure DEST_PATH_IMAGE008
：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
表示第j个差异度的比较结果系数，相同时为0，不同时为1，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
表示序号为
Figure DEST_PATH_IMAGE016
的目标样本数据的独特指数；
当所述对比指数小于阈值时，启动进程三；
在普通阶段，当差异度出现0时，所述监测单元提取出连续的m个差异度作为一组样本数据，而当最终提取目标信号时对应的样本数据称为目标样本数据，非目标样本数据的样本数据称为普通样本数据；
所述监测单元根据下式计算出每个目标样本数据的独特指数
Figure DEST_PATH_IMAGE018
：
Figure DEST_PATH_IMAGE020
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
为普通样本数据的组数，k为目标样本数据的序号，
Figure DEST_PATH_IMAGE024
表示普通样本数据与目标样本数据对比后第j个差异度相同的数量，
Figure DEST_PATH_IMAGE026
表示与第k个目标样本数据的对比结果；
所述监测单元设有一个校验队列，所述校验队列用于存放子码类型标志符，所述子码类型标志符用于表示子码类型，所述校验队列中存放的所述子码类型标识符的数量为Nall，当放入新的子码类型标识符时需删除最早存放的子码类型标识符，所述校验队列中更新一个子码类型标识符的时间称为一个单位时间。
2.如权利要求1所述的一种宽带卫星信号智能识别系统，其特征在于，所述监测单元在进程二中计算差异度的操作称为监察，下一次监察的间隔时间为当前差异度等值数量的单位时间。
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