CN116418450B - 一种卫星电话智能侦测干扰方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种卫星电话智能侦测干扰方法，包括以下步骤：S1：实时侦测卫星电话信号，获取卫星信号数据；S2：将卫星信号数据进行预处理，所述预处理包括数据采样率变换和频率搬移，得到预处理后的信号数据；S3：对预处理后的信号数据进行信道化处理，得到信道化数据；S4：选用双窗口滑动法对信道化数据进行突发信号检测，然后进行信号实时解调，产生载波信号；S5：将载波转换为调制干扰信号，调制干扰信号经放大后进行信号发射。本发明公开的一种卫星电话智能侦测干扰方法，能够实现卫星电话信号的实时侦测、干扰，并且针对卫星电话信号实现多种方式的干扰。

Description

一种卫星电话智能侦测干扰方法
技术领域
本发明属于信号干扰技术领域，尤其涉及一种卫星电话智能侦测干扰方法。
背景技术
卫星电话通过卫星（而不是地面基站和有线）来传输信息，填补了现有手机和有线电话通信无法覆盖的区域，如偏远地区、深山、海上、沙漠等。卫星电话具有覆盖范围大，使用方便灵活，不受地形限制等特点。
迄今为止，国内有少数公司及研究机构从事卫星电话干扰设备研制，个别厂商有原理样机，但功率比较大，设备体积大、重量重，携带不方便，且干扰距离近。
现有主动式卫星电话干扰设备，干扰方式有白噪声、扫频等，同时干扰频段所有信号，干扰距离比较近。同时，现有监测、自导式干扰设备需要人工监测空中卫星电话信号，监测完成后需要操作人员手动设置干扰频率，调节干扰功率，在此过程中，操作人员水平参差不齐而导致的干扰效果不理想。整机设备一般都有很多个频段，操作维护起来费时费力，如果出现操作失误还会损坏功率放大器。
发明内容
本发明提供一种卫星电话智能侦测干扰方法，旨在解决上述存在的问题。
本发明是这样实现的，一种卫星电话智能侦测干扰方法，包括以下步骤：
S1：实时侦测卫星电话信号，获取卫星信号数据；
S2：将卫星信号数据进行预处理，所述预处理包括数据采样率变换和频率搬移，得到预处理后的信号数据；
S3：对预处理后的信号数据进行信道化处理，得到信道化数据；
S4：选用双窗口滑动法对信道化数据进行突发信号检测，然后进行信号实时解调，产生载波信号；
S5：将载波转换为调制干扰信号，调制干扰信号经放大后进行信号发射。
进一步的，在步骤S2中，将数据采样率变换为64MHz。
进一步的，在步骤S3中，信道化处理的输入信号采样率是64MHz，信道化处理输出的信号采样率是117kHz。
进一步的，在步骤S4中，进行信号实时解调，具体包括：首先通过FCCH 信道捕获实现时隙同步和频偏估计，再检测独特字并进行信道估计和内插，最后根据信道估计值进行信道补偿和星座判决，完成解调流程。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明公开的一种卫星电话智能侦测干扰方法，能够实现卫星电话信号的实时侦测、干扰，并且针对卫星电话信号实现多种方式的干扰；可作为无线电侦测设备使用，侦测范围30MHz-6GHz；可作为干扰设备使用，干扰频率范围30MHz-6GHz；可作为仪器使用，用于实验室信号发生装置，可产生单音、多音、扫频、噪声、调制等信号，对操作人员身体辐射小，降低干扰设备体积、重量，减少了天线数量，且降低成本。
附图说明
图1为本发明方法原理图；
图2为本发明信号检测流程图；
图3为本发明解调处理流程图。
实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种卫星电话智能侦测干扰方法，包括以下步骤：
S1：实时侦测卫星电话信号，获取卫星信号数据；
S2：将卫星信号数据进行预处理，所述预处理包括数据采样率变换和频率搬移，得到预处理后的信号数据；
S3：对预处理后的信号数据进行信道化处理，得到信道化数据；
S4：选用双窗口滑动法对信道化数据进行突发信号检测，然后进行信号实时解调，产生载波信号；
S5：将载波转换为调制干扰信号，调制干扰信号经放大后进行信号发射。
本发明还提供一种卫星电话智能侦测干扰设备，主要由信号采集回放模块、信号处理板、电源模块等组成，主要完成对信号侦测、处理、数据传输和信号输出等功能。
信号处理板是整个设备的核心模块，板卡搭载高速FPGA处理器，完成信号处理功能，并将合成信号发送到信号输出模块（AD/DA子卡）发射出去，核心处理芯片采用基于XILINX超高性能ZU115E芯片，包括4核ARMCortex-A53处理器（PS）和一个双核ARMCortex-R5F实时处理器。
信号采集回放模块为高速AD/DA子卡，选用ADC/DAC芯片的AD9361，内集成可配置本振，片内可完成下变频，有利于在低功耗，小体积，多通道的应用。
子卡和FPGA处理板之间使用FMC接插件互连，子卡满足VITA57.1HPC标准协议。时钟芯片的输入可以选用FPGA处理板送入或者通过同轴头过来的外参考时钟。
具体地，实时侦测卫星电话信号并解调，主要包括信号突发检测和信号实时解调，其中，进行信号突发检测前，对数据进行预处理，预处理主要完成数据采样率变换，以及频率搬移。
频率搬移：把相关频谱的中心频点搬移到合适的位置；
数据采样率变换：把300MHz的采样率数据，转换为64MHz，因为64MHz是码速率的整数倍，方便后续的信道化处理。
如图2所示，针对信号检测，设计2个独立的信道化模块，分别支持2048路信道化，信道化的输入信号采样率是64MHz，信道化输出的信号采样率是117kHz。
选用的突发检测算法为双窗口滑动法的能量检测法。这个方式可以解决普通能量检测操作中存在阈值很难确定的问题。其原理是设置两个相对静止的连续滑动的窗口，分别计算窗口检测到的能量，用两个窗口检测到的能量的比值作为判决量，这种确定判决量的好处在于其取值只与信噪比相关，与传输信道其他参数无关，有效解决了能量检测算法中由于接收信号能量的不确定性导致的阈值难以确定的问题。
如图3所示，采用GMＲ-1系统π/4-CQPSK进行解调处理，首先通过FCCH信道捕获实现时隙同步。和频偏估计，再检测独特字并进行信道估计和内插，最后根据信道估计值进行信道补偿和星座判决，从而完成解调流程。
GMＲ-1系统采用了相对简单的帧结构，以帧为单位，每帧分为24个时隙，每个时隙持续5/3ms，1个时隙包含78bit。
GMＲ-1系统下行信道包括频率校正信道(FCCH)、广播信道(BCCH)、允许接入信道(AGCH)、寻呼信道(PCH)、快速随路信道(FACCH3)和业务信道(TCH)等，其如表1所示。
表1
FCCH和BCCH都是从每帧的0号时隙开始，BCCH在FCCH之后2帧出现。而FACCH3和TCH3并无确定的频点和时隙位置，而是由AGCH进行分配。
FCCH信道承载线性调频信号(ChirpSignal)，用于终端在FCCH信道上对频率误差进行估计，由表1可知还可以用于BCCH信道的时隙同步。
BCCH用于广播系统信息并通知终端定时信息，采用π/4-CQPSK调制，突发占据6个时隙，时隙结构如表2所示。
表2
BCCH的突发中都插入了独特字(UniqueWord，UW)。GMＲ-1系统中，不同的独特字可以用来区分包含信令或者用户信息(语音、数据)的不同突发。
完成解调流程后，由FPGA调用内部DDS模块，产生载波信号，再通过相关算法产生相应信号，支持FM、CW、AM、ASK、2FSK、4FSK、8PSK、BPSK、GSM、QPSK、16QAM、噪声、扫频调制方式，调制带宽：5kHz～20MHz。
本发明公开的一种卫星电话智能侦测干扰方法，能够实现卫星电话信号的实时侦测、干扰，并且针对卫星电话信号实现多种方式的干扰；可作为无线电侦测设备使用，侦测范围30MHz-6GHz；可作为干扰设备使用，干扰频率范围30MHz-6GHz；可作为仪器使用，用于实验室信号发生装置，可产生单音、多音、扫频、噪声、调制等信号，对操作人员身体辐射小，降低干扰设备体积、重量，减少了天线数量，且降低成本。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种卫星电话智能侦测干扰方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：实时侦测卫星电话信号，获取卫星信号数据；
S2：将卫星信号数据进行预处理，所述预处理包括数据采样率变换和频率搬移，得到预处理后的信号数据；
S3：对预处理后的信号数据进行信道化处理，得到信道化数据；
S4：选用双窗口滑动法对信道化数据进行突发信号检测，然后进行信号实时解调，产生载波信号；
S5：将载波转换为调制干扰信号，调制干扰信号经放大后进行信号发射。
2.根据权利要求1所述的一种卫星电话智能侦测干扰方法，其特征在于，在步骤S2中，将数据采样率变换为64MHz。
3.根据权利要求1所述的一种卫星电话智能侦测干扰方法，其特征在于，在步骤S3中，信道化处理的输入信号采样率是64MHz，信道化处理输出的信号采样率是117kHz。
4.根据权利要求1所述的一种卫星电话智能侦测干扰方法，其特征在于，在步骤S4中，进行信号实时解调，具体包括：首先通过FCCH 信道捕获实现时隙同步和频偏估计，再检测独特字并进行信道估计和内插，最后根据信道估计值进行信道补偿和星座判决，完成解调流程。
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