[發明專利]基于無線電信號頻譜特征模板的信號識別方法及系統

有效

• 申請號: 201410691034.X
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104468001A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 張奇勛;馮志勇;王寶聰;高超
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，具體涉及基于無線電信號頻譜特征模板的信號識別方法及系統。

背景技術

隨著無線通信技術的快速發展，可用頻譜資源日益緊缺，與此同時，大量新型用頻系統不斷投入使用也加劇了頻譜資源的緊缺性。因此大量用頻設備工作于相鄰頻段，易產生相互干擾，使得無線網絡電磁空間環境變得日益惡化。伴隨著時代的進步，越來越多的特種設備向著小型化發展，導致了大量用頻設備集中于狹小區域，使得多種設備之間的干擾頻率大大增加。

無線電信號識別技術被廣泛應用于干擾源排查領域，可以使干擾排查變得更快速。目前，無線電識別技術主要研究方向是通過提取無線電信號特征(中心頻率、帶寬、碼率、調制方式等)，利用模式識別的方法進行信號識別?，F有研究中的信號識別對象都是調制信號，沒有考慮到實際更為復雜的無線通信環境對信號產生的影響。如專利“一種信號識別的方法”，利用各類信號功率譜的形態學包絡構造了信號模板，模板表述復雜致使信號識別過程在實現過程中比較繁瑣，難以應用。

因此，現有信號識別方法是將信號特征進行提取，根據不同信號特征一步一步地排除信號最終得到信號識別結構，識別過程繁瑣。且現有信號識別針對的均為調制信號，如正交相移鍵控(Quadrature?Phase?Shift?Keying，QPSK)信號、正交振幅調制(Quadrature?Amplitude?Modulation，QAM)信號等，并未考慮實際信號的其它編碼、發送信息等的差異對信號頻譜造成的影響。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提供一種基于無線電信號頻譜特征模板的信號識別方法及系統，能夠通過頻譜模板表征各種類的信號，并在保證信號識別準確性的基礎上進一步簡化信號識別算法。

第一方面，本發明提供了一種基于無線電信號頻譜特征模板的信號識別方法，所述方法包括：

通過提取多種無線電信號的頻譜特征，構建信號模板庫；

根據所述信號模板庫中信號模板的表現形式，對待識別信號進行預處理；

將預處理后的待識別信號與所述信號模板庫的信號模板進行比較和匹配，獲得所述待識別信號的類型和特征參數。

優選地，所述通過提取多種無線電信號的頻譜特征，構建信號模板庫，包括：

對多種無線電信號進行濾波、采樣和變換，獲得頻域信號；

采用領域平均法對所述頻域信號進行平滑處理；

對平滑處理后的信號進行量化變化，形成階梯信號，得到信號模板。

優選地，所述根據所述信號模板庫中信號模板的表現形式，對待識別信號進行預處理，包括：

根據預設的帶寬對待識別的信號進行濾波；

對濾波后的信號進行平滑處理及量化變換，獲得預處理后的階梯信號。

優選地，所述將預處理后的待識別信號與所述信號模板庫的信號模板進行比較和匹配，獲得所述待識別信號的類型和特征參數，包括：

獲得所述待識別信號的中心頻率與所述信號模板庫中的各信號模板中心頻率的差值，若所述差值大于第一預設值，則判定所述待識別信號與所述信號模板不匹配；

若所述差值小于第一預設值，獲得所述待識別信號預設帶寬與所述信號模板預設帶寬的差值，若所述差值大于第二預設值，則判定所述待識別信號與所述信號模板不匹配；

若所述差值小于第二預設值，計算所述待識別信號與所述信號模板的綜合偏差值，若所述綜合偏差值大于第三預設值，則判定所述待識別信號與所述信號模板不匹配；

若所述綜合偏差值小于第三預設值，則判定所述待識別信號與所述信號模板匹配，并獲得所述待識別信號的類型和特征參數。

優選地，所述綜合偏差值為：

r＝abs(r1)+abs(r2)+abs(r3)

其中，r為所述綜合偏差值，r1為待識別信號與信號模板的3dB帶寬內功率的差值與信號模板的3dB帶寬內功率值的比，r2為待識別信號與信號模板的10dB帶寬內功率的差值與信號模板的10dB帶寬內功率值的比，r3為待識別信號與信號模板在10dB帶寬內的功率均方差與信號模板的10dB帶寬內功率值的比。

第二方面，本發明提供了一種基于無線電信號頻譜特征模板的信號識別系統，所述系統包括：

模板構建單元，用于通過提取多種無線電信號的頻譜特征，構建信號模板庫；

預處理單元，用于根據所述信號模板庫中信號模板的表現形式，對待識別信號進行預處理；