[發(fā)明專利]一種電磁頻譜監(jiān)測接收機信號自動檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010770061.1
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN112087272B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉德鵬;許建華;向長波;李曉軍;韓連龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中電科思儀科技股份有限公司
• 主分類號: H04B17/20
• 分類號: H04B17/20
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

本發(fā)明公開了一種電磁頻譜監(jiān)測接收機信號自動檢測方法，包括信號增強表征和集成學(xué)習(xí)判別，信號增強表征用于求出每個信號的頻譜在不同尺度下的局部均值差異、局部中值差異和局部形態(tài)學(xué)處理差異，之后形成增強表征矩陣。集成學(xué)習(xí)判別包括分支檢測器學(xué)習(xí)和集成檢測器學(xué)習(xí)，首先用多個信號的增強表征矩陣構(gòu)成信號檢測訓(xùn)練樣本集，分配樣本子集訓(xùn)練分支檢測器，并記錄檢測結(jié)果；然后用檢測結(jié)果構(gòu)造集成學(xué)習(xí)訓(xùn)練樣本集，訓(xùn)練集成檢測器。集成檢測器訓(xùn)練完成后，將分支檢測器和集成檢測器組合，由集成檢測器輸出最終的自動信號檢測結(jié)果。本發(fā)明具有較強的信號表征能力和信號辨識能力，進(jìn)而可實現(xiàn)良好的信號檢測準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電磁頻譜監(jiān)測接收機領(lǐng)域，具體涉及一種電磁頻譜監(jiān)測接收機信號自動檢測方法。

背景技術(shù)

在電磁頻譜監(jiān)測任務(wù)中，需要從大范圍的頻譜中檢測出感興趣信號，為后續(xù)信號分析、解調(diào)和記錄等操作提供基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的信號檢測工作主要由工作人員手動完成，對工作人員的操作水平、信號辨識水平有很高的要求，檢測結(jié)果易受工作人員主觀因素影響而不穩(wěn)定。此外，人工檢測信號的速度慢，無法滿足信號密集條件下的快速檢測需求。因此，自動信號檢測功能對于電磁頻譜接收機的重要性日益顯著。

現(xiàn)有自動信號檢測方法主要通過信號與頻譜背景能量幅度的差異來自動檢測信號，首先通過均值濾波或中值濾波方法求出判別閾值，然后將頻譜中不同頻率處的局部分量與閾值比較。若幅度大于等于閾值，則判斷相應(yīng)頻率存在信號；若幅度小于閾值，則認(rèn)為相應(yīng)頻率不存在信號。現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點是：(1)對微弱信號的檢測率低，會漏檢低強度信號；(2)對強起伏頻譜背景適應(yīng)能力差，在強起伏頻譜背景下會產(chǎn)生大量錯誤檢測結(jié)果。因此，現(xiàn)有技術(shù)無法有效區(qū)分信號和復(fù)雜的強起伏頻譜背景，導(dǎo)致檢測準(zhǔn)確度低下，無法滿足復(fù)雜電磁環(huán)境下的信號自動檢測需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的無法有效區(qū)分信號和復(fù)雜的強起伏頻譜背景，導(dǎo)致檢測準(zhǔn)確度低下的問題，本發(fā)明提供了一種電磁頻譜監(jiān)測接收機信號自動檢測方法，提高信號自動檢測的有效性。

本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

一種電磁頻譜監(jiān)測接收機信號自動檢測方法，包括以下步驟：

步驟1：信號增強表征

步驟1.1：求出每個信號的頻譜在不同尺度下的局部均值差異、局部中值差異和局部形態(tài)學(xué)處理差異；

步驟1.2：每個信號的局部均值差異、局部中值差異和局部形態(tài)學(xué)處理差異與原始頻譜數(shù)據(jù)拼接為一個增強表征矩陣；

步驟2：集成學(xué)習(xí)判別

進(jìn)行分支檢測器學(xué)習(xí)和集成檢測器學(xué)習(xí)；

步驟2.1：多個信號的增強表征矩陣構(gòu)成信號檢測訓(xùn)練樣本集，從信號檢測訓(xùn)練樣本集中抽取的m個子集訓(xùn)練m個分支信號檢測器；

步驟2.2：m個分支檢測器訓(xùn)練完成后，采用分支檢測器處理全體訓(xùn)練樣本，可得到m組檢測結(jié)果，將m組檢測結(jié)果合并可構(gòu)成集成學(xué)習(xí)訓(xùn)練樣本集，利用集成學(xué)習(xí)訓(xùn)練樣本集訓(xùn)練集成檢測器；

步驟2.3：集成檢測器訓(xùn)練完成后，將分支檢測器和集成檢測器組合，即分支檢測器的處理結(jié)果作為集成檢測器的輸入，由集成檢測器輸出最終的自動信號檢測結(jié)果。

優(yōu)選地，局部均值差異d_mean()的定義為：

其中，f代表頻率，s代表求解局部均值差異的尺度參數(shù)，f'代表用于計算的當(dāng)前數(shù)據(jù)點頻率，s_i()代表待處理頻譜；

局部中值差異d_median()的定義為：