[发明专利]一种信号检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号检测技术领域，具体地说涉及一种信号检测方法。

背景技术

随着空间电磁环境的日益复杂，无线电监测成为必要，在监测频段上检测出信号是无线电监测的重要内容，目前，在频域检测信号的主流方法有三种。

第一种是根据经验设置一个固定的值作为检测信号阈值线的方法，所述方法的阈值线设置简单，但是所述方法的阈值线是一根直线，不能适应噪声的波动，在现有的电磁环境下，所述方法检测信号的效果无法达到基本要求。

第二种是在整个监测频段上设置自适应阈值线法，所述方法的阈值线能随着噪声的波动而起伏，但是在所述方法不能适应噪声的阶跃现象，即在不同的频段噪声均值可能会有明显的抬高或降低，尤其是在监测频段跨越不同的业务频段的时候。

第三种是将监测频段平均分成若干段或者根据业务的不同将监测频段分成若干段的方法，由于每个信号都有占有一定带宽，所以所述方法中平均分段可能将一个信号分在不同的段，影响检测效果，降低了检测的准确率，而根据业务不同分段亦无法有效避免噪声阶跃现象，因为同一个业务段也可能会有阶跃现象。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种信号检测方法，本发明旨在于提供一种信号检测方法克服信号检测过程中噪声波动和阶跃现象的影响，提高信号检测的准确性。

为了解决上述现有技术中的不足，本发明是通过下述技术方案实现的：

一种信号检测方法，其特征在于，其步骤如下：

Ⅰ、数据获取步骤：从无线电监测设备得到监测频段上频段扫描的频谱数据；

Ⅱ、监测频段自适应分段步骤：找出步骤Ⅰ中获得的频谱数据中的所有波峰和波谷，统计所有波谷处的值，并计算出波谷的平均值；标注出波谷值小于波谷平均值的波谷，标注所述波谷值小于波谷平均值的波谷与其相邻的波峰值的差值大于经验值的波谷，将其作为分段点；

Ⅲ、确定自适应阈值线步骤：采用C-均值聚类算法将步骤Ⅱ中分段后的每段频谱数据分成两类，将频谱值较大的那一类中的所有值均用该类中的最小值替换，得到新频谱数据；然后将新频谱数据中的每个数据都加上同一个频谱搬移值，使搬移后的频谱数据的最小值等于1；然后将搬移后的频谱数据中的每个数据求对数得到压缩频谱数据，将压缩后的频谱数据进行平滑处理，将平滑处理后的频谱数据的每个数据求指数，得到随噪声波动的噪声均值线，然后求出该段频谱数据和所述噪声均值线的均方差，所述均方差作为噪声门限；将所述噪声均值线和噪声门限相加得到自适应阈值线，然后将每一段的自适应阈值线拼接成整个监测频段上的自适应阈值线；

Ⅳ、获取信号中心频点步骤：将步骤Ⅰ中获得的监测频段上扫描的频谱数据和步骤Ⅲ中得到的自适应阈值线比较，找出所述频谱数据大于所述阈值线的区域，然后得到每个区域最大值的频点，所述频点就是一个信号的中心频点。

所述步骤Ⅲ中的平滑处理是平均平滑，平滑周期依次从2到监测频段上频段扫描的频谱数据个数的1/3。

所述步骤Ⅲ中的C-均值聚类算法中，将步骤Ⅱ中分段后的每段数据分成两类，一类的初始聚类中心是该段频谱数据的平均值，另一类的初始聚类中心是该段的频谱数据的最大值。

所述步骤Ⅲ中得到频谱搬移值的公式如下：

L＝1-min(S(n))；

其中L为频谱搬移值，min()表示取最小值，S(n)表示一段频谱数据，n表示一段频谱数据中频点的个数。

所述步骤Ⅲ中均方差计算公式如下：

其中T表示一段频谱数据和该段噪声均值线的均方差，表示一段频谱数据和该段噪声均值线的方差，n表示方差个数，i表示第i个方差。

优选的，在步骤Ⅱ之前还包括频谱数据预处理步骤；V(i)所述频谱预处理步骤如下：

(a)频谱数据平均处理：将从设备得到的多帧监测频段上频段扫描的频谱数据，然后将所述多帧频谱数据平均处理成一帧频谱数据，即处理后的一帧频谱的第i个数据是所述多帧频谱的第i个数据求平均所得；

(b)平滑处理：将步骤(a)得到的频谱数据进行平滑处理。

优选的：在步骤Ⅳ之后还包括统计处理步骤；所述统计处理步骤如下：在一段时间内将得到很多帧频谱数据，每帧频谱数据按步骤Ⅰ到步骤Ⅳ处理，每一帧频谱数据将会得到多个信号中心频点，然后统计很多帧频谱数据得到的中心频点就可以得出在所述一段时间内某个频点是信号中心频点的次数，当次数达到统计帧数的20％时，所述某个频点作为一个有意义的信号中心频点，所述信号就是监测时间内被检测出的信号。