[发明专利]基于短时傅里叶变换数据链信号边沿检测方法

说明书

本发明提供一种基于短时傅里叶变换数据链信号边沿检测方法，由于数据链信号中包含特定的频率信息，本发明利用这种特点提出利用基于短时Fourier变换进行边沿检测，从而在非合作情况下提取目标信号。本发明边沿检测效果更准确，能够适应更低信噪比环境。

技术领域

本发明属于信号处理领域，特别涉及在非合作情况下信号的边沿检测技术。

背景技术

在进行信号参数估计、调制方式识别和解调等处理时，常常假定目标信号是已经存在的。如何从含有噪声的观测数据中确定有目标信号，并且确定信号的开始和结束时刻也是信号处理领域的一个重要课题，尤其是在非协作通信中，对传送的信息以及信道情况都是未知的，此时准确判断观测数据中是否含有目标信号，就更显得尤为重要。

现有针对非合作情况下的信号检测方法一般是单纯从时域角度出发，根据信号和噪声之间幅值的区别进行边沿检测。边沿检测大多数采用了一种排序-求商-取最大(SDM)算法自适应求门限，可以在脉冲形状不好的情况下将脉冲的上升沿和下降沿检测出来。但现有检测方法对接收数据链信号进行边沿提取需要在高信噪比条件下进行，当信噪比低于20db时，此方法很难准确提取出对应的边沿。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种适应于高信噪比条件下的新的信号边沿检测方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，基于短时傅里叶变换数据链信号边沿检测方法，包括以下步骤：

步骤1)接收输入信号S＝[s(1) s(2)... s(M)]，信号总长度为M；

步骤2)将信号S进行按时间N个时间点进行分割，分割后信号矩阵为：

其中，m为M/N向下取整后的值；

步骤3)对信号矩阵每行进行傅里叶Fourier变换，得到m个时间段的频率信息FT：

tm表示第m次Fourier变换，n表示傅里叶变换采样点数，fn表示第n采样点对应的频率；

步骤4：对频率信息FT中每一列进行的累加得到累加信号SUM_FT：

SUM_FT＝[sum_ft(t₁) sum_ft(t₂) .... sum_ft(t_m)]；

步骤5：对累加信号SUM_FT的平均值作为阈值thr1：

步骤6：对将各时间段的频率信息累加信号sum_ft(t_i)，i＝1,2,…,m与阈值比较，若大于等于阈值则表示出现目标信号，否则表示未出现目标信号，并根据目标信号出现的位置确定目标信号长度。

由于数据链信号中包含特定的频率信息，本发明利用这种特点提出利用基于短时Fourier变换进行边沿检测，从而在非合作情况下提取目标信号。

本发明的有益效果是，边沿检测效果更准确，能够适应更低信噪比环境。

附图说明

图1基于短时傅里叶变换数据链边沿检测算法流程图

图2网络控制站报告Link11消息信号(未加噪声)

图3网络控制站报告Link11消息信号(加噪声)

图4基于短时傅里叶变换时频图(5db噪声)

图5网络控制站报告Link11消息信号消息帧格式

图6基于短时傅里叶变换时频图(10db噪声)