[发明专利]一种基于快速频谱模板匹配的目标信号宽带检测方法

说明书

本发明涉及了一种基于快速频谱模板匹配的目标信号宽带检测方法。它涉及无线电频谱监测和管理领域中特定协议信号的宽带自动检测技术。本发明的功能是在输入的宽带采样数据中检测具有特定频谱形状的信号，首先构造待检测信号的标准频谱模板，并计算输入数据的频谱，通过标准频谱模板与输入数据频谱进行快速逐点滑动模板匹配检测输入数据中是否存在待检测信号，如果存在输出信号所在频点和幅度；本发明设计了一种基于递推计算和快速傅里叶变换的滑动相关系数的计算方法，可实现目标信号的快速相关匹配检测。本发明特别适合应用于无线电频谱监测领域的在宽带接收数据内检测具有特定频谱形状的信号的应用场景。

技术领域

本发明涉及了一种基于快速频谱模板匹配的目标信号宽带检测方法。它涉及无线电频谱监测和管理领域中特定协议信号的宽带自动检测技术。特别适合应用于无线电频谱监测领域的在宽带接收数据内检测具有特定频谱形状的信号的应用场景。

背景技术

特定信号宽带检测技术是无线电频谱监测和管理领域中的关键技术之一，对于目标信号的宽带自动控守具有至关重要的作用。基于频谱模板匹配的算法是一种特定信号宽带检测的有效方法，可以通过逐点计算输入数据的宽带频谱与标准模板的相关系数判断输入宽带数据中的特定信号是否存在，如果存在，可以计算出频率位置。但现有的基于模板匹配的特定信号宽带检测算法需要逐点滑动计算相关系数，具有较大的运算量，无法应用于实时性要求高的应用场合。因此，基于模板匹配的特定信号快速宽带检测方法是无线电频谱监测和管理领域迫切需要的关键技术。

发明内容

本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处，而提供一种特定信号的快速宽带检测方法。其预先构造待检测特定目标信号的标准频谱模板；当需要检测输入宽带采样数据是否存在该目标信号时，首先基于快速傅里叶变换计算输入宽带采样数据的幅度谱；其次计算目标信号幅度谱模板与宽带采样数据的幅度谱的相关匹配；最后通过设定检测门限，搜索大于门限T的相关向量的值来确定输入宽带采样数据中是否存在目标信号，如果存在输出其所在频率值和幅度值。本发明制造的设备具有实时性强，信号检测准确度高，易于实现等优点。

本发明的目的是这样实现的：

基于快速频谱模板匹配的特定信号宽带检测方法，其特征在于包括步骤：

1.基于快速频谱模板匹配的目标信号宽带检测方法，其特征在于包括步骤：

①监控计算机根据输入的目标信号类型控制信号自动检测服务器中的信号频谱模板库构建模块读取目标信号的已知标准样本，对该标准样本进行离散傅里叶变换得到标准样本的频谱，频率分辨率为W，对标准样本的频谱进行求模运算得到标准样本的幅度谱，截取标准样本幅度谱中信号频率范围内的所有离散谱线作为信号幅度谱模板X，模板长度为K，将目标信号幅度谱模板存储在信号幅度谱模板库中；

②宽带数字接收机接收天线输入的信号，并对其进行宽带数字采样处理，宽带数字接收机通过网络交换机将采样得到的宽带采样数据发送至信号自动检测服务器中的信号频谱计算模块；

③信号频谱计算模块应用离散傅里叶变换计算宽带采样数据的频谱，频率分辨率为W，并对该频谱进行求模运算得到宽带采样数据的幅度谱R，幅度谱点数为L；

④信号自动检测服务器中的频谱模板选择模块读取信号幅度谱模板库中目标信号幅度谱模板，对目标信号幅度谱模板与宽带采样数据的幅度谱进行相关匹配计算，得到目标信号幅度谱模板与宽带采样数据的幅度谱的相关值向量C，相关值向量的长度为L-K+1；

⑤信号自动检测服务器中的相关值判别模块根据设定的检测门限T，在④中获得的相关值向量中搜索大于门限T的元素，并记录该元素在相关向量中的位置，将记录的位置存储在位置向量P中，将相应的相关值存储在向量V中；