[发明专利]一种多通道盲信号侦收中的自适应门限检测方法

说明书

本发明属于通信技术领域，涉及一种多通道盲信号侦收中的自适应门限检测方法。本发明利用了各个接收通道的信号具有稀疏性，即不会总是所有信道都存在有效信号，及各通道的噪声具有独立同分布的性质，以此来判断当前是否存在有效信号，并决定是否更新门限，避免了有效信号的存在对噪声功率估计的影响，同时利用时域自相关积累运算以获取更好的信噪比提升，并由此计算得到门限值，再对信号进行过门限判决。本发明所描述的多通道盲信号自适应门限检测方法，能够实时、稳定、准确地实现盲信号的检测判别，并且易于FPGA及DSP的硬件实现。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种在多通道接收机中适用的具有自适应门限功能的信号检测算法及其硬件实现方式。

背景技术

信号的盲检测技术是指在信号先验信息不确定的情况下对信号的有无进行判断，这种技术广泛应用于通信侦察、雷达侦察、认知无线电等领域。盲信号检测方法通常可分为时域检测和频域检测两大类，本文所涉及的是一种基于时域自相关的检测技术，其既具有时域检测计算简单、实时性高、适应性好的特性，又利用了信号自身具有相关性而噪声没有的性质，进一步提高了检测概率。

基于时域的盲信号检测多建立于门限比较判决上，根据判定的结果分辨有效信号存在或是只有纯噪声。门限设置的方法主要可分为：固定门限、自适应门限和最佳门限三类：固定门限是指在信号检测开始工作之前就确定一个在之后运行过程中始终保持不变的门限值；自适应门限意味门限值可随着环境条件的改变而自动调整来适应新情况；最佳门限，一般是指可使检测系统在某个信噪比条件下，符合某种最小错误概率准则的门限值。固定门限虽是最简便的方式，但其灵活性、适应性几乎不存在，而最佳门限的计算通常较为复杂，涉及到大量数值积分运算，不适合实时运算场景，所以采用某种自适应门限方法是综合考虑检测性能与实现难度的较好选择。

在实际工程中，通常都要采取某种方法对噪声功率进行实时地估计，以此得到具有自适应功能的门限值，这类方法有很多，其中最基本的为CACFAR(算术平均恒虚警概率)检测器，它是通过对待检测点前后M个点的能量做一个算术平均得到Z，再乘上一个系数K，作为检测门限，其实现结构示意图为图1。其余很多时域方法都属于CACFAR的某种改进，但少有文章针对多通道盲信号检测的场景，如信道化接收机，提出一种有效的自适应方法。在为多通道盲信号接收机设计一种自适应门限方法的时候，要考虑到以下几点：1)实时性，在噪声功率随温度或者前端模拟部分增益变化时，能及时做出反应；2)门限数值计算的准确性，与信道化输出的信号数据尺度相对应；3)排除有效信号存在时对噪声功率估计的影响。

发明内容

本发明所要解决的，就是针对上述问题，提出一种适用于多通道盲信号侦察接收的，保证实时性、稳定性、准确性等要求，并且易于硬件实现的自适应门限信号检测方法。

本发明的技术方案是：一种基于多通道盲信号接收，以及信号时域自相关积累运算的自适应门限值的过门限信号检测方法，其主要特点在于利用了各个接收通道的信号具有稀疏性，即不会总是所有信道都存在有效信号，及各通道的噪声具有独立同分布的性质，以此来判断当前是否存在有效信号，并决定是否更新门限，避免了有效信号的存在对噪声功率估计的影响，同时利用时域自相关积累运算以获取更好的信噪比提升，并由此计算得到门限值，再对信号进行过门限判决，实现流程包括以下步骤：

a.对输入信号x[n]进行信道化处理，得到C个子信道的输出信号y_k[n],k＝0,1,…C-1。

b.对各个子信道的输出信号计算其时域自相关积累值。

b1.先进行长度为N的延时自相关运算：

可以使用递推公式减少计算量：

b2.对各个子信道的R_N,k[n]取模值：