[发明专利]快速检测CPFSK信号的方法

说明书

本发明公开的一种快速检测CPFSK信号的方法，旨在提供一种实时性好，适应微弱信号场景、满足不同调频指数的CPFSK信号检测方法。本发明通过下述技术方案予以实现：频率正、负预补偿模块根据CPFSK信号的调频指数，选取频率补偿值和矩形窗频率宽度，并分别采用正、负的频率补偿值对接收信号进行频率预补偿；加窗平滑模块采用频谱加矩形窗的方法对频率正负补偿并联支路输出的积分累加数据进行加窗平滑；峰值搜索模块采用比较搜索的方法得到积分峰值及其所在指数；加权平均模块采用加权平均的方法得到自适应检测门限；检测解算模块采用积分峰值和自适应检测门限作比较判决的方法检测接收信号的存在情况，并解算出CPFSK信号的载波频偏。

技术领域

本发明可用于无线通信领域，涉及一种微弱连续相位频移键控(ContinuousPhase Frequency Shift Keying，CPFSK)信号的快速检测方法。

技术背景

随着通信技术与通信方式的快速发展，通信信号调制方式与通信系统越来越复杂。

连续相位频移键控(CPFSK)信号具有包络恒定、相位连续、具有抗多径干扰和相位干扰等特点，由于其频带利用率高、带外衰减快、频谱主瓣能量集中、旁瓣滚降衰减快、遥测格式灵活多变、便于收发端进行数据加工和处理等优点，在无线通信领域得到了非常广泛的应用。

在航空航天领域的遥测遥控系统中，由于目标与接收端的距离十分遥远，并考虑到障碍遮挡、多径严重、信号干扰等复杂因素，所接收信号的接收功率将受到各种信道损耗而严重衰减，一般已完全淹没在各种强噪声中，则遥测遥控系统对CPFSK信号的接收检测应满足低信噪比条件；其次，目标常处于高速机动状态，目标信号在可视范围内的驻留时间较短，接收端的测控弧段将极其有限，应保证遥测遥控系统能够在较短处理时间内快速地完成信号检测。因此，如何在微弱信号场景下实现CPFSK信号的有效、精确、快速检测已经成为测控系统的关键技术难题。

CPFSK信号是一种包络恒定的非线性调制技术，属于连续相位调制的一种，通过不同的频率来进行信息的传送。CPFSK信号的检测方法有很多，有相干法和非相干法之分。相干检测技术需要利用载波的相位信息。为了得到相干载波信号，在接收端需要有本地振荡器从接受信号中提取与发端载波相同的相位信息。非相干检测与相干检测不同，它不需要在接收端设置本地震荡以产生和发端相同的载波以提取相位信息。

为了解决微弱信号场景下CPFSK信号的快速检测的问题，传统检测方法常采用基于周期图或快速傅里叶变换的估计方法，目前常用的有最值法、能量重心法、中值法，最值法和能量重心法都依赖于频谱峰值的估计，但由于CPFSK信号频谱中部的平坦性，会导致频谱峰值偏离中心频率点而恶化检测性能，而中值法在实际工程中较为常见，在信噪比较高的场合有较高的估计精度，但在中低信噪比下，频谱受噪声的影响较大，导致检测概率急剧下降。上述方法的检测性能各有优劣，但都无法同时满足高实时性、高准确度和弱信噪比的性能需求。

发明内容

本发明针对传统检测方法存在实时性差、检测准确度低、难以适应微弱信号场景的技术缺陷，提供一种实时性好，检测准确度高、适应微弱信号场景、满足不同调频指数的CPFSK信号的快速检测方法。