[发明专利]基于形态学滤波处理的信号自适应干扰检测方法和装置

说明书

本申请涉及一种基于形态学滤波处理的信号自适应干扰检测方法和装置。所述方法包括：获取卫星通信信号的功率频谱数据，采用形态学滤波方式对功率频率数据进行膨胀处理，得到膨胀信号，将膨胀信号划分为多个频谱区间，搜索得到每个频谱区间中的频谱点值数量，根据每个频谱区间的频谱点值数量，确定修正系数，获取功率频谱数据中的谱线幅值的均值和极差，根据均值、极差以及修正系数，确定用于干扰检测的门限值；根据门限值进行卫星通信的干扰检测。采用本方法能够提高干扰检测对环境的适应性。

技术领域

本申请涉及信号处理技术领域，特别是涉及一种基于形态学滤波处理的信号自适应干扰检测方法和装置。

背景技术

卫星通信最早在20世纪40年代《球外的中继站》一文提出，该文介绍了利用卫星进行全球范围内的互相通信的设想，从理论上说明了这个设想的实现的可能性。紧接着越来越多的国家向太空发射各种各样用途的卫星，这些卫星被广泛用做定位、全球范围的通信、宇宙方面的探测等很多的方面。与其他通信方式相比，卫星通信存在的诸多优势，卫星在通信方面，具有覆盖范围广、通信的距离比较远、并且频带宽、传输灵活方便等优点，被广泛的用作语音、数据以及其他有用信息的传递。随着近年来信息技术的飞速发展，卫星通信无论在民用通信还是军用通信方面都发挥着很大作用。在带来极大的便利的同时随之而来也带来了诸多的问题。一方面是因为卫星采用透明式转发器，也就是说卫星所处的轨道、占用的频段等信息都处于公开或半公开状态，同时卫星在通信过程中有时会遭受到一些有意或无意干扰。另一方面，因为卫星采用广播方式传送的信息，在同一颗卫星所能覆盖范围下的两各地区之间能够相互通信，这时这两个地方也会出现干扰的状况，如某些基站之间存在的干扰。同时，移动卫星通信过程中需要接收的信号不仅与频率相关，还与地点、时间等存在关系，外加上传输距离较远，会产生传输较大的延迟，这就使得干扰有机可趁。为了更好的提高卫星通信的频谱利用效率以及通信的质量，干扰检测的问题亟待得到解决。

目前，国内外很多学者对各类通信系统部分带干扰检测和抑制做了深入的研究。针对卫星直扩通信系统提出了一种新的干扰检测方法，作者先将时域范围的信号转为复数域信号，接着对得到的信号进行加窗与FFT变换，通过计算得到信号的频域统计特性进而估计自适应干扰检测门限值，若谱线值大于该检测预设的门限值那么就认为是此段频谱为干扰信号的频谱，最后即可得出干扰信号的相关信息，包括中心频率、带宽与功率。应用了形态学进行预处理对复杂背景噪声进行滤除，从而估计噪底，并通过排序的方法计算出门限值，由于计算过程中存在很多的排序运算增大了算法复杂度。还有一些学则采用形态学梯度的方法，通过判断梯度值正负确定干扰所在的位置，实现窄带干扰的检测与定位但存在背景噪声复杂的情况下梯度值较多无法正确定位的现象。还有通过形态学的方法很好的获得该段信号的噪声基底估计，并通过双门限的方法对干扰进行检测得到很好的检测效果，但是由于只有结构元素的长度大于窄带干扰的长度时才能将干扰滤除，在实际的应用中我们无法预知干扰的宽度如何，因此不适用于任何宽度的干扰的情况。

然而，由于通信信号中背景噪声复杂对干扰检测带来了困难，且单一门限值难以实现对不同干扰的检测，上述一些算法并不能考虑这些问题对干扰检测的影响。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决背景噪声复杂对干扰检测带来了困难的基于形态学滤波处理的信号自适应干扰检测方法和装置。

一种基于形态学滤波处理的信号自适应干扰检测方法，所述方法包括：

获取卫星通信信号的功率频谱数据；

采用形态学滤波方式对所述功率频率数据进行膨胀处理，得到膨胀信号；

将所述膨胀信号划分为多个频谱区间，搜索得到每个所述频谱区间中的频谱点值数量；

根据每个频谱区间的频谱点值数量，确定修正系数；

获取所述功率频谱数据中的谱线幅值的均值和极差，根据所述均值、极差以及所述修正系数，确定用于干扰检测的门限值；