[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

摘要

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。

主权项

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；⑥相关值判别模块读取向量P，检查向量P中相邻的元素，如果相邻元素的差值小于K，设两相邻元素的序号为A1和A2，则比较的向量V中序号为A1和A2的数值的大小，将数值较小的元素从V和P中删除；最后如果P中元素个数为0，则输出显示检测结果为：输入宽带采样数据中没有目标信号；如果P中元素数目大于0，则输出结果为：输入宽带采样数据中存在目标信号S，存在的目标信号数目为向量P的元素数目，信号所在的频率位置为P中元素的相应数值。