基于SDR平台用能量刷选器增强WCDMA弱信号探测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于SDR平台用能量刷选器增强WCDMA弱信号探测方法，涉及在无线电通信领域的微弱无线电信号的探测及信号识别技术。本发明专利技术通过在基于SDR软件无线电平台中加入能量刷选器，对上行导频能量信号计算器计算得到的结果进行统计刷选从而有效的提升了整个SDR软件无线电平台对目标WCDMA手机发射信号的探测距离以及探测的准确度。本发明专利技术的能量刷选器可以根据上行导频能量信号计算器的计算结果得出接收到的WCDMA手机信号是否为目标发射的信号，从而提高目标探测的准确度；通过对上行导频能量信号计算器的计算结果进行数据概率统计分析，从而大幅度的提升临界距离的分辨率，从而大幅度的提升捕获的距离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线电通信领域中对WCDMA微弱信号的探测及其跟踪技术，尤其涉及一种基于SDR平台用能量刷选器增强WCDMA弱信号探测方法，具有探测目标WCDMA信号源的能量捕获范围广，探测准确性高等优势。
技术介绍
随着WCDMA网络全球大幅度的铺开，越来越多用户用WCDMA手机进行移动通信，专网无线通信及其抢险救灾需要对目标用户的WCDMA信号源进行精确的探测，从而在灾害中大量挽救受困的人民群众。由于国内WCDMA网络大量使用2.1G频段，信号的衰减速度相对于其他网络制式更快，从而影响对WCDMA目标信号源的探测范围。传统的WCDMA信号源探测方法是首先通过射频前端接收器接收无线信号，然后下行数字信号处理器获取目标WCMDA手机的上行扰码及其同步点位置，然后上行导频能量信号计算器根据上行扰码及其同步点位置计算出目标WCDMA信号源的上行导频能量，从而实现对目标WCDMA信号源进行精确的探测。但是上行导频能量信号计算器一般只是对目标WCDMA信号源发射的信号按帧进行计算然后求平均方法得到最终的WCDMA信号源的发射的能量，这种方法对于很强的WCDMA的信号是很有效的，但是当接收的WCDMA信号很微弱的时候就会效果很差，因为WCDMA信号源发射过来的信号按照无线电发射规律来说搜索出来的能量不可能全部是有效的，按照概率论来说有效能量的个数和距离的关系是正态分布关系，从而按照传统方法盲目的进行加权平均计算能量是对WCDMA目标信号的探测范围和准确性有很大的影响的。可见传统的WCDMA能量探测方法对于目标的探测的范围广度和准确度是有很大的局限性，需要改进。专利技术内容本专利技术的目的在于克服现有探测方法存在探测距离近及其准确度差等问题，提供了一种基于SDR平台用能量刷选器增强WCDMA弱信号探测方法。实现本专利技术的技术方案是：通过在基于SDR软件无线电平台中加入能量刷选器，对上行导频能量信号计算器计算得到的结果进行统计刷选从而有效的提升了整个SDR软件无线电平台对目标WCDMA手机发射信号的探测距离以及探测的准确度。具体地说，本方法包括如下步骤：①射频前端接收器通过前端射频模块进行下行的基站信息及其目标WCDMA手机的信号进行接收，从而为后面的数字信号处理做准备；②下行数字信号处理器对WCDMA基站信号进行信号处理过程，通过对基站信号的解析处理得到目标WCDMA手机的上行扰码及其同步点位置信息；③上行导频能量信号计算器通过对下行数字信号处理器得到的目标WCDMA手机的上行扰码及其同步点位置信息进行处理得到目标手机发射的导频能量及其对应的码片偏移值；④能量刷选器对上行导频能量信号计算器的结果进行统计以及根据刷选算法进行刷选，从而判断出有效的能量个数，从而对导频能量计算的结果进行重新统计及其信息的重新提取，从而进一步的提升上行导频能量信号计算器的能量结果的分辨率，进而提升WCDMA信号的捕获范围及其捕获精度。本专利技术具有下列优点和积极效果：①捕获准确性高：能量刷选器可以根据上行导频能量信号计算器的计算结果得出接收到的WCDMA手机信号是否为目标发射的信号，从而提高目标探测的准确度。②捕获距离远：能量刷选器通过对上行导频能量信号计算器的计算结果进行数据概率统计分析，从上行导频能量信号计算器的计算结果中刷选出有效的数据，从而大幅度的提升临界距离的分辨率，从而大幅度的提升捕获的距离。附图说明图1是本系统的结构方框图；图2是能量刷选算法的软件流程图。图中：00—WCDMA无线基站；10—SDR软件无线电平台，11—射频前端接收器，12—上行导频能量计算器，13—下行数字信号处理器，14—能量刷选器20—WCDMA目标信号源。英译汉1、WCDMA：WidebandCodeDivisionMultipleAccess，宽带码分多址技术；2、3GPP：3rdgenerationpartnershipproject,第三代移动通信合作伙伴计划；3、SDR：SoftwareDefinedRadio，软件无线电。具体实施方式以下结合附图和实施例详细说明。一、系统1、总体如图1，本系统包括现有的WCDMA无线基站00和WCDMA目标信号源20；设置有SDR软件无线电平台10；所述的SDR软件无线电平台10包括射频前端接收器11、上行导频能量信号计算器12、下行数字信号处理器13和能量刷选器14；射频前端接收器11和下行数字信号处理器13分别与上行导频能量计算器12交互；下行数字信号处理器13和射频前端接收器11交互；能量刷选器14和上行导频能量计算器12交互。WCDMA无线基站00发送基站下行无线信号给射频前端接收器11；WCDMA目标信号源20发送上行无线信号给射频前端接收器11。2、功能部件1）SDR软件无线电平台硬件配置：采用基于软件无线电通用平台的硬件框架，选用了USRP2的软件无线电开发硬件结构。嵌入的模块包括设射频前端接收器11、上行导频能量信号计算器12、下行数字信号处理器13和能量刷选器14；*射频前端接收器11：主要实现对WCDMA无线基站00的下行信号进行接收以及对WCDMA目标信号源20的上行信号进行接收。*上行导频能量信号计算器12：主要实现室外目标信号源能量的计算，主要是在目标信号理论位置附近左右便宜32个码片进行峰值搜索及其计算出峰值的位置索引，即得到能量值及其能量值索引，理论上搜索出来的信号的峰值就在理论值附近，具体由无线电信号的传输延迟决定。*下行数字信号处理器13：主要对从射频前端接收器11接收的下行无线信号进行信号处理从而获取目标WCDMA手机的物理层参数比如上行扰码和同步点位置的信息。*能量刷选器14：主要对上行导频能量信号计算器12的计算结果进行统计刷选，从而刷选出有用的能量信号，从而提升信号的探测距离及其准确性。2）WCDMA无线基站00WCDMA无线基站00是基于国际3GPP标准的通用发射基站，基站的制式是WCDMA标准。4）WCDMA目标信号源20WCDMA目标信号源20是基于国际3GPP标准的WCDMA制式的终端，是需要进行探测的目标终端。3、本系统的工作机理：根据3GPP协议，WCDMA系统的上下行是有严格的同步时序关系，当下行数字信号处理器13获取目标WCDMA手机的同步点位置后，然后上行导频能量信号计算器12根据下行数字信号处理器13的同步点位置左右偏移32个码片开始能量搜索及其码片偏移值的搜索。因为实际过程中无线信号存在路径的延时以及多径延时的影响从而码片位置一般都是根据下行的同步位置获取的理论位置左右10个码片以内，而且前后两帧的导频能量的码片偏移的差值在1以内，从而根据这个理论基础能量刷选器14进行信号能量的统计刷选工作，通过上面两个约束条件从而刷选出有效的能量出来，从而相对于传统方法直接求平均来说对于微弱临界信号检测是有很好的性能的，传统方法直接求平均从而把很多无效的能量值进行平均从而降低了对信号探测的分辨率。新的刷选算法在如果没有刷选出有效的能量则判断没有检测到目标信号，而传统方法直接求平均是没法判断计算的能量是有效还是无效的，从而提升了对目标WCDMA手机信号探测的准确性。二、方法如图2，本方法步骤④中能量刷选器其工作软件流程为：a、捕获一组从导频能量信号计算器中获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SDR平台用能量刷选器增强WCDMA弱信号探测方法，其特征在于：①射频前端接收器通过前端射频模块进行下行的基站信息及其目标WCDMA手机的信号进行接收，从而为后面的数字信号处理做准备；②下行数字信号处理器对WCDMA基站信号进行信号处理过程，通过对基站信号的解析处理得到目标WCDMA手机的上行扰码及其同步点位置信息；③上行导频能量信号计算器通过对下行数字信号处理器得到的目标WCDMA手机的上行扰码及其同步点位置信息进行处理得到目标手机发射的导频能量及其对应的码片偏移值；④能量刷选器对上行导频能量信号计算器的结果进行统计以及根据刷选算法进行刷选，从而判断出有效的能量个数，从而对导频能量计算的结果进行重新统计及其信息的重新提取，从而进一步的提升上行导频能量信号计算器的能量结果的分辨率，进而提升WCDMA信号的捕获范围及其捕获精度。

【技术特征摘要】
1.一种基于SDR平台用能量刷选器增强WCDMA弱信号探测方法，其特征在于：①射频前端接收器通过前端射频模块进行下行的基站信息及其目标WCDMA手机的信号进行接收，从而为后面的数字信号处理做准备；②下行数字信号处理器对WCDMA基站信号进行信号处理过程，通过对基站信号的解析处理得到目标WCDMA手机的上行扰码及其同步点位置信息；③上行导频能量信号计算器通过对下行数字信号处理器得到的目标WCDMA手机的上行扰码及其同步点位置信息进行处理得到目标手机发射的导频能量及其对应的码片偏移值；④能量刷选器对上行导频能量信号计算器的结果进行统计以及根据刷选算法进行刷选，从而判断出有效的能量个数，从而对导频能量计算的结果进行重新统计及其信息的重新提取，从而进一步的提升上行导频能量信号计算器的能量结果的分辨率，进而提升WCDMA信号的捕获范围及其捕获精度。2.按权利要求1所述的基于SDR平台用能量刷选器增强WCDMA弱信号探测方法，其特征在于：所述的步骤④中能量刷选器其工作软件流程为：a、捕获一组从导频能量信号计算器中获取的能量，保存能量值及其索引值到数...

【专利技术属性】
技术研发人员：方绍，柳琪，郑敏江，敖伟成，
申请(专利权)人：武汉虹旭信息技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42