一种基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法，属于数字信号处理技术领域，解决了现有技术中低信噪比条件下二通道相位差计算精度较低的问题。具体包括：对两个通道的PSK信号进行同步AD采样，每个通道的总采样点数均为N；选取两个通道中的任一通道作为基准通道，求取基准通道采样信号的稳健功率谱密度；根据基准通道采样信号的稳健功率谱密度，确定该通道采样信号估计带宽内的全部相位差谱线；根据所述相位差谱线，求取PSK信号二通道相位差。并根据基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法得到了相应的装置，实现了低信噪比条件下得到较高精度PSK信号二通道相位差的目的，该方法同样适用于高信噪比条件。

Method and device for acquiring two channel phase difference of PSK signal based on multispectral line

The invention relates to a two-channel phase difference acquisition method of PSK signal based on multi-spectral lines, which belongs to the technical field of digital signal processing, and solves the problem of low precision of two-channel phase difference calculation under the condition of low signal-to-noise ratio in the prior art. Specifically include: synchronous AD sampling of PSK signals of two channels, the total number of sampling points of each channel is N; selecting either of the two channels as the reference channel, the robust power spectral density of the reference channel sampling signal is obtained; according to the robust power spectral density of the reference channel sampling signal, the channel sampling is determined. The signal estimates all the phase difference spectrum lines in the bandwidth, and obtains the two-channel phase difference of the PSK signal according to the phase difference spectrum lines. According to the two-channel phase difference acquisition method of PSK signal based on multi-spectral lines, the corresponding device is obtained, which achieves the purpose of obtaining high precision two-channel phase difference of PSK signal under low signal-to-noise ratio. The method is also suitable for high signal-to-noise ratio.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法及装置
本专利技术涉及数字信号处理
，尤其涉及一种基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法及装置。
技术介绍
同一辐射源信号二接收通道相位差在干涉仪测向、信号合成、相控阵天线等领域有着重要的应用。在较高信噪比的条件下，传统的基于最大谱线法的二通道信号相位差计算结果一般可以满足应用需求。然而，在低信噪比条件下，传统方法的性能下降显著。低信噪比条件下的多路信号相位差获取技术是国内外研究的热点问题。对于低信噪比信号，传统方法是以扩大样本长度为代价提升二通道相位差的计算精度。但在实际研究中发现，在给出相位差计算结果之前往往不允许长时间采样，且辐射源也很可能不会长时间辐射信号。在这种情况下，导致相位差计算结果准确度较低。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法及装置，用以解决低信噪比条件下二通道相位差计算结果精度较低的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一方面，提供了一种基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法，具体包括：对两个通道的PSK信号进行同步AD采样，每个通道的总采样点数均为N；选取两个通道中的任一通道作为基准通道，求取基准通道采样信号的稳健功率谱密度；根据基准通道采样信号的稳健功率谱密度，确定该通道采样信号估计带宽内的全部相位差谱线；根据所述相位差谱线，获取PSK信号二通道相位差。本专利技术有益效果如下：本实施例提供的基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法，充分利用信号多根谱线所包含的相位差信息，在低信噪比环境下，提升同一辐射源PSK信号的两个接收通道相位差计算精度，本方法在较高信噪比条件下同样适用。在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：进一步，将两个通道的采样结果分别进行缓存后，求取基准通道采样信号的稳健功率谱密度。采用上述进一步方案的有益效果是：通过缓存采样结果，能够确定每个通道的采样点数，并在收到完整采样结果后对其进行后续处理。进一步，将基准通道采样信号xN分成无重叠的k段，k＝N/M(1)其中，M为每段采样点数，N为总采样点数。采用上述进一步方案的有益效果是：通过对基准通道采样信号进行分段，能够得到较高分辨率的谱线。进一步，将基准通道采样信号xN分成有重叠的k段，相邻两段采样信号之间有一半重叠，其中，M为每段采样点数，N为总采样点数。采用上述进一步方案的有益效果是：通过提供另一种可选的采样信号分段方式，有利于本领域技术人员根据实际需要对采样信号进行分段，得到较高分辨率的谱线。进一步，所述求取基准通道采样信号的稳健功率谱密度，包括：将第i段采样信号加矩形窗，得到结果其中，n为采样点序号，i为采样信号的段数，d1[n+(i-1)M]是长度为M的矩形窗口；分别计算每一段加矩形窗口后采样信号的功率谱ω为采样信号的频率；得到采样信号的平均周期图确定稳健功率谱密度其中，P(ω)为采样信号理论最大功率谱，w1(m)是长度为2M-1的三角窗口，m为w1(m)的采样点序列，D1(ω)是所述长度为M的矩形窗口的频谱，W1(ω)是所述长度为M的矩形窗口做自相关得到的w1(m)的频谱。采用上述进一步方案的有益效果是：提供了一种计算采样信号稳健功率谱密度的方法，充分利用信号的功率谱密度所包含不同频率成分的密度，有效反映了信号带宽信息。进一步，M＝32。采用上述进一步方案的有益效果是：针对采样信号不存在交叠、存在交叠两种情况，均可设置每段采样点数M＝32，此时信号的PSD结果稳定性好，且分段不至于过细而导致很大的计算量。进一步，根据基准通道采样信号的稳健功率谱密度，确定该通道采样信号估计带宽内的全部相位差谱线，具体为：提取基准通道采样信号稳健功率谱密度函数中最大功率谱密度对应的谱线L0；提取谱线L0左侧的谱线La，其为所述谱线L0左侧第一根满足La-1、La+1所对应的功率谱密度均大于谱线La所对应的功率谱密度的谱线；提取谱线L0右侧的谱线Lb，其为所述谱线L0右侧第一根满足Lb-1、Lb+1所对应的功率谱密度均大于谱线Lb所对应的功率谱密度的谱线；La、Lb及之间的所有谱线即为该通道采样信号估计带宽内的全部相位差谱线。采用上述进一步方案的有益效果是：先求取最大功率谱密度对应的谱线，以此为中心，选取满足一定条件的多根谱线，利用多根谱线包含的大量相位差信息，求取更为准确的相位差计算结果，避免了仅由单根谱线计算相位差结果在低信噪比条件下准确率下降的问题。进一步，根据所述相位差谱线，获取PSK信号二通道相位差，包括：分别确定谱线La、Lb采样信号FFT结果中对应的谱线为计算得到PSK信号两个通道采样信号的相位差复矢量Z：其中，为基准通道采样信号FFT第p点结果的共轭；X2(p)为另一通道采样信号FFT第p点的结果；r1(p)为的模，r2(p)为X2(p)的模；φ1(p)为的相位，φ2(p)为X2(p)的相位；提取相位差复矢量Z的相位信息，得到PSK信号二通道相位差。采用上述进一步方案的有益效果是：充分利用信号多根谱线所包含的信号相位信息，即对信号估计带宽内的全部谱线所含相位进行加权平均，能有效提升低信噪比条件下二通道相位差的计算精度，该方法在高信噪比条件下同样适用。另一方面，提供了一种基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取装置，具体包括：信号采样模块，用于对两个通道的PSK信号进行同步AD采样，每个通道的总采样点数均为N；稳健功率谱密度求取模块，用于选取两个通道中的任一通道作为基准通道，求取基准通道采样信号的稳健功率谱密度；相位差谱线确定模块，用于根据基准通道采样信号的稳健功率谱密度，确定该通道采样信号估计带宽内的全部相位差谱线；二通道相位差获取模块，用于根据所述相位差谱线，获取PSK信号二通道相位差。该装置与上述基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法相对应。本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法流程图；图2为典型PSK信号的PSD函数仿真结果；图3为基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取装置流程图；图4某BSPK信号的PSD函数仿真结果；图5a)为采用本申请方法得到的相位差结果；图5b)为采用N点最大谱线法得到的相位差结果。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术的一个具体实施例，公开了一种基于多谱线的PSK信号两通道相位差获取方法，流程图如图1所示。实施时，具体包括以下步骤：步骤S1：对两个通道的PSK信号进行同步AD采样，每个通道的总采样点数均为N；步骤S2：选取两个通道中的任一通道作为基准通道，求取基准通道采样信号的稳健功率谱密度(PSD，powerspectraldensity)；步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法，其特征在于，具体包括：对两个通道的PSK信号进行同步AD采样，每个通道的总采样点数均为N；选取两个通道中的任一通道作为基准通道，求取基准通道采样信号的稳健功率谱密度；根据基准通道采样信号的稳健功率谱密度，确定该通道采样信号估计带宽内的全部相位差谱线；根据所述相位差谱线，获取PSK信号二通道相位差。

【技术特征摘要】
1.一种基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法，其特征在于，具体包括：对两个通道的PSK信号进行同步AD采样，每个通道的总采样点数均为N；选取两个通道中的任一通道作为基准通道，求取基准通道采样信号的稳健功率谱密度；根据基准通道采样信号的稳健功率谱密度，确定该通道采样信号估计带宽内的全部相位差谱线；根据所述相位差谱线，获取PSK信号二通道相位差。2.根据权利要求1所述的基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法，其特征在于，将两个通道的采样结果分别进行缓存后，求取基准通道采样信号的稳健功率谱密度。3.根据权利要求1或2所述的基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法，其特征在于，将基准通道采样信号xN分成无重叠的k段，k＝N/M(1)其中，M为每段采样点数，N为总采样点数。4.根据权利要求1或2所述的基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法，其特征在于，将基准通道采样信号xN分成有重叠的k段，相邻两段采样信号之间有一半重叠，其中，M为每段采样点数，N为总采样点数。5.根据权利要求3或4所述的基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法，其特征在于，所述求取基准通道采样信号的稳健功率谱密度，包括：将第i段采样信号加矩形窗，得到结果其中，n为采样点序号，i为采样信号的段数，d1[n+(i-1)M]是长度为M的矩形窗口；分别计算每一段加矩形窗口后采样信号的功率谱ω为采样信号的频率；得到采样信号的平均周期图确定稳健功率谱密度其中，P(ω)为采样信号理论最大功率谱，w1(m)是长度为2M-1的三角窗口，m为w1(m)的采样点序列，D1(ω)是所述长度为M的矩形窗口的频谱，W1(ω)是所述长度为M的矩形窗口做自相关得到的w1(m)的频谱。6.根据权利要求3或4所述的基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法，其特征在于，M＝32。7.根据权利要求1所述的基于多谱线的PSK信号二通道相位差获取方法，其特征在于，根据基准通道采样信号的稳健功率谱密度，确定该通道采样信号估计带宽内的全部相位差谱线，具体为：提取基准通道采样信号稳健功率谱密度函数中最大功率谱密度对应的谱线L0；提取谱线L0左侧的谱线La，其为所述谱线L0左侧第一根满足La-1、La+1所对应的功率谱密度均大于谱线La所对应的功率谱密度的谱线；提取谱线L0右侧的谱线Lb，其为所述谱线L0右侧第一根满足Lb-1、Lb+1所对应的功率谱密度均大于谱线Lb所对应的功率谱密度的谱线；La、Lb及之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆安南，尤明懿，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十六研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33