一种VDES卫星的窄带干扰检测及信道选择方法技术

本发明专利技术公开一种VDES卫星的窄带干扰的检测方法，其对信令中的每个导频信号进行如下操作：计算导频信号的功率谱密度，对功率谱密度设置滑动窗口，并计算功率谱密度在滑动窗口内的均值和方差，其中，滑动窗口之间互相重叠，最后对计算得到的均值和方差进行线性拟合，并根据拟合得到的直线斜率判断导频信号是否存在窄带干扰。其中，信令由船站在RAC时隙向卫星发送，且采用扩频信号传输。且采用扩频信号传输。且采用扩频信号传输。

【技术实现步骤摘要】
一种VDES卫星的窄带干扰检测及信道选择方法


[0001]本专利技术涉及卫星通信
，特别涉及一种VDES卫星的窄带干扰检测及信道选择方法。

技术介绍

[0002]甚高频数据交换系统(VHF Data Exchange System，VDES)是针对水上移动业务领域中的船舶自动识别系统(AIS)加强和升级版系统。其在集成了现有AIS功能的基础上，增加了特殊应用报文(ASM)和宽带甚高频数据交换(VDE)功能，可以有效缓解现有AIS数据通信的压力。在VDES系统中还提供了部分信道可供卫星使用，使得卫星与船舶之间的远程双向数据交换存在可能。
[0003]在甚高频数据交换系统对卫星通信系统(VDE
‑
SAT系统)中，空间链路时常受到各种干扰。所述干扰一方面包括其他VDE
‑
SAT系统造成的宽带干扰，另一方面还包括所述VDE
‑
SAT系统内部的电磁器件、未知的杂散信号等造成的窄带干扰。
[0004]根据国际航标组织(IALA)所制定的技术标准G1139(VDES技术规范，2019年六月，第三版)，信道(Link ID)的选择仅需满足其信号传输时的信道质量指示(CQI)的阈值即可。然而，所述技术标准G1139中，关于CQI的计算并未考虑任何窄带干扰的场景，而是将一切干扰都视为宽带干扰。这就使得计算得到的CQI值并不能正确表征信道状况，进而可能影响自适应调制编码方式的合理选择，使整个系统的通信性能下降。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的部分或全部问题，本专利技术提供一种VDES卫星的窄带干扰的检测方法，其对信令中的每个导频信号进行独立的检测，其中，所述信令采用扩频信号传输，每个导频信号的检测包括：
[0006]计算所述导频信号的自相关函数及功率谱密度；
[0007]对所述功率谱密度设置滑动窗口，并计算功率谱密度在滑动窗口内的均值和方差，其中，所述滑动窗口至少部分地互相重叠；
[0008]对计算得到的均值和方差进行线性拟合，并根据拟合得到的直线斜率确地所述导频信号是否存在窄带干扰。
[0009]进一步地，所述线性拟合包括：
[0010]以均值为横轴，方差为纵轴，将每一次滑动窗口内的均值和方差形成散点图；以及
[0011]对所有散点进行线性拟合。
[0012]进一步地，所述线性拟合采用最小二乘法实现。
[0013]进一步地，所述根据拟合得到的直线斜率判断所述导频信号是否存在窄带干扰包括：
[0014]若所述拟合得到的直线的斜率的绝对值小于预设值，则所述导频信号不存在窄带干扰；以及
[0015]若所述拟合得到的直线的斜率的绝对值大于预设值，则所述导频信号存在窄带干扰。
[0016]基于上述窄带干扰的检测方法，本专利技术另一方面还提供一种VDES卫星的信道选择方法，包括：
[0017]检测信令中每个导频信号是否受到窄带干扰；
[0018]确定信令接收过程中，窄带干扰是否具有持续性：
[0019]若有，则选择扩频的调制编码方式；以及
[0020]若无，则修正信道质量指示，计算预测信道质量指示，并根据所述预测信道质量指示选择信道。
[0021]进一步地，确定窄带干扰的持续性包括：
[0022]计算所述信令中每个受到窄带干扰的导频信号的重量，并计算总重量：
[0023]若所述总重量大于阈值，则窄带干扰具有持续性；以及
[0024]若所述总重量小于等于阈值，则窄带干扰不具有持续性，其中，受到窄带干扰的导频信号的重量计算包括：
[0025]若所述导频信号为第一个导频信号，或其上个导频信号处没受到窄带干扰，则其重量为1；以及
[0026]若所述导频信号是第i个连续受到窄带干扰的导频信号，则其重量为1+C3*i，其中，所述C3为预设值。
[0027]进一步地，所述阈值的初始值等于连续的N/2处收到窄带干扰的导频信号的总重量，其中，N为所述信令中导频的总数；以及
[0028]每次传输完成后，所述阈值进行一次更新，包括：
[0029]若判断窄带干扰不具有持续性，且传输失败，则所述阈值减小第一数值；
[0030]若判断窄带干扰具有持续性，则所述阈值增加第二数值，所述第二数值小于所述第一数值；否则
[0031]所述阈值不变。
[0032]进一步地，所述修正信道质量指示包括：
[0033]根据滑动窗口内导频信号的功率谱密度的均值和方差所形成的散点图，采用聚类算法拟合第二直线，所述第二直线与x轴平行；
[0034]计算各散点距离所述第二直线的距离，并将距离大于指定值的点进行修正，包括：将第二直线上距离所述点最短的一个散点作为修正后的点；以及
[0035]根据修正后的点，确定修正后的信道质量指示。
[0036]进一步地，计算预测信道质量指示包括：
[0037]将历史信道质量指示与修正后的信道质量指示进行加权平均，得到预测信道质量指示。
[0038]进一步地，所述信道选择方法还包括：
[0039]若船站使用确定的信道传输成功，则将所述预测信道质量指示加入历史信道质量指示的计算中；否则
[0040]将所述修正信道质量指示加入历史信道质量指示的计算中。
[0041]本专利技术提供的一种VDES卫星的窄带干扰检测方法，利用导频信号的功率谱密度的
统计特性检测通信频段中所存在的窄带干扰。同时，针对信道质量指示CQI可能出现的测量错误而导致通信性能下降的问题，提出一种CQI修正方法，该方法通过闭环反馈的方式，对窄带干扰的持续性进行预测，并根据预测结果对CQI进行修正，进而根据修正后的CQI进行信道选择。由于考虑了窄带干扰对于CQI测量结果的影响，因此，相较于现有技术而言，一方面可以更加准确地衡量信道质量，另一方面，还能有效提高通信链路的可靠性，降低因窄带干扰引起的传输失败率。
附图说明
[0042]为进一步阐明本专利技术的各实施例的以上和其它优点和特征，将参考附图来呈现本专利技术的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本专利技术的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
[0043]图1示出本专利技术一个实施例的一种VDES卫星的窄带干扰的检测方法的流程示意图；以及
[0044]图2示出本专利技术一个实施例的一种VDES卫星的信道选择方法的流程示意图。
具体实施方式
[0045]以下的描述中，参考各实施例对本专利技术进行描述。然而，本领域的技术人员将认识到可在没有一个或多个特定细节的情况下或者与其它替换和/或附加方法一起实施各实施例。在其它情形中，未示出或未详细描述公知的方法以免模糊本专利技术的专利技术点。类似地，为了解释的目的，阐述了特定数量和配置，以便提供对本专利技术的实施例的全面理解。然而，本专利技术并不限于这些特定细节。
[0046本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种VDES卫星的窄带干扰的检测方法，其特征在于，包括下列步骤：计算信令的导频信号的功率谱密度，其中所述信令由船站在RAC时隙向卫星发送，且采用扩频信号传输；对所述功率谱密度设置滑动窗口，并计算功率谱密度在滑动窗口内的均值和方差，其中所述滑动窗口至少部分地互相重叠；对计算得到的均值和方差进行线性拟合，并根据拟合得到的直线斜率确定所述导频信号中是否存在窄带干扰。2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述线性拟合包括：以均值为横轴，方差为纵轴，将每一次滑动窗口内的均值和方差形成散点图；以及对所有散点进行线性拟合。3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述线性拟合采用最小二乘法实现。4.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述根据拟合得到的直线斜率判断所述导频信号是否存在窄带干扰包括：若所述拟合得到的直线的斜率的绝对值小于预设值，则所述导频信号不存在窄带干扰；以及若所述拟合得到的直线的斜率的绝对值大于预设值，则所述导频信号存在窄带干扰。5.一种VDES卫星的信道选择方法，其特征在于，包括：采用如权利要求1至4任一所述的检测方法，检测信令中每个导频信号是否受到窄带干扰；确定信令接收过程中，窄带干扰是否具有持续性：若有，则选择扩频的调制编码方式；以及若无，则修正信道质量指示，计算预测信道质量指示，并根据所述预测信道质量指示选择信道。6.如权利要求5所述的信道选择方法，其特征在于，确定窄带干扰的持续性包括：计算所述信令中每个受到窄带干扰的导频信号的重量，并计算总重量：若所述总重量大于阈值，则窄带干扰具有持续性；以及若所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁旭文，王雪帆，李宗旺，
申请(专利权)人：泰提斯电子科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：