一种短波宽带信道非相干探测系统及探测方法技术方案

本发明专利技术涉及通信技术领域，公开了一种短波宽带信道非相干探测系统及探测方法。该系统和方法中，短波信号经过滤波、放大处理后，进入非相干解调装置解调后进行信号探测，当探测到有信号时，将信号累计能量与信噪比门限设定值进行比较，如果大于此门限值时，自动调节信道带宽，进行细微探测；反复上述探测方法，直到信号累计能量不大于信噪比门限设定值时，结束探测。本发明专利技术技术方案对信号没有作任何假设，是一种盲检测算法，无需知道检测信号的任何先验知识；且本技术方案复杂度低，技术成熟，易于实现；可调整分辨率带宽和探测信号的大小，最终实现短波宽带信道质量的快速探测，满足用户体验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，更具体地涉及ー种短波宽带信道非相干探测系统及探测方法。
技术介绍
短波信道是ー种时变色散信道，由干天波经电离层反射后会造成信号的衰落和频率散布，以及周围环境电磁噪声的干扰，使得短波信道没有蜂窝系统信道那么稳定。在此环境下，对短波信道进行实时探测很有必要。 目前，短波信道探測一般采用扫频的方式，在整个或部分HF频段按频率步进依次发射探測信号，毎次探測信号3dB，在接收端又依次扫描接收该探測信号。这种扫描探測方法，是对短波信道的盲扫描，扫描周期长，完全不能满足快速建链的要求；且现有的短波通信中，对信道的探测都是在窄带的情况下进行的，都是通过改变中心频率来扫描，导致信道探测的时间很长，不能满足用户需求。
技术实现思路
为弥补上述缺陷，本专利技术的目的是提出ー种短波宽带信道非相干探测系统及探測方法。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现。技术方案一—种短波宽带信道非相干探测系统，包括前端模拟装置和能量检测装置，所述前端模拟装置用于信号的滤波、放大处理；所述能量检测装置对所述前端模拟装置处理后的信号进行监测得到该信号频率，其特征在于，所述前端模拟装置包括AGC模块，用于控制信号的幅度变化范围；所述能量检测装置包括非相干解调装置、FFT频谱检测模块、信噪比指数门限设定模块、动态特征系数提取模块；所述非相干解调装置包括下变频模块和带宽可调滤波器组，所述下变频模块通过调节动态特征系数对短波信道进行实时探测；所述带宽可调滤波器组用于信号检测时调节信道带宽；所述FFT频谱检测模块检测的结果与所述信噪比指数门限设定模块设定门限值比较得到信道的频率；所述动态特征系数提取模块用于提取所述系统探测过程中得到的动态特征系数，并通过调节动态特征系数自动调节信道带宽。上述技术方案的特点和进ー步改进在于(I)所述能量检测装置还包括信道的频率检测与评估模块，所述信道的频率检测与评估模块检测到信道的频率，并结合所述动态特征系数分析评估该信道。(2)所述FFT频谱检测模块将时域信号经过FFT转换得到频域信号，然后对频域信号求模平方和得到累计能量。 (3)所述非相干解调装置还包括直接数字频率合成模块DDS，所述DDS用来产生载波的正、余弦信号与所述AGC模块处理后的信号分别混频。(4)所述动态特征系数包括混频幅度系数、各级滤波放大系数和AGC放大系数。本专利技术技术方案中的信道非相干探測装置主要完成的功能是下变频、滤波，所得结果进入FFT能量检测模块进行检测，再通过比较，提取特征系数及进行信道的频率检测与评估。为了避免发生漏检，将在IM带宽信道内检测到大于一定门限值时，将其视为需要带宽更窄的信号检测，如将信道带宽变为500kHz，或更低。为实现该功能，引入带宽可调数字滤波器组来实现。要提高系统检测信号的灵敏度，则需要AGC来控制实现。技术方案ニ ー种短波宽带信道非相干探測方法，其特征在于，短波信号经过滤波、放大处理后，进入非相干解调装置解调后进行信号探測，当探測到有信号时，将信号累计能量与信噪比门限设定值进行比较，如果大于此门限值时，自动调节信道带宽，进行细微探測；反复上述探测方法，直到信号累计能量不大于信噪比门限设定值时，结束探測。 上述技术方案的特点和进ー步改进在于(I)所述自动调节信道带宽是通过自动调节动态特征系数来调节信道带宽。(2)对所述非相干解调装置输出结果进行FFT转换后的信号模平方求和得到信号累计能量。(3)所述信号累计能量与信噪比门限设定值进行比较得到信道频率号，所述信道频率号的计算公式为fN = (|ディ。|父1024)/^，其中デ为1^信号，f。为中心频率，fs为采样频率。(4)所述动态特征系数包括混频幅度系数、各级滤波放大系数和AGC放大系数。本技术方案采用的探測方法是非相干检测，不需要知道扫描带宽内的每个频点的具体情况，其途径是通过感知用户的局部观测信号，检测周围的电磁环境情況。非相干探測方法主要是提取探測信号的动态特征系数，并自动调节被探測信号的信道带宽，根据实际情况调整分辨率带宽和探測信号的大小，实现短波宽带信道质量的快速探測，为进一歩的信道探測提供强有力的支持。本专利技术技术方案设计复杂度低，技术成熟，易于实现；对信号没有作任何假设，是ー种盲检测算法，无需知道检测信号的任何先验知识；探測速度很快，有助于用户体验。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案作进ー步详细说明。图I为本专利技术实施例中短波宽带信道非相干探测系统结构图；图2为本专利技术实施例中多波段谐波滤波器和AGC的模块集成芯片的原理图；图3为本专利技术实施例中下变频模块工作原理图；图4为本专利技术实施例中短波宽带信道非相干探測方法流程图。具体实施例方式本专利技术技术方案总的思想是在短波信道频段范围内，通过对IM带宽的信道探测，可对信道的占用情况进行探測，并实现对短波信道的实时评估。对于所探測的短波信道带宽，可根据实际探測情况来调整所探測的信道带宽，进而改变探測的分辨率带宽，以及相应的信道能量大小检测更加精确化，进而实现指定频段内的信道探測。通过该技术，能够提供信道的实时探测评估，为短波的快速建链提供有效的解决途径。本专利技术实施例通过软件无线电来实现数字信号处理，采用Altera公司的EP3C40F484来实现，其主要完成的功能是下变频、滤波、FFT频谱检测，及其动态特征系数的提取，进而对IOOdB动态范围内的信号实现短波宽带频率检测和评估。采用新型的芯片ADRF6516，其将可编程滤波的功能和可调增益运放功能集成化，使短波的前端模拟装置实现了小型化。ADRF6516的低通滤波截止频率在O 31MHz范围内是整数可调的，而该运放的可调范围为_5dBm +45dBm。本实施例中模数转换采用16bit的ADC AD9269，功耗为200mW，将模拟信号转换为数字信号，为硬件平台的灵敏度提供了保障。短波宽带信道非相干探測系统结构如图I所示，包括前端模拟装置、现场可编程门阵列FPGA能量监测装置及外部频率控制模块。前端模拟装置包括多波段谐波滤波器、AGC模块和模数转换模块ADC，用于信号的滤波、放大处理；所述FPGA能量监测装置对所述前端模拟装置处理后的信号进行监测得到该信号频率，包括非相干解调装置、FFT频谱检测模块、信噪比指数设定模块、动态特征系数提取模块和信道的频率检测与评估模块；非相干解调装置包括直接数字频率合成模块DDS、下变频模块I、下变频模块2、带宽可调滤波器组I和带宽可调滤波器组2。首先，RF射频信号经AGC模块处理，再进行ADC转换后生成高速的数字信号速率与DDS产生载波的正、余弦信号分别混频，混频后进入下变频模块，下变频模块通过调节动态特征系数对短波信道进行实时探测；其次，由带宽可调滤波器组调节信道带宽，并将调节结果送给FFT频谱检测模块，FFT频谱检测模块将检测的结果与信噪比指数门限设定模块设定门限值比较得到信道的频率；再次，动态特征系数提取模块提取探测系统探测过程中得到的动态特征系数，并通过调节动态特征系数自动调节信道带宽；最后，由信道的频率检测与评估模块检测到信道的频率，并结合动态特征系数分析评估该信道。本实施例中直接数字频率合成模块DDS，其频率精度达O. 0168Hz，使短波的信号发生载波搬移。外部频率控制模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种短波宽带信道非相干探测系统，包括前端模拟装置和能量检测装置，所述前端模拟装置用于信号的滤波、放大处理；所述能量检测装置对所述前端模拟装置处理后的信号进行监测得到该信号频率，其特征在于，所述前端模拟装置包括AGC模块，用于控制信号的幅度变化范围；所述能量检测装置包括非相干解调装置、FFT频谱检测模块、信噪比指数门限设定模块、动态特征系数提取模块；所述非相干解调装置包括下变频模块和带宽可调滤波器组，所述下变频模块通过调节动态特征系数对短波信道进行实时探测；所述带宽可调滤波器组用于信号检测时调节信道带宽；所述FFT频谱检测模块检测的结果与所述信噪比指数门限设定模块设定门限值比较得到信道的频率；所述动态特征系数提取模块用于提取所述系统探测过程中得到的动态特征系数，并通过调节动态特征系数自动调节信道带宽。2.如权利要求I所述的短波宽带信道非相干探测系统，其特征在于，所述能量检测装置还包括信道的频率检测与评估模块，所述信道的频率检测与评估模块检测到信道的频率，并结合所述动态特征系数分析评估该信道。3.如权利要求I所述的短波宽带信道非相干探测系统，其特征在于，所述FFT频谱检测模块将时域信号经过FFT转换得到频域信号，然后对频域信号求模平方和得到累计能量。4.如权利要求I所述的短波宽带信道非相干探测系统，其特征在于，所述非相干解调装置还包括直...

【专利技术属性】
技术研发人员：周勇敢，李林峰，庞绅宇，杨勇，牛磊，王轩，李阳，
申请(专利权)人：西安烽火电子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：