一種信號(hào)檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及信號(hào)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)設(shè)及一種信號(hào)檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著空間電磁環(huán)境的日益復(fù)雜，無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)成為必要，在監(jiān)測(cè)頻段上檢測(cè)出信號(hào) 是無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容，目前，在頻域檢測(cè)信號(hào)的主流方法有=種。
[0003] 第一種是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置一個(gè)固定的值作為檢測(cè)信號(hào)闊值線(xiàn)的方法，所述方法的闊 值線(xiàn)設(shè)置簡(jiǎn)單，但是所述方法的闊值線(xiàn)是一根直線(xiàn)，不能適應(yīng)噪聲的波動(dòng)，在現(xiàn)有的電磁環(huán) 境下，所述方法檢測(cè)信號(hào)的效果無(wú)法達(dá)到基本要求。
[0004] 第二種是在整個(gè)監(jiān)測(cè)頻段上設(shè)置自適應(yīng)闊值線(xiàn)法，所述方法的闊值線(xiàn)能隨著噪聲 的波動(dòng)而起伏，但是在所述方法不能適應(yīng)噪聲的階躍現(xiàn)象，即在不同的頻段噪聲均值可能 會(huì)有明顯的抬高或降低，尤其是在監(jiān)測(cè)頻段跨越不同的業(yè)務(wù)頻段的時(shí)候。
[0005] 第=種是將監(jiān)測(cè)頻段平均分成若干段或者根據(jù)業(yè)務(wù)的不同將監(jiān)測(cè)頻段分成若干 段的方法，由于每個(gè)信號(hào)都有占有一定帶寬，所W所述方法中平均分段可能將一個(gè)信號(hào)分 在不同的段，影響檢測(cè)效果，降低了檢測(cè)的準(zhǔn)確率，而根據(jù)業(yè)務(wù)不同分段亦無(wú)法有效避免噪 聲階躍現(xiàn)象，因?yàn)橥粋€(gè)業(yè)務(wù)段也可能會(huì)有階躍現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種信號(hào)檢測(cè)方法，本發(fā)明旨在 于提供一種信號(hào)檢測(cè)方法克服信號(hào)檢測(cè)過(guò)程中噪聲波動(dòng)和階躍現(xiàn)象的影響，提高信號(hào)檢測(cè) 的準(zhǔn)確性。
[0007] 為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008] 一種信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于，其步驟如下：
[0009] I、數(shù)據(jù)獲取步驟：從無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)設(shè)備得到監(jiān)測(cè)頻段上頻段掃描的頻譜數(shù)據(jù)；
[0010] II、監(jiān)測(cè)頻段自適應(yīng)分段步驟：找出I步驟中獲得的頻譜數(shù)據(jù)中的所有波峰和波 谷，統(tǒng)計(jì)所有波谷處的值，并計(jì)算出波谷的平均值；標(biāo)注出波谷值小于波谷平均值的波谷， 標(biāo)注所述波谷值小于波谷平均值的波谷與其相鄰的波峰值的差值大于經(jīng)驗(yàn)值的波谷，將其 作為分段點(diǎn)；
[0011] III、確定自適應(yīng)闊值線(xiàn)步驟：采用C-均值聚類(lèi)算法將步驟II中分段后的每段頻譜 數(shù)據(jù)分成兩類(lèi)，將頻譜值較大的那一類(lèi)中的所有值均用該類(lèi)中的最小值替換，得到新頻譜 數(shù)據(jù)；然后將新頻譜數(shù)據(jù)中的每個(gè)數(shù)據(jù)都加上同一個(gè)頻譜搬移值，使搬移后的頻譜數(shù)據(jù)的 最小值等于1;然后將搬移后的頻譜數(shù)據(jù)中的每個(gè)數(shù)據(jù)求對(duì)數(shù)得到壓縮頻譜數(shù)據(jù)，將壓縮 后的頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理，將平滑處理后的頻譜數(shù)據(jù)的每個(gè)數(shù)據(jù)求指數(shù)，得到隨噪聲波 動(dòng)的噪聲均值線(xiàn)，然后求出該段頻譜數(shù)據(jù)和所述噪聲均值線(xiàn)的均方差，所述均方差作為噪 聲口限；將所述噪聲均值線(xiàn)和噪聲口限相加得到自適應(yīng)闊值線(xiàn)，然后將每一段的自適應(yīng)闊 值線(xiàn)拼接成整個(gè)監(jiān)測(cè)頻段上的自適應(yīng)闊值線(xiàn)；
[0012] IV、獲取信號(hào)中屯、頻點(diǎn)步驟：將步驟I中獲得的監(jiān)測(cè)頻段上掃描的頻譜數(shù)據(jù)和步 驟III中得到的自適應(yīng)闊值線(xiàn)比較，找出所述頻譜數(shù)據(jù)大于所述闊值線(xiàn)的區(qū)域，然后得到每 個(gè)區(qū)域最大值的頻點(diǎn)，所述頻點(diǎn)就是一個(gè)信號(hào)的中屯、頻點(diǎn)。
[0013] 所述步驟II中的平滑處理是平均平滑，平滑周期依次從2到監(jiān)測(cè)頻段上頻段掃描 的頻譜數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)的1/3。
[0014] 所述步驟III中的C-均值聚類(lèi)算法中，將步驟II中分段后的每段數(shù)據(jù)分成兩類(lèi)，一 類(lèi)的初始聚類(lèi)中屯、是該段頻譜數(shù)據(jù)的平均值，另一類(lèi)的初始聚類(lèi)中屯、是該段的頻譜數(shù)據(jù)的 最大值。
[0015] 所述步驟III中得到頻譜搬移值的公式如下：
[0016] L= 1-min(S(n))；
[0017] 其中L為頻譜搬移值，min0表示取最小值，S(n)表示一段頻譜數(shù)據(jù)，n表示一段 頻譜數(shù)據(jù)中頻點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
[0018] 所述步驟III中均方差計(jì)算公式如下：
[0019]
[0020] 其中T表示一段頻譜數(shù)據(jù)和該段噪聲均值線(xiàn)的均方差，V表示一段頻譜數(shù)據(jù)和該 段噪聲均值線(xiàn)的方差，n表示方差個(gè)數(shù)，i表示第i個(gè)方差。
[0021] 優(yōu)選的，在步驟II之前還包括頻譜數(shù)據(jù)預(yù)處理步驟；所述頻譜預(yù)處理步驟如下：
[0022] (a)頻譜數(shù)據(jù)平均處理：將從設(shè)備得到的多帖監(jiān)測(cè)頻段上頻段掃描的頻譜數(shù)據(jù)， 然后將所述多帖頻譜數(shù)據(jù)平均處理成一帖頻譜數(shù)據(jù)，即處理后的一帖頻譜的第i個(gè)數(shù)據(jù)是 所述多帖頻譜的第i個(gè)數(shù)據(jù)求平均所得；
[0023] 化）平滑處理：將步驟（a)得到的頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理。
[0024] 優(yōu)選的：在步驟IV之后還包括統(tǒng)計(jì)處理步驟；所述統(tǒng)計(jì)處理步驟如下：在一段時(shí) 間內(nèi)將得到很多帖頻譜數(shù)據(jù)，每帖頻譜數(shù)據(jù)按步驟I到步驟IV處理，每一帖頻譜數(shù)據(jù)將會(huì) 得到多個(gè)信號(hào)中屯、頻點(diǎn)，然后統(tǒng)計(jì)很多帖頻譜數(shù)據(jù)得到的中屯、頻點(diǎn)就可W得出在所述一段 時(shí)間內(nèi)某個(gè)頻點(diǎn)是信號(hào)中屯、頻點(diǎn)的次數(shù)，當(dāng)次數(shù)達(dá)到統(tǒng)計(jì)帖數(shù)的20%時(shí)，所述某個(gè)頻點(diǎn)作 為一個(gè)有意義的信號(hào)中屯、頻點(diǎn)，所述信號(hào)就是監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)被檢測(cè)出的信號(hào)。 陽(yáng)0巧]所述經(jīng)驗(yàn)值是指：超過(guò)噪聲2化-5化的頻點(diǎn)視為信號(hào)頻點(diǎn)。本發(fā)明將相鄰的波峰 和波谷差值是否大于所述經(jīng)驗(yàn)值作為判別是否能用來(lái)作為分段點(diǎn)。
[00%] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所帶來(lái)的有益的技術(shù)效果表現(xiàn)在：
[0027] 1、本發(fā)明的原理簡(jiǎn)單，易于理解，而且有較高的效率；本發(fā)明適應(yīng)于不同的電磁環(huán) 境；本發(fā)明能有效避免噪聲階躍效應(yīng)，可W有效完成寬頻段上的檢測(cè)任務(wù)；本發(fā)明通過(guò)較 長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，能得到準(zhǔn)確的更為可靠的數(shù)據(jù)；本發(fā)明相對(duì)于其他方法用來(lái)更少 的經(jīng)驗(yàn)值，具有更高的智能性。 陽(yáng)02引 2、用R&S公司的EM100接收機(jī)和肥600天線(xiàn)，在郊區(qū)采集了頻段為87. 5MHz~ 108MHz的頻譜掃描的頻譜數(shù)據(jù)，分別用本發(fā)明、【背景技術(shù)】中提及的第二種方法和第=種方 法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表1 :
[0029]
[0030] 表 1
[0031] 上述實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)代碼是用MATLAB語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)；=種方法均用同一組數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)；由于
【背景技術(shù)】中提及的第一種方法不適應(yīng)噪聲波動(dòng)的情況，所W沒(méi)有實(shí)驗(yàn)。
[0032] 3、本發(fā)明通過(guò)自適應(yīng)分段把監(jiān)測(cè)頻段分為不同的頻段，能避免噪聲階躍現(xiàn)象；由 于分段點(diǎn)是處于低點(diǎn)的波谷處，保證了分段點(diǎn)在噪聲點(diǎn)上，不會(huì)將信號(hào)分在不同的頻段，提 高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性；在分段之前對(duì)監(jiān)測(cè)頻段上頻譜掃除的頻譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理可W平滑所 述頻譜數(shù)據(jù)，減少了信號(hào)區(qū)域的'毛刺'，避免將一個(gè)信號(hào)判別成多個(gè)信號(hào)；本發(fā)明所述的自 適應(yīng)闊值線(xiàn)能隨著噪聲的波動(dòng)而起伏，能自動(dòng)適應(yīng)噪聲波動(dòng)，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性；在獲取 信號(hào)中屯、頻點(diǎn)后加上統(tǒng)計(jì)處理，可W得到一段檢測(cè)時(shí)間內(nèi)的信號(hào)存在情況，增加了方法的 容錯(cuò)性，提高了檢測(cè)信號(hào)的準(zhǔn)確性。
【附圖說(shuō)明】
[0033] 圖1本發(fā)明所述方法在頻段掃描的頻譜數(shù)據(jù)上得到的分段線(xiàn)和闊值線(xiàn)。
[0034] 圖2【背景技術(shù)】中所述的第二種方法在頻段掃描頻譜數(shù)據(jù)上得到的闊值線(xiàn)
[0035] 圖3【背景技術(shù)】中所述的第=種方法在頻段掃描的頻譜數(shù)據(jù)上得到的分段線(xiàn)和闊 值線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】 陽(yáng)〇36] 實(shí)施例1
[0037] 作為本發(fā)明一較佳實(shí)施例，本實(shí)施例公開(kāi)了：
[0038] 一種信號(hào)檢測(cè)方法，其特征在于：其步驟如下：
[0039] I、數(shù)據(jù)獲取步驟：從無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)設(shè)備得到監(jiān)測(cè)頻段上頻段掃描的頻譜數(shù)據(jù)；
[0040] II、監(jiān)測(cè)頻段自適應(yīng)分段步驟：找出I步驟中獲得的頻譜數(shù)據(jù)中的所有波峰和波 谷，統(tǒng)計(jì)所有波谷處的值，并計(jì)算出波谷的平均值；標(biāo)注出波谷值小于波谷平均值的波谷， 標(biāo)注所述波谷值小于波谷平均值的波谷與其相鄰的波峰值的差值大于經(jīng)驗(yàn)值的波谷，將