[发明专利]基于眼图能量的直扩通信信号干扰检测方法

权利要求书

1.一种基于眼图能量的直扩通信信号干扰检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取接收信号的时域波形：接收通信系统传输信号，将其解调至基带，并对其进行离散抽样，抽样时间间隔为Δt；假设该通信系统的接收信号包含有直扩通信信号和背景噪声，当该通信系统受到干扰的影响时，接收信号中还包含有干扰信号；其中，直扩通信信号记为s(t)，背景噪声记为n(t)，干扰信号记为J(t)，t代表时间；背景噪声指高斯白噪声，噪声方差为

(2)将接收信号的时域波形转换为接收信号的眼图：将接收信号的时域波形逐段累积显示，得到接收信号的眼图，横轴表示时间，纵轴表示接收信号的幅度；

(3)得到接收信号的眼图矩阵：通过对接收信号的眼图进行区域量化处理，得到接收信号的眼图矩阵A；按以下步骤设定：

(3a)将眼图的时间轴均匀地分为a份，间隔为Δt；

(3b)将眼图的幅度轴均匀地划分为b份，称为量化级；b的选取由量化程度决定，b越大，量化程度越大，量化误差越小；

(3c)建立大小为a×b的零矩阵A；

(3d)通过(3a)和(3b)，把眼图的坐标范围均匀地划分为a×b个区域，并与矩阵A的行列一一对应，其中每一个区域称为眼图坐标区域；

(3e)将接收信号的眼图中的每一个点记为眼图样本值；

(3f)对所有的眼图样本值进行如下处理：把落入同一眼图坐标区域的眼图样本值归为一类，那么矩阵A中对应位置的元素值大小等于落入该区域的眼图样本值个数，最终得到的矩阵A即为接收信号的眼图矩阵；

(4)求接收信号的眼图的平均能量分布值：通过对眼图矩阵A进行二值化处理得到接收信号的眼图能量矩阵E，再对该能量矩阵中所有元素求和，得到接收信号的眼图的平均能量分布值，记为检验统计量T；

(5)设定干扰检测门限γ：当通信系统不受干扰信号J(t)的影响，此时接收信号只包含直扩通信信号s(t)和背景噪声n(t)，求得不受干扰影响时接收信号的眼图的平均能量分布值，记为h，利用虚警概率P_fa和此时接收信号的眼图的平均能量分布值h设定干扰检测门限γ；

(6)检测判决，得到干扰检测结果：当通信系统受到干扰信号J(t)的影响时，接收信号的能量变大，所以其眼图的平均能量分布值也相应变大；若检验统计量Tγ，则通信系统受到干扰，否则，通信系统不受干扰，即得到了最终的干扰检测结果。

2.根据权利要求1所述的基于眼图能量的直扩通信信号干扰检测方法，其特征在于，步骤(2)中的接收信号的眼图，按以下步骤设定：

(2a)将步骤(1)中抽样后的接收信号划分为L段长度为M＝a·Δt的信号段x_i，i＝1,2,3,...,L；其中，Δt为抽样时间间隔，a为正整数，a的选取应保证接收信号的眼图的完整性，至少得到一个完整的眼；

(2b)将接收信号的每一信号段x_i的时域波形逐渐累积，i＝1,2,3,...,L，即可得到接收信号的眼图，横轴表示时间，纵轴表示接收信号的幅度。

3.根据权利要求1所述的基于眼图能量的直扩通信信号干扰检测方法，其特征在于，步骤(4)中的接收信号的眼图的平均能量分布值，按以下步骤设定：

(4a)对接收信号的眼图矩阵A进行二值化处理，即将A中等于0的值全部记为0，非零值记为1，得到新的矩阵E，称为接收信号的眼图能量矩阵；

(4b)矩阵E中1的分布，即为接收信号的眼图能量分布，对矩阵E中的所有元素求和，即可得到接收信号的眼图的平均能量分布值。

4.根据权利要求1所述的基于眼图能量的直扩通信信号干扰检测方法，其特征在于，步骤(5)所述的根据不受干扰信号影响时接收信号的眼图的平均能量分布值h的大小和虚警概率P_fa设定检测门限γ，按以下公式设定：

其中，h为不受干扰时接收信号的眼图的平均能量分布值，P_fa为虚警概率，为背景噪声的方差，erfc(x)是误差函数。