[发明专利]一种小型无人机图传信号分析与解调方法

说明书

本发明公开一种小型无人机图传信号分析与解调方法，其包括以下顺序步骤：在非协作接收条件下，接收预设检测频率范围内的小型无人机图传CP‑OFDM信号；基于延迟自相关进行CP‑OFDM信号的子载波个数估计，计算得到子载波个数，即OFDM调制与解调中的FFT点数，并估计子载波符号速率，完成采样率对准；依据CP‑OFDM信号将数据帧尾部数据复制到保护间隔作为循环前缀，形成独特的循环结构，对信号进行滑动自相关，得到CP‑OFDM信号符号定时同步；采用粗估计结合精确同步的两步处理模式对定时同步后的符号完成频偏估计并补偿；采用实际的无人机图传信号数据进行估计验证。本发明针对非协作条件下小型无人机图传信号，实现小型无人机的CP‑OFDM信号的感知和识别。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其是涉及一种小型无人机图传信号分析与解调方法，其在未知CP-OFDM信号格式的条件下，对CP-OFDM信号的分析、估计及盲解调，用于实现小型无人机信号的感知和识别。

背景技术

随着无人机技术的变革和发展，人们对无人机使用需求的日渐提高，小型无人机以其尺寸小、噪音小、携带方便、操纵简便的自身特点已成为一种热门的消费产品。目前国内外无人机市场发展迅猛，越来越多的无人机爱好者拥有了自己的无人机，但由此带来的问题也日渐突出。无人机虽然在高空拍摄、空中挂载等使用上给使用者带来方便，同时也给群众和执法人员带来很大的麻烦和安全隐患。

随着低空空域管制的逐步开放和无人机产品的广泛使用，使用无人机扰乱正常航空秩序、实施间谍侦查活动、策划恐怖袭击的事件日益增多，给国家公共安全带来的风险和威胁在不断增加。为保证对军事区域、试验场区、指挥所和保密区域等重要设施周边的军民用无人飞行器、无线信号辐射源等进行防控预警，对于试验训练场区周围2km范围内潜入的无人机、辐射源进行实时监测、测向、定位、预警、干扰及查获，保证正常的军事训练任务，以免受民用航拍、间谍侦测、辐射干扰等影响，开展无人机反制技术的研究很有必要。研究无人机反制技术想要反制无人机，就必须要对无人机进行有效的探测，而基于无人机测控链路感知的无源探测方式不需要主动发射信号，比有源探测更适用于探测无人机，无源探测技术最重要、最急需解决的就是实现对无人机信号的侦收以及参数估计。如果能在无人机起飞时的短暂时间内实现对遥控或图传等测控链路信号的侦收，并实现对无人机及其飞行者的定位，那便可以立刻对无人机实现干扰，阻止其在不安全区域飞行，保护低空空域的安全，可以有效的防止“黑飞”现象，减小不必要的危险产生，创造安全的环境。

无人机测控链路包括上行链路和下行链路，上行链路信号(以下称遥控信号)主要用于飞行控制指令等信息传递，下行链路信号(以下称图传信号)主要用于无人机视频图像以及状态参数等信息传输。目前市场上的消费级无人机广泛应用的大疆无人机就选取了2.4GHz频段的正交频分多路复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)作为其图传信号的传输方式，因此，从军事侦察、信息安全、电子对抗的角度看，对OFDM信号的非协作接收具有重大的意义。而CP-OFDM(Cyclic Prefix-OFDM)信号是小型无人机图传信号中最常用和较重要的一类信号，采用保护间隔内插入循环前缀的形式，目前对于该类信号的解调和识别研究还未见报道。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种估计速度快、估计范围广的小型无人机图传信号分析与解调方法，其针对非协作条件下小型无人机图传信号，非协作接收条件下小型无人机指的是不提供身份信息、未知传输信息的非协作目标，根据CP-OFDM信号的特点，以无人机图传信号对CP-OFDM信号的子载波个数估计、定时同步和频域频偏补偿算法的可行性进行验证，实现小型无人机的CP-OFDM信号的感知和识别。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种小型无人机图传信号分析与解调方法，其包括以下步骤：

S1、在非协作接收条件下，接收预设检测频率范围内的小型无人机图传CP-OFDM信号；