[发明专利]一种基于窗口划分的宽带频谱信噪分离方法

权利要求书

1.一种基于窗口划分的宽带频谱信噪分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，给定宽带频谱，通过射电天文台站的电波环境测试系统提供多个给定电波环境宽带频谱P(F[n]，V[n])，其中，P为二维数组，F为频率，V为频率点对应的功率值，n为频点个数；

步骤S2，判断测试参数是否改变，若测试参数发生改变，则进入步骤S3，若测试参数未发生改变，则进入步骤S12；

步骤S3，选取频谱样本，在所述多个给定电波环境宽带频谱中取N组频谱样本，并将每组频谱样本按照频率高低均分为M段；

步骤S4，根据所述N组频谱样本，计算频谱噪声的标准差

步骤S5，令邻值比较判别值为deta；

步骤S6，根据所述宽带频谱P(F[n]，V[n])中的功率值数据，计算邻值比较初始噪声信号V[0]；

步骤S7，噪声提取，提取所述宽带频谱P(F[n]，V[n])中的频谱噪声P1(F[n]，V1[n])，其中，V1[n]表示频谱噪声P1(F[n]，V1[n])中的功率向量；

步骤S8，噪声窗口划分，将所述频谱噪声P1(F[n]，V1[n])划分为A个窗口，每个窗口的窗口划分宽度为B；

步骤S9，计算单个窗口噪声的中值V_M[A]以及标准差σ_M[A]；

步骤S10，计算每个窗口的信噪分离阈值V2[A]，得出每个频点的信噪分离阈值V2[n]；

步骤S11，信噪分离，判断V[n]-V2[n]＞0是否成立，其中，n为频点个数，若成立，则表示为所述宽带频谱P(F[n]，V[n])中的信号，若不成立，则表示为所述宽带频谱P(F[n]，V[n])中的噪声；

步骤S12，优化邻值比较判别值和窗口划分宽度，递进增加邻值比较判别值deta的值和窗口划分宽度B的值，重复执行步骤S6至步骤S11，直到统计出信噪分离准确率C的最大值，并以此时得到的信噪分离结果为最终结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S6中邻值比较初始噪声信号V[0]根据公式(1)进行计算：

其中，m为正整数且m＜n，min()为统计最小值的函数，为频谱噪声的标准差。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S7包括：

步骤S71，将V[1]和V[0]的差值与邻值比较判别值deta进行比较，获得频谱噪声功率值V1[1]；

步骤S72，根据所述频谱噪声功率值V1[1]，按照频谱噪声提取流程，比较邻值的差与邻值比较判别值deta的大小，获得频谱噪声P1(F[n]，V1[n])。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S8包括：

步骤S81，根据公式(3)计算所述窗口个数A：

其中，F[1]为数组F[n]中的第一个值，n＝1，2，3...n，B为窗口宽度，符号[]表示向下取整；

步骤S82，根据公式(4)将频谱噪声P1(F[n]，V1[n])中的功率向量V1[n]划分为A个窗口：

其中，V₁₁表示第一个窗口中的第一个频点处的功率，V_A(Y+Y1)表示第A个窗口中的第Y+Y1个频点处的功率。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S9包括：

步骤S91，根据公式(5)计算单个窗口噪声功率的中值V_M[A]：

其中，Median()为中值计算函数；

步骤S92，根据公式(6)计算单个窗口噪声功率的标准差σM[A]：

其中，SD()为标准差计算函数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S10中每个窗口的信噪分离阈值V2[A]根据公式(7)计算：

其中，V_M[A]为单个窗口噪声功率的中值，σ_M[A]为单个窗口噪声功率的标准差。