[发明专利]一种提高频谱监测信道选择性的方法

说明书

本发明公开了一种提高频谱监测信道选择性的方法，属于电子信息技术领域。本发明通过提升频谱监测信道的选择性来提高频谱信道化监测效率；本发明中通过增加叠接数据段的数目即可增加频谱子信道选择性，进而降低子信道频带内噪声，提高子信道信噪比，改善频谱监测灵敏度；提高信道选择性，改善频谱监测灵敏度，可提高对弱信号的监测能力；提高信道选择性，改善频谱监测灵敏度，可扩展频谱监测动态范围。

技术领域

本发明属于电子信息技术领域，具体涉及一种提高频谱监测信道选择性的方法。

背景技术

在复杂电磁环境中发现并截获信号是频谱监测的基本功能。频谱监测需要获得信号的频谱，而各种信号占用特定的信道带宽，因此频谱信道化监测是获得良好频谱监测能力的前提。然而，信号在传播过程中因多径时延、多普勒频移、衰落、无线电干扰、路径损耗等因素，使得接收端收到的信号发生弱化畸变，使得多路信号在频谱监测信道之间相互干扰，容易造成信道监测能力变得很差。

频谱计算通常采用加窗傅里叶变换来实现，简称加窗FFT；其基本处理步骤如图1所示：

1)首先读取N个数据进行加窗运算，窗长度为N；

2)然后做N点傅里叶变换得到N个频域数据。

加窗FFT可以看成是一个单输入多输出的滤波器组，N点加窗FFT相当于用N个滤波器构成的滤波器组对输入信号序列进行滤波操作，加窗FFT的数学表达式如下式所示，x(n)为输入时域信号序列

其中，n为时刻点，w为窗函数，N为窗口的时域宽度，m为信道序号或离散频率，于是y(n,m)表示n时刻第m个信道输出的频域信号，N个FFT频点共同构成n时刻长度为N的时域采样数据的频谱分布，即每个FFT频点信息可看做一个子信道的监测结果，并且这N个滤波器的选择性决定了各子信道的信号选择能力。设fs为x(n)的数据速率，则在频域将fs均匀划分为N个离散频带，即N个子信道，考虑窗函数的性质，设窗函数的归一化3dB带宽因子为k，则加窗FFT频谱上的每个子信道宽度为因此，为了增强信道选择性，现有技术通常是通过增大FFT计算点数N或选用频域主瓣较窄的窗函数来实现。

现有技术的缺点在于：

1)通过增大FFT计算点数提高信道选择性

加窗FFT的信道化带宽限制为k·fs/N，通过增加FFT计算点数N可减小子信道带宽，但是增大FFT计算点数可能会造成信号实际信道被分割为若干个信道内，难以确定信号所处的信道，不利于信道化监测；并且增加FFT点数直接增加了数字处理器计算FFT所需的计算资源，成本较高。

2)选用频域主瓣较窄的窗函数来提高信道选择性

加窗FFT的信道化带宽限制为k·fs/N，可以选用主瓣宽度比较窄的窗函数来实现信道化。对比分析几种常用的窗函数，如矩形窗、三角窗、汉宁窗和汉明窗，它们的k值依次是0.89、1.28、1.44和1.33；它们在频域内最大旁瓣相对于主瓣的降幅依次是-13dB、-27dB、-32dB和-42dB。可见只有矩形窗的k值最小，然而矩形窗旁瓣幅度很大，旁瓣会对相邻信道造成混叠干扰，使得信道化监测效率降低。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种提高频谱监测信道选择性的方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种提高频谱监测信道选择性的方法，包括如下步骤：

步骤1：读取L*N个采样数据；

步骤2：数据加窗；

对步骤1中的L*N个采样数据进行加窗运算，窗长度为L*N；

步骤3：加窗结果分段；