[发明专利]一种基于信号特征差异的无人机上下行通信链路识别方法及装置

摘要

本发明公开一种基于信号特征差异的无人机上下行通信链路识别方法，其包括以下顺序步骤：宽带接收机的天线接收到电磁波信号，进行放大、滤波、混频和中频处理；处理后的信号进行载波频率测量，结合窄带滤波进行脉冲检测，测量信号的脉冲重复周期及脉冲宽度参数，以进行无人机信号有无的预判；根据测量获得的载频、脉冲重复周期和脉宽参数，即可判断是否有无人机信号；若判断没有无人机信号就返回上一步骤继续检测，若初步判断有无人机信号，就进行下一步骤中的上下行信号检测判断；根据无人机信号的带宽和跳频速率来区分无人机的上行信号和下行信号。本发明隐蔽性强，不产生干扰，能够全天时、全天候工作。

主权项

1.一种基于信号特征差异的无人机上下行通信链路识别方法，其特征是：其包括以下步骤：/nS1、宽带接收机的天线接收到电磁波信号，进行放大、滤波、混频和中频处理；/nS2、对步骤S1处理后的信号进行载波频率CF测量，结合窄带滤波进行脉冲检测，测量信号的脉冲重复周期PRI及脉冲宽度PW参数，以进行无人机信号有无的预判；/nS3、判断有无无人机信号/n根据步骤S2测量获得的载波频率CF、脉冲重复周期PRI和脉冲宽度PW参数，即能够判断是否有无人机信号；若判断没有无人机信号就返回步骤S2继续检测，若初步判断有无人机信号，就进行步骤S4中的上下行信号检测判断；/nS4、对无人机信号进行上下行信号检测判断/n识别出无人机信号之后，对该无人机信号的带宽和跳频速率进行精确测量和估计；/n首先，精确估计信号的带宽，进行以下操作：/n1)求功率谱/n将长度为N的数据x(n)(n＝0,1,L,N-1)，分成L段，每段有M个数据，其中L为不重叠时每个数据段的长度，L＝N/M，第i段数据x_i(n)＝x(n+iM-M)，然后把窗函数ω(n)加到每个数据段上，求出每一段的周期图，第i段的周期图/n /n式中，U为归一化因子，/n /n将每一段的周期图之间近似互不相关，最后功率谱估计为/n /n2)小波分解得到平滑功率谱/n对估计出的功率谱进行小波分解，将信号的细节部分和粗略部分分离，再提取粗略部分的系数并以此系数重构功率谱，消除功率谱波形中的高频细节，得到平滑的波形；/n3)计算平滑功率谱的移动协方差/n得到平滑功率谱后，提取通带的起始点和终止点来估计出带宽；计算移动协方差：/nr(k,k+1)＝cov(d(k),d(k+1))/n(k＝1,2,L,N-1) (15)/n式中：d(k)是小波分解后所提取出粗略部分的重构系数，利用该式遍历所有数据点，求出的是任意相邻点之间的移动协方差；当每隔p个点时，其值才会发生改变，所以采用下式计算/n /n式中，k＝1,1+p,L,N-p，p值的选择由实际数据点的特点来决定，当p＝1时，等效为式；/n4)估计带宽/n提取出最大的2个移动协方差值所在的位置a和b，并分别将其视为带宽的起始点和截止点，将差值|b-a-1|作为估计带宽；/n设定循环次数，对长度为N的数据的L段重复上述步骤1)～4)，算出L个带宽，再求平均，求出估计带宽的统计平均值，即为无人机信号的精确带宽估计值；/n然后，精确估计跳频速率，进行以下操作：利用短时傅里叶变换分析信号，得其时频表示，再利用小波变换提取该时频表示的边沿信息，进而利用谱分析来估计跳速。/n