專利名稱：一種盲信號帶寬估計方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及認知無線電領域，尤其涉及一種盲信號帶寬估計方法及裝置。
背景技術：
在認知無線電系統(tǒng)中估計信號帶寬時，現有技術中通常采用在頻域對信號進行平 滑，然后設置某一固定門限截取并估計信號的帶寬的方法。為了能得到一個較好的帶寬估 計值，理想的截取門限應該盡量的接近底部噪聲。但是，隨著信噪比的降低，在頻域上信號幅度和噪聲幅度會變得越來越接近，難以 將信號和噪聲區(qū)分開來，因此現有技術的方法可適用的信噪比范圍較小，適應性低

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種盲信號帶寬估計方法及裝置，以解決現有技術中盲信 號帶寬估計方法適用范圍小的問題。其具體方案如下一種盲信號帶寬估計方法，包括將接收到的信號按照預設的離散傅里葉變換DFT點數進行變換；按照預先設定的平滑窗長平滑處理所述DFT變換后的數據；對所述變換后數據進行歸一化處理；計算得到所述處理后數據的特定值，所述特定值包括均值，依據所述特定值得到 門限值；根據所述門限值截取所述處理后的數據，獲得與所述門限值截取后結果對應的信 號帶寬估計值。優(yōu)選的，所述獲得與所述門限值截取后結果對應的信號帶寬估計值的過程包括依據門限值處理后的結果，獲得信號帶寬對應的DFT點數的估計值；根據所述信號帶寬對應的DFT點數的估計值獲得所述信號帶寬估計值。優(yōu)選的，所述特定值還包括最大值或最小值。優(yōu)選的，當所述計算所述處理后數據的特定值，所述特定值包括均值和最小值時， 依據所述特定值得到門限值的過程包括根據所述處理后的數據計算得到數據的算術平均值；獲取所述均值與最小值的絕對差值；將所述絕對差值與所述最小值相加；確定所述相加結果為門限值。一種盲信號帶寬估計裝置，包括DFT變換單元，用于將接收到的信號按照預設的離散傅里葉變換DFT點數進行變 換；平滑處理單元，用于按照預先設定的平滑窗長平滑處理所述DFT變換后的數據；歸一化單元，用于對所述變換后數據進行歸一化處理；
門限值確定單元，用于計算得到所述處理后數據的特定值，所述特定值包括均值， 依據所述特定值得到門限值；信號帶寬估計值獲得單元，用于根據所述門限值截取所述處理后的數據，獲得與 所述門限值截取后結果對應的信號帶寬估計值。優(yōu)選的，所述信號帶寬估計值獲得單元包括DFT點數的估計值獲取單元，用于依據門限值處理后的結果，獲得帶寬DFT點數的 估計值；帶寬估計值計算單元，用于獲取與所述帶寬DFT點數的估計值對應的帶寬估計值。優(yōu)選的，所述特定值包括均值和最小值時，所述門限值確定單元包括均值計算單元，用于根據所述處理后的數據計算得到數據的算術平均值；差值計算單元，用于獲取所述均值與最小值的絕對差值；相加單元，用于將所述絕對差值與所述最小值相加；確定單元，用于確定所述相加結果為門限值。從上述的技術方案可以看出，本發(fā)明實施例公開的一種盲信號帶寬估計方法，通 過根據輸入信號確定截取門限值的方式，使得門限值可以根據不同的信號進行變化，滿足 多種信號的需求，擴大了信號帶寬估計方法的適用范圍，進一步的，提高了結果的精確度。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例公開的盲信號帶寬估計方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例公開的又一盲信號帶寬估計方法的流程圖；圖3為本發(fā)明實施例公開帶寬DFT點數的估計值獲取方法的流程圖；圖4為本發(fā)明實施例公開的盲信號帶寬估計裝置的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明公開了一種盲信號帶寬估計方法，通過根據輸入信號確定截取門限值的方 式，使得門限值可以根據不同的信號進行變化，滿足多種信號的需求，擴大了信號帶寬估計 方法的適用范圍。其具體實施方式
如下所述本發(fā)明公開的一種盲信號帶寬估計方法的流程如圖1所示，包括步驟S11、將接收到的信號按照預設的離散傅里葉變換DFT點數進行變換；DFT變換的點數可以根據以下所述的原則選取。通常認知無線電系統(tǒng)需求的信號帶寬范圍為[Bmin，Bmax]，系統(tǒng)估計精度需求給定為dn，采樣頻率為fs，采樣頻率4由系統(tǒng)所 設計的處理帶寬給定，滿足奈奎斯特采樣定理，計算信號χ (η)離散傅立葉變換點數為N，離
散傅立葉變換頻率分辨率為< 為使離散傅立葉變換頻率分辨率滿足系統(tǒng)需求，需使離
ο
散傅立葉變換頻率分辨率小于等于系統(tǒng)估計精度需求Cli ( dn，故N可由采樣頻率fs和離散
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傅立葉變換頻率分辨率屯來確定$當fs選定以及系統(tǒng)估計精度需求《給定時，可由 y = i《V即#《Y計算出最小的N值&n = f當N大于Nmin時，可任意選擇N的大小，變
‘N “ dn‘1",
換處理后的信號為Χ(η)。步驟S12、按照預先設定的平滑窗長平滑處理所述DFT變換后的數據；對信號N點DFT變換后的數據X(Ii)做窗長為M的滑動平滑，X1 (k)為平滑后的數 據，長度為N-M+1?，F有技術中進行平滑窗長的選取時，通常遵守小帶寬信號使用短窗長平 滑，大帶寬信號使用長窗長平滑的原則。在已知信號帶寬的條件下，通過大量仿真發(fā)現，平 滑窗的長度為信號帶寬DFT點數N的1/4至1/8時，在頻域上以此窗長對信號平滑能取得 較好的平滑效果。步驟S13、對所述變換后數據進行歸一化處理；將平滑后數據X1 (k)除與其最大值max (X1 (k))，得到歸一化后的數據X2 (k)步驟S14、計算得到所述處理后數據的特定值，所述特定值包括均值，依據所述特 定值得到門限值；計算處理后的全部數據的平均值。步驟S15、根據所述門限值截取所述處理后的數據，獲得與所述門限值截取后結果 對應的信號帶寬估計值。本發(fā)明公開的盲信號帶寬估計方法，利用輸入信號歸一化后的數據計算得到門限 值，門限值可以根據不同的輸入信號進行調整，進而適應不同的應用場景，不同的信噪比， 擴大了本方法的適用范圍。本發(fā)明公開的又一盲信號帶寬估計方法的流程如圖2所示，包括步驟S21、將接收到的信號按照預設的離散傅里葉變換DFT點數進行變換；步驟S22、按照預先設定的平滑窗長平滑處理所述DFT變換后的數據；步驟S23、對所述變換后數據進行歸一化處理；步驟S24、查找歸一化后數據中的最小值，計算處理后的數據的算術平均值；本實施例中的特定值包括處理后數據中的最小值和數據的算術平均值。步驟S25、獲取所述均值與最小值的絕對差值；步驟S26、將所述絕對差值與所述最小值相加；上述步驟也可以描述為兩倍的均值減去最小值。步驟S27、確定相加結果為門限值；步驟S28、依據門限值處理后的結果，獲得帶寬DFT點數的估計值；即在處理后的結果范圍內，遍歷查找信號值大于門限值的點，計算點的個數。其具 體查找過程可以為如圖3所示流程，包括
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步驟S31、搜索X2 (k)最大值位置Pmax ；步驟S32、在X2(k)中以Pmax為起點向上搜索，找到第一個小于門限Thr的值的位 置P1;步驟S33、在X2(k)中以Pmax為起點向下搜索，找到第一個小于門限Thr的值的位 置P2;步驟S34、位置P1減去位置P2即為信號帶寬估計值的DFT點數值Nb。除上述查找過程外，還可以采用直接遍歷X2 (k)中所有的點，并統(tǒng)計X2 (k)中大于 門限Thr的點數的個數得到Nb，只是該步驟較圖3所示流程計算量較大。步驟S29、獲取與所述帶寬DFT點數的估計值對應的帶寬估計值。本實施例并不限定獲得門限值的方法為最小值與均值之和，同樣可以為最大值與 均值之差，只是當門限值選取較高(接近1)時，截取后的帶寬值較小；當門限值選取較低時 (接近0)時，門限將有可能低于平滑后噪聲的最小值。實際門限的選取范圍為盡量靠近信 號的底部的區(qū)域。同樣也可以選取均值作為門限值，只是由于均值靠近底部噪聲，其截取后 的結果易受噪聲影響，誤差較大。通過仿真，接收到的信號經過平滑后，其最小值min和均 值mean之間的范圍包含了平滑后噪聲幅度的一半，而均值上下各取均值與最小值之差的 范圍基本上將平滑后的噪聲全部包含在內。本發(fā)明以均值加上均值與最小值之差為門限截 取，將噪聲的影響降低，且能盡量的靠近信號的底部。同樣本實施例也并不限定獲取處理后均值的方式，所述的均值可以為實施例中所 述的處理后數據的算術平均值，也可以為也可以為幾何平均值或加權平均值。采用加權平 均值，因為平均數的大小不僅取決于數據的大小，而且取決于各個數據出現的次數，所以在 一定程度上，其精確度更高，更加合理。但是，利用加權平均值的方法計算量加大，過程較為 復雜，所以本實施例選取了算術平均值。本實施公開的盲信號帶寬估計方法中具體公開了利用將輸入信號處理后的邊界 值計算門限值，使得該門限值能夠根據不同的輸入信號進行改變，并適應不同的場景，擴大 了使用范圍，而且，每一個門限值都根據當前輸入信號確定，所以其估算過程更加準確，提 高了估算精度。本發(fā)明公開了一種的盲信號帶寬估計裝置，其結構如圖4所示，包括DFT變換單 元41、平滑處理單元42、歸一化單元43、門限值確定單元44和信號帶寬估計值獲得單元 45，其中DFT變換單元41用于將接收到的信號按照預設的離散傅里葉變換DFT點數進行變 換；平滑處理單元42用于按照預先設定的平滑窗長平滑處理所述DFT變換后的數據；歸一 化單元43用于對所述變換后數據進行歸一化處理；門限值確定單元44用于計算得到所述 處理后數據的特定值，所述特定值包括均值，依據所述特定值得到門限值；信號帶寬估計值 獲得單元45，用于根據所述門限值截取所述處理后的數據，獲得與所述門限值截取后結果 對應的信號帶寬估計值。同時，門限值確定單元44包括均值計算單元441，用于根據所述處理后的數據計 算得到數據的算術平均值；差值計算單元442，用于獲取所述均值與邊界值的絕對差值；相 加單元443，用于將所述絕對差值與所述最小值相加；確定單元444，用于確定所述相加結 果為門限值。
進一步的，信號帶寬估計值獲得單元45包括DFT點數的估計值獲取單元451，用 于依據門限值處理后的結果，獲得帶寬DFT點數的估計值；帶寬估計值計算單元452用于獲 取與所述帶寬DFT點數的估計值對應的帶寬估計值。本裝置中各個單元執(zhí)行具體操作的過程如下所述DFT變換單元41將系統(tǒng)接收機接收到的信號按照預設的離散傅里葉變換DFT點 數進行變換，其結果通過平滑處理單元42，按照預先設定的平滑窗長進行平滑處理，然后利 用歸一化單元43對所述變換后數據進行歸一化處理；門限值確定單元44計算得到處理后 數據的特定值，特定值包括均值，然后依據特定值得到門限值，信號帶寬估計值獲得單元45 根據門限值截取歸一化單元43處理后的數據，獲得與所述門限值截取后結果對應的信號 帶寬估計值。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他 實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置 而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說 明即可。專業(yè)人員還可以進一步意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元 及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結合來實現，為了清楚地說明硬件和 軟件的可互換性，在上述說明中已經按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些 功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業(yè) 技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應 認為超出本發(fā)明的范圍。結合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí) 行的軟件模塊，或者二者的結合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(RAM)、內存、只讀存 儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術 領域內所公知的任意其它形式的存儲介質中。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的范圍。
權利要求
一種盲信號帶寬估計方法，其特征在于，包括將接收到的信號按照預設的離散傅里葉變換DFT點數進行變換；按照預先設定的平滑窗長平滑處理所述DFT變換后的數據；對所述變換后數據進行歸一化處理；計算得到所述處理后數據的特定值，所述特定值包括均值，依據所述特定值得到門限值；根據所述門限值截取所述處理后的數據，獲得與所述門限值截取后結果對應的信號帶寬估計值。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲得與所述門限值截取后結果對應 的信號帶寬估計值的過程包括依據門限值處理后的結果，獲得信號帶寬對應的DFT點數的估計值； 根據所述信號帶寬對應的DFT點數的估計值獲得所述信號帶寬估計值。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述特定值還包括最大值或最小值。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，當所述計算所述處理后數據的特定值，所 述特定值包括均值和最小值時，依據所述特定值得到門限值的過程包括根據所述處理后的數據計算得到數據的算術平均值； 獲取所述均值與最小值的絕對差值； 將所述絕對差值與所述最小值相加； 確定所述相加結果為門限值。
5. 一種盲信號帶寬估計裝置，其特征在于，包括DFT變換單元，用于將接收到的信號按照預設的離散傅里葉變換DFT點數進行變換； 平滑處理單元，用于按照預先設定的平滑窗長平滑處理所述DFT變換后的數據； 歸一化單元，用于對所述變換后數據進行歸一化處理；門限值確定單元，用于計算得到所述處理后數據的特定值，所述特定值包括均值，依據 所述特定值得到門限值；信號帶寬估計值獲得單元，用于根據所述門限值截取所述處理后的數據，獲得與所述 門限值截取后結果對應的信號帶寬估計值。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述信號帶寬估計值獲得單元包括 DFT點數的估計值獲取單元，用于依據門限值處理后的結果，獲得帶寬DFT點數的估計值；帶寬估計值計算單元，用于獲取與所述帶寬DFT點數的估計值對應的帶寬估計值。
7.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述特定值包括均值和最小值時，所述門 限值確定單元包括均值計算單元，用于根據所述處理后的數據計算得到數據的算術平均值； 差值計算單元，用于獲取所述均值與最小值的絕對差值； 相加單元，用于將所述絕對差值與所述最小值相加； 確定單元，用于確定所述相加結果為門限值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種盲信號帶寬估計方法及裝置，包括將接收到的信號按照預設的離散傅里葉變換DFT點數進行變換；按照預先設定的平滑窗長平滑處理所述DFT變換后的數據；對所述變換后數據進行歸一化處理；計算得到所述處理后數據的特定值，所述特定值包括均值，依據所述特定值得到門限值；根據所述門限值截取所述變換后的數據，獲得與所述門限值截取后結果對應的信號帶寬估計值。本發(fā)明實施例公開的盲信號帶寬估計方法，通過根據輸入信號確定截取門限值的方式，使得門限值可以根據不同的信號進行變化，滿足多種信號的需求，擴大了信號帶寬估計方法的適用范圍，進一步的，提高了結果的精確度。
文檔編號H04L25/02GK101917358SQ20101027494
公開日2010年12月15日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權日2010年9月8日
發(fā)明者于宏毅, 張效義, 李青, 田鵬武, 胡赟鵬, 袁本義, 謝然 申請人:中國人民解放軍信息工程大學