基于無線電信號頻譜特征模板的信號識別方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于無線電信號頻譜特征模板的信號識別方法，該方法包括：通過提取多種無線電信號的頻譜特征，構(gòu)建信號模板庫；根據(jù)所述信號模板庫中信號模板的表現(xiàn)形式，對待識別信號進行預(yù)處理；將預(yù)處理后的待識別信號與所述信號頻譜模板庫進行比較和匹配，獲得所述待識別信號的類型和頻譜特征參數(shù)。本發(fā)明還提供了一種基于無線電信號頻譜特征模板的信號識別系統(tǒng)，包括模板構(gòu)建單元、預(yù)處理單元及匹配單元。本發(fā)明能夠通過頻譜模板表征各種類的信號，并在保證信號識別準確性的基礎(chǔ)上進一步簡化了信號識別算法。
【專利說明】基于無線電信號頻譜特征模板的信號識別方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及基于無線電信號頻譜特征模板的信號識 別方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，可用頻譜資源日益緊缺，與此同時，大量新型用頻 系統(tǒng)不斷投入使用也加劇了頻譜資源的緊缺性。因此大量用頻設(shè)備工作于相鄰頻段，易產(chǎn) 生相互干擾，使得無線網(wǎng)絡(luò)電磁空間環(huán)境變得日益惡化。伴隨著時代的進步，越來越多的特 種設(shè)備向著小型化發(fā)展，導(dǎo)致了大量用頻設(shè)備集中于狹小區(qū)域，使得多種設(shè)備之間的干擾 頻率大大增加。
[0003] 無線電信號識別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于干擾源排查領(lǐng)域，可以使干擾排查變得更快 速。目前，無線電識別技術(shù)主要研宄方向是通過提取無線電信號特征（中心頻率、帶寬、碼 率、調(diào)制方式等），利用模式識別的方法進行信號識別。現(xiàn)有研宄中的信號識別對象都是調(diào) 制信號，沒有考慮到實際更為復(fù)雜的無線通信環(huán)境對信號產(chǎn)生的影響。如專利"一種信號識 別的方法"，利用各類信號功率譜的形態(tài)學包絡(luò)構(gòu)造了信號模板，模板表述復(fù)雜致使信號識 別過程在實現(xiàn)過程中比較繁瑣，難以應(yīng)用。
[0004] 因此，現(xiàn)有信號識別方法是將信號特征進行提取，根據(jù)不同信號特征一步一步地 排除信號最終得到信號識別結(jié)構(gòu)，識別過程繁瑣。且現(xiàn)有信號識別針對的均為調(diào)制信號，如 正交相移鍵控（QuadraturePhaseShiftKeying，QPSK)信號、正交振幅調(diào)制（Quadrature AmplitudeModulation，QAM)信號等，并未考慮實際信號的其它編碼、發(fā)送信息等的差異對 信號頻譜造成的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種基于無線電信號頻譜特征模板的信號識別 方法及系統(tǒng)，能夠通過頻譜模板表征各種類的信號，并在保證信號識別準確性的基礎(chǔ)上進 一步簡化信號識別算法。
[0006] 第一方面，本發(fā)明提供了一種基于無線電信號頻譜特征模板的信號識別方法，所 述方法包括：
[0007] 通過提取多種無線電信號的頻譜特征，構(gòu)建信號模板庫；
[0008] 根據(jù)所述信號模板庫中信號模板的表現(xiàn)形式，對待識別信號進行預(yù)處理；
[0009] 將預(yù)處理后的待識別信號與所述信號模板庫的信號模板進行比較和匹配，獲得所 述待識別信號的類型和特征參數(shù)。
[0010] 優(yōu)選地，所述通過提取多種無線電信號的頻譜特征，構(gòu)建信號模板庫，包括：
[0011] 對多種無線電信號進行濾波、采樣和變換，獲得頻域信號；
[0012] 采用領(lǐng)域平均法對所述頻域信號進行平滑處理；
[0013] 對平滑處理后的信號進行量化變化，形成階梯信號，得到信號模板。
[0014] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述信號模板庫中信號模板的表現(xiàn)形式，對待識別信號進行預(yù) 處理，包括：
[0015] 根據(jù)預(yù)設(shè)的帶寬對待識別的信號進行濾波；
[0016] 對濾波后的信號進行平滑處理及量化變換，獲得預(yù)處理后的階梯信號。
[0017] 優(yōu)選地，所述將預(yù)處理后的待識別信號與所述信號模板庫的信號模板進行比較和 匹配，獲得所述待識別信號的類型和特征參數(shù)，包括：
[0018] 獲得所述待識別信號的中心頻率與所述信號模板庫中的各信號模板中心頻率的 差值，若所述差值大于第一預(yù)設(shè)值，則判定所述待識別信號與所述信號模板不匹配；
[0019] 若所述差值小于第一預(yù)設(shè)值，獲得所述待識別信號預(yù)設(shè)帶寬與所述信號模板預(yù) 設(shè)帶寬的差值，若所述差值大于第二預(yù)設(shè)值，則判定所述待識別信號與所述信號模板不匹 配；
[0020] 若所述差值小于第二預(yù)設(shè)值，計算所述待識別信號與所述信號模板的綜合偏差 值，若所述綜合偏差值大于第三預(yù)設(shè)值，則判定所述待識別信號與所述信號模板不匹配；
[0021] 若所述綜合偏差值小于第三預(yù)設(shè)值，則判定所述待識別信號與所述信號模板匹 配，并獲得所述待識別信號的類型和特征參數(shù)。
[0022] 優(yōu)選地，所述綜合偏差值為：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于無線電信號頻譜特征模板的信號識別方法，其特征在于，所述方法包括： 通過提取多種無線電信號的頻譜特征，構(gòu)建信號模板庫； 根據(jù)所述信號模板庫中信號模板的表現(xiàn)形式，對待識別信號進行預(yù)處理； 將預(yù)處理后的待識別信號與所述信號模板庫的信號模板進行比較和匹配，獲得所述待 識別信號的類型和特征參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過提取多種無線電信號的頻譜特 征，構(gòu)建信號模板庫，包括： 對多種無線電信號進行濾波、采樣和變換，獲得頻域信號； 采用領(lǐng)域平均法對所述頻域信號進行平滑處理； 對平滑處理后的信號進行量化變化，形成階梯信號，得到信號模板。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述信號模板庫中信號模板的 表現(xiàn)形式，對待識別信號進行預(yù)處理，包括： 根據(jù)預(yù)設(shè)的帶寬對待識別的信號進行濾波； 對濾波后的信號進行平滑處理及量化變換，獲得預(yù)處理后的階梯信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述將預(yù)處理后的待識別信號與所述信 號模板庫的信號模板進行比較和匹配，獲得所述待識別信號的類型和特征參數(shù)，包括： 獲得所述待識別信號的中屯、頻率與所述信號模板庫中的各信號模板中屯、頻率的差值， 若所述差值大于第一預(yù)設(shè)值，則判定所述待識別信號與所述信號模板不匹配； 若所述差值小于第一預(yù)設(shè)值，獲得所述待識別信號預(yù)設(shè)帶寬與所述信號模板預(yù)設(shè)帶寬 的差值，若所述差值大于第二預(yù)設(shè)值，則判定所述待識別信號與所述信號模板不匹配； 若所述差值小于第二預(yù)設(shè)值，計算所述待識別信號與所述信號模板的綜合偏差值，若 所述綜合偏差值大于第S預(yù)設(shè)值，則判定所述待識別信號與所述信號模板不匹配； 若所述綜合偏差值小于第S預(yù)設(shè)值，則判定所述待識別信號與所述信號模板匹配，并 獲得所述待識別信號的類型和特征參數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述綜合偏差值為： r =油S (rl) + 油S (r2) + 油S (r3) 其中，r為所述綜合偏差值，rl為待識別信號與信號模板的3地帶寬內(nèi)功率的差值與信 號模板的3地帶寬內(nèi)功率值的比，r2為待識別信號與信號模板的10地帶寬內(nèi)功率的差值 與信號模板的10地帶寬內(nèi)功率值的比，r3為待識別信號與信號模板在10地帶寬內(nèi)的功率 均方差與信號模板的10地帶寬內(nèi)功率值的比。
6. -種基于無線電信號頻譜特征模板的信號識別系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括： 模板構(gòu)建單元，用于通過提取多種無線電信號的頻譜特征，構(gòu)建信號模板庫； 預(yù)處理單元，用于根據(jù)所述信號模板庫中信號模板的表現(xiàn)形式，對待識別信號進行預(yù) 處理； 匹配單元，用于將預(yù)處理后的待識別信號與所述信號模板庫的信號模板進行比較和匹 配，獲得所述待識別信號的類型和特征參數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模板構(gòu)建單元，具體用于： 對多種無線電信號進行濾波、采樣和變換，獲得頻域信號； 采用領(lǐng)域平均法對所述頻域信號進行平滑處理； 對平滑處理后的信號進行量化變化，形成階梯信號，得到信號模板。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理單元，具體用于： 根據(jù)預(yù)設(shè)的帶寬對待識別的信號進行濾波； 對濾波后的信號進行平滑處理及量化變換，獲得預(yù)處理后的階梯信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述匹配單元，具體用于： 獲得所述待識別信號的中屯、頻率與所述信號模板庫中的各信號模板中屯、頻率的差值， 若所述差值大于第一預(yù)設(shè)值，則判定所述待識別信號與所述信號模板不匹配； 若所述差值小于第一預(yù)設(shè)值，獲得所述待識別信號預(yù)設(shè)帶寬與所述信號模板預(yù)設(shè)帶寬 的差值，若所述差值大于第二預(yù)設(shè)值，則判定所述待識別信號與所述信號模板不匹配； 若所述差值小于第二預(yù)設(shè)值，計算所述待識別信號與所述信號模板的綜合偏差值，若 所述綜合偏差值大于第S預(yù)設(shè)值，則判定所述待識別信號與所述信號模板不匹配； 若所述綜合偏差值小于第S預(yù)設(shè)值，則判定所述待識別信號與所述信號模板匹配，并 獲得所述待識別信號的類型和特征參數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述綜合偏差值為： r =油S (rl) + 油S (r2) + 油S (r3) 其中，r為所述綜合偏差值，rl為待識別信號與信號模板的3地帶寬內(nèi)功率的差值與信 號模板的3地帶寬內(nèi)功率值的比，r2為待識別信號與信號模板的10地帶寬內(nèi)功率的差值 與信號模板的10地帶寬內(nèi)功率值的比，r3為待識別信號與信號模板在10地帶寬內(nèi)的功率 均方差與信號模板的10地帶寬內(nèi)功率值的比。
【文檔編號】H04B17/391GK104468001SQ201410691034
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】張奇勛, 馮志勇, 王寶聰, 高超 申請人:北京郵電大學