2的幕次方。
[0040] 對于一個已知的無線通信系統，頻道設計個數H、頻道間隔AF已確定，可根據此 參數選定合適的采樣頻率Fs和信道劃分個數D。
[0041] WUHF波段視距鏈路傳輸系統為例，可用頻道設計為H= 11個，頻道中屯、頻率 從500MHZ-550MHZ，頻道頻率間隔步進AF= 5MHz;射頻信號在進入AD采樣之前先進行 500MHz下變頻，信號頻率變為0MHZ-50MHZ;由信道化設計下抽取因子M-般為2的幕次方， 因此選定信道劃分個數D=M= 16 ;信道化結構傳統傅里葉域低通原型濾波器h"(n)帶寬 設定為8。=AF= 5MHz，其3地截止頻率為fc= 31/D= 2. 5MHz;AD采樣頻率Fs=D?AF =SOMHzo
[0042] 由W上選定的采樣頻率FsW及信道劃分個數D設計出的信道化結構可將11個可 用頻道對應到1-11個信道化分支進行監測，同時每個頻道的中屯、頻率正好落在對應多相 濾波器分支的通帶中屯、，消除了各頻道監測環境條件的差異性，實現結構如圖3所示。
[0043] 基于多相濾波的數字信道化高效實現結構：
[0044] 數字信道化將信道化結構在數字域實現，具有靈活、低設備量、低成本的特點。
[004引設hp(m) =h0(mD+p)是低通濾波器h0(n)的多相分支濾波器的系數，其中，P= 0, 1，2…D-1，D為信道個數。
[0046] 信號S(n)經過信道化結構后第k路的信道輸出
[0047]
[004引其中，種(m)二卻(m)@/?'p(m)，Sp(m) =SOnD-p)，P= 0, 1，2…D-1。其信道 化實現結構圖如圖2所示。
[0049] 對于信道化結構傳統傅里葉域低通原型濾波器hu(n)的設計，為保證系統信道監 測性能，同時兼顧系統運算復雜度，要求每個多相分支濾波器需要大于等于8階，當信道數 小于等于32時，濾波器階數統一設計為255階，當道數大于32時，濾波器階數設計為D*8-l 階。
[0050] 在此模塊的設計中，主要有W下幾個特點：
[0051] 1、根據通信系統實際需求，通過對AD采樣頻率和信道劃分個數的擇優選擇，W達 到信道化的高效實現結構，在極大地降低系統運算復雜度的同時提升信道監測的實時性；
[0052] 2、通過對信道化結構傳統傅里葉域低通原型濾波器hu(n)的合理設計，實現每一 個待監測頻道的中屯、頻率正好落在對應多相濾波器分支的通帶中屯、，消除監測條件差異 性，獲得更高的信道監測可靠度。
[0053] 3、通過靈活改變信道化結構傳統傅里葉域低通原型濾波器hu(n)的階數設計，W 保證系統信道監測性能的同時兼顧降低系統運算復雜度"。
[0054] (3)基于頻譜感知的均勻化迭代能量檢測模塊
[0055] 能量檢測是一種對匹配濾波器做簡化的非相關檢測手段。該種檢測算法簡單可 行，它對信號形式沒有任何要求，也不必像匹配濾波器那樣，必須知道信號的先驗信息，因 此，在信道監測中用于對噪聲功率的檢測非常適合。
[0056] 基于頻譜感知的能量檢測算法通過對每個信道化輸出的結果進行頻譜檢測，經過 FFT變換后在頻域對頻譜進行能量累積，輸出的結果即為當前被檢測頻道內的噪聲功率值， 如果該頻道出現干擾信號，能量檢測輸出值會出現明顯增加；對各個工作頻道的噪聲功率 值列表備選，W此為依據配合適當的自動或手動切換策略，即可實現對頻段壓制干擾的有 效規避。
[0057] 能量檢測結果的有效性與FFT點數W及平均觀察時間均有關系，為適應不同通 信系統差異性需求W及保證監測結果的實時性和可靠性，該里W信道化后每個通道的時 間帶寬積TB=u為一固定值作為參考依據，對FFT變換后頻譜能量累積點數的取值為 ，其中，Fs為AD采樣頻率，AF為頻道頻率間隔。同時點數長度為間隔進行 ZirS =路迭代能量累積，W達到信道監測結果實時更新速率提高=倍的效果。實現結構圖如圖4所示。
[0058] 在此模塊的設計中，主要有W下幾個特點：
[0059] 1、通過頻譜能量累積點數的合適取值W及f點數長度為間隔進行S路均勻化迭 代能量檢測方法，在保證監測結果可靠性的同時提高監測結果實時更新速率"的思想。
[0060] 可W理解的是，對本領域普通技術人員來說，可W根據本發明的技術方案及其發 明構思加W等同替換或改變，而所有該些改變或替換都應屬于本發明所附的權利要求的保 護范圍。
【主權項】
1. 一種基于信道化頻譜感知的信道監測系統，包含依次連接的高速ADC采樣模塊、信 道化結構、均勻化迭代能量檢測模塊，其特征在于： 所述高速ADC采樣模塊用于根據信道化結構反饋的采樣頻率Fs對經過射頻前端下變 頻的信號進行AD抽樣并模數轉換，獲得數字復基帶信號； 所述信道化結構用于根據頻道個數H、頻道間隔AF進行分析，確定AD采樣頻率匕并將 采樣頻率Fs反饋給高速ADC采樣模塊；還用于通過多相濾波技術，采用傳統傅里葉域低通 原型濾波器b (η)將信道劃分為D個信道化分支，并將數字復基帶信號的每一個待監測頻 道信息送入對應的信道化分支進行監測輸出；其中信道化分支個數D由頻道個數H確定； 所述均勻化迭代能量檢測模塊用于根據均勻化迭代能量檢測算法對信道化結構輸出 結果進行能量檢測，實現對每個信道化分支的噪聲功率值估計。2. 根據權利要求1所述的信道監測系統，其特征在于所述采樣頻率F 3為： Fs= D · AF， 其中AF為頻道間隔。3. 根據權利要求1所述的信道監測系統，其特征在于所述低通原型濾波器h Jn)的多 相分支濾波器的系數為： hp (m) = h〇 (mD+p), 其中，p = 0, 1，2···?-1，D為信道個數。4. 根據權利要求1所述的信道監測系統，其特征在于所述低通原型濾波器Iitl (η)的抽 取因子M等于信道個數D，M為2的冪次方。5. 根據權利要求1所述的信道監測系統，其特征在于數字復基帶信號S (η)經過信道化 結構后第k路的信道輸出為：6. 根據權利要求1所述的信道監測系統，其特征在于所述低通原型濾波器Iitl (η)的每 個多相分支濾波器的階數大于等于8,當信道化個數D小于等于32時，低通原型濾波器的階 數統一為255階，當信道化個數D大于32時，低通原型濾波器的階數為D*8-l階。7. 根據權利要求1所述的信道監測系統，其特征在于所述均勻化迭代能量檢測模塊通 過對每個信道化輸出的結果進行頻譜檢測，經過FFT變換后在頻域對頻譜進行能量累積， 輸出的結果即為當前被檢測頻道內的噪聲功率值。8. 根據權利要求7所述的信道監測系統，其特征在于所述均勻化迭代能量檢測模塊以 信道化后每個通道的時間帶寬積TB = u為一固定值作為參考依據，對FFT變換后頻譜能量 累積點數的取值為，其中，F$AD采樣頻率，AF為頻道間隔，同時以$點數長度 為間隔進行三路迭代能量累積。
【專利摘要】本發明公開了一種基于信道化頻譜感知的信道監測系統，包含高速ADC采樣模塊、信道化結構、均勻化迭代能量檢測模塊；所述高速ADC采樣模塊用于進行AD抽樣并模數轉換，獲得數字復基帶信號。所述信道化結構用于確定AD采樣頻率并將采樣頻率反饋給高速ADC采樣模塊；還用于通過多相濾波技術，采用傳統傅里葉域低通原型濾波器將信道劃分為D個信道化分支，并將數字復基帶信號的每一個待監測頻道信息送入對應的信道化分支進行監測輸出。所述均勻化迭代能量檢測模塊用于根據均勻化迭代能量檢測算法對信道化結構輸出結果進行能量檢測，實現對每個信道化分支的噪聲功率值估計。本發明實現簡單、對硬件設施要求低、信道監測可靠性高、魯棒性好。
【IPC分類】H04B17/382
【公開號】CN104901754
【申請號】CN201510253231
【發明人】羅宇, 丁勇飛, 夏高峰, 王洋, 孫軍奎, 葉俊
【申請人】中國航空無線電電子研究所
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月18日