本申請涉及無線通信，特別是涉及一種雙通道高靈敏度信號頻譜監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（gnss）在民用領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸廣泛，社會對于gnss提供的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)的依賴性逐漸增加，因此gnss的安全性和穩(wěn)定性也受到了極大的關(guān)注。導(dǎo)航信號在經(jīng)過極遠(yuǎn)距離的傳播后，其信號強度已經(jīng)大幅衰減，極易受到其他信號的干擾，微弱的干擾信號也能影響gnss的性能，且復(fù)雜多變的空間電磁環(huán)境，也會使得gnss的性能受到威脅。

2、面對日趨復(fù)雜的電磁環(huán)境，頻譜監(jiān)測越來越不可或缺。傳統(tǒng)頻譜監(jiān)測已經(jīng)無法滿足高靈敏度監(jiān)測需求。圍繞頻譜監(jiān)測系統(tǒng)展開機理分析與理論論證，發(fā)展高靈敏度的頻譜監(jiān)測系統(tǒng)，支撐其對復(fù)雜多變電磁環(huán)境的實時監(jiān)控和分析，從而確保頻譜資源的有效管理、優(yōu)化利用，以及保障通信安全和電磁空間的安全。

3、然而，傳統(tǒng)的頻譜監(jiān)測方法無法監(jiān)測到被噪聲淹沒的微弱信號，微弱信號頻譜監(jiān)測的漏檢以及虛警，導(dǎo)致無法管理和優(yōu)化頻譜資源，限制了無線通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種雙通道高靈敏度信號頻譜監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

2、一種雙通道高靈敏度信號頻譜監(jiān)測方法，所述方法包括：

3、獲取兩臺數(shù)據(jù)采集設(shè)備同步采集的兩路信號，對兩路信號進行互相關(guān)，獲取互相關(guān)結(jié)果的互相關(guān)模值；

4、根據(jù)互相關(guān)模值進行峰值搜索，根據(jù)峰值搜索結(jié)果進行過采樣分析，得到過采樣倍數(shù)，根據(jù)過采樣倍數(shù)和數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集率計算得到帶寬估計值；

5、利用相對時延對兩路信號進行時延補償，再進行信號合并，得到合并信號；所述相對時延是通過峰值搜索結(jié)果中最大峰值對應(yīng)的峰值位置和數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集率計算得到的；

6、對合并信號進行時頻轉(zhuǎn)換，將時頻轉(zhuǎn)換結(jié)果中前有效窗長個數(shù)據(jù)拼接在時頻轉(zhuǎn)換結(jié)果尾部，得到重構(gòu)頻域數(shù)據(jù)；所述有效窗長是通過所述帶寬估計值和頻譜檢測分辨率計算得到的；

7、根據(jù)頻域濾波系數(shù)對所述重構(gòu)頻域數(shù)據(jù)進行滑動相關(guān)處理，根據(jù)滑動相關(guān)結(jié)果進行峰值檢測，得到頻點的起始位置，根據(jù)帶寬估計值和頻點的起始位置計算得到中心頻點，以實現(xiàn)微弱信號的頻譜監(jiān)測；所述頻域濾波系數(shù)是通過有效窗長構(gòu)造得到的。

8、在其中一個實施例中，還包括：根據(jù)峰值搜索結(jié)果中最大峰值對應(yīng)的峰值幅度計算得到峰值門限；獲取峰值搜索結(jié)果中大于所述峰值門限的峰值點數(shù)量，根據(jù)所述峰值點數(shù)量計算得到過采樣倍數(shù)。

9、在其中一個實施例中，還包括：利用相對時延對其中一路信號進行時延補償后進行信號合并，得到合并信號為：

10、；

11、其中，為合并信號，表示采樣點，表示頻譜檢測的采樣點數(shù)，為第一路信號，為時延補償后的第二路信號，為相對時延。

12、在其中一個實施例中，還包括：對合并信號進行時頻轉(zhuǎn)換，得到時頻轉(zhuǎn)換結(jié)果為：

13、；

14、其中，為時頻轉(zhuǎn)換結(jié)果，為合并信號，表示采樣點，表示頻譜檢測的采樣點數(shù)，為虛數(shù)單位符號。

15、在其中一個實施例中，還包括：所述有效窗長為：

16、；

17、其中，為有效窗長，為帶寬估計值，為頻譜檢測分辨率，為向上取整。

18、在其中一個實施例中，還包括：所述頻域濾波系數(shù)為：

19、；

20、其中，為頻域濾波系數(shù)，表示采樣點，表示頻譜檢測的采樣點數(shù)，為有效窗長，表示濾波起始位置。

21、在其中一個實施例中，還包括：根據(jù)頻域濾波系數(shù)對所述重構(gòu)頻域數(shù)據(jù)進行滑動相關(guān)處理，得到滑動相關(guān)結(jié)果為：

22、；

23、其中，為滑動相關(guān)結(jié)果，為濾波窗函數(shù)，為處的信號樣本，表示頻譜檢測的采樣點數(shù)，為有效窗長，表示濾波起始位置。

24、一種雙通道高靈敏度信號頻譜監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

25、互相關(guān)模塊，用于獲取兩臺數(shù)據(jù)采集設(shè)備同步采集的兩路信號，對兩路信號進行互相關(guān)，獲取互相關(guān)結(jié)果的互相關(guān)模值；

26、帶寬估計模塊，用于根據(jù)互相關(guān)模值進行峰值搜索，根據(jù)峰值搜索結(jié)果進行過采樣分析，得到過采樣倍數(shù)，根據(jù)過采樣倍數(shù)和數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集率計算得到帶寬估計值；

27、信號合并模塊，用于利用相對時延對兩路信號進行時延補償，再進行信號合并，得到合并信號；所述相對時延是通過峰值搜索結(jié)果中最大峰值對應(yīng)的峰值位置和數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集率計算得到的；

28、頻域重構(gòu)模塊，用于對合并信號進行時頻轉(zhuǎn)換，將時頻轉(zhuǎn)換結(jié)果中前有效窗長個數(shù)據(jù)拼接在時頻轉(zhuǎn)換結(jié)果尾部，得到重構(gòu)頻域數(shù)據(jù)；所述有效窗長是通過所述帶寬估計值和頻譜檢測分辨率計算得到的；

29、頻譜監(jiān)測模塊，用于根據(jù)頻域濾波系數(shù)對所述重構(gòu)頻域數(shù)據(jù)進行滑動相關(guān)處理，根據(jù)滑動相關(guān)結(jié)果進行峰值檢測，得到頻點的起始位置，根據(jù)帶寬估計值和頻點的起始位置計算得到中心頻點，以實現(xiàn)微弱信號的頻譜監(jiān)測；所述頻域濾波系數(shù)是通過有效窗長構(gòu)造得到的。

30、上述雙通道高靈敏度信號頻譜監(jiān)測方法及系統(tǒng)，通過獲取兩路同步信號并互相關(guān)，能夠突出微弱信號共性，削弱隨機噪聲，初步提升檢測靈敏度，通過峰值搜索與過采樣分析，有助于精準(zhǔn)確定帶寬，避免微弱信號被誤判為噪聲而漏檢，利用時延補償合并信號，能夠集中微弱信號能量，增強其可檢測性，對合并信號時頻轉(zhuǎn)換，依據(jù)帶寬與分辨率計算有效窗長，重構(gòu)頻域數(shù)據(jù)，有助于完整保留微弱信號的頻率成分，最后，構(gòu)造頻域濾波系數(shù)并進行滑動相關(guān)，能夠突出微弱信號特征，準(zhǔn)確找到頻點與帶寬，實現(xiàn)頻譜精確監(jiān)測。本發(fā)明實施例，能夠降低微弱信號頻譜監(jiān)測的漏檢與虛警概率，提高微弱信號檢測、同頻信號分離及多模定位能力，能夠?qū)崿F(xiàn)最大頻譜效率，最小化干擾，從而為頻譜資源合理規(guī)劃與管理提供有力支持。

技術(shù)特征：

1.一種雙通道高靈敏度信號頻譜監(jiān)測方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)峰值搜索結(jié)果進行過采樣分析，得到過采樣倍數(shù)包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用相對時延對兩路信號進行時延補償，再進行信號合并，得到合并信號包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對合并信號進行時頻轉(zhuǎn)換包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有效窗長為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述頻域濾波系數(shù)為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)頻域濾波系數(shù)對所述重構(gòu)頻域數(shù)據(jù)進行滑動相關(guān)處理包括：

8.一種雙通道高靈敏度信號頻譜監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)峰值搜索結(jié)果進行過采樣分析，得到過采樣倍數(shù)包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，利用相對時延對兩路信號進行時延補償，再進行信號合并，得到合并信號包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種雙通道高靈敏度信號頻譜監(jiān)測方法及系統(tǒng)。方法包括：獲取兩臺數(shù)據(jù)采集設(shè)備同步采集的兩路信號，并進行互相關(guān)再計算互相關(guān)模值；根據(jù)互相關(guān)模值進行峰值搜索，根據(jù)峰值搜索結(jié)果進行過采樣分析得到過采樣倍數(shù)，根據(jù)過采樣倍數(shù)和數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集率計算帶寬估計值；對兩路信號進行時延補償再進行信號合并，得到合并信號；對合并信號進行時頻轉(zhuǎn)換，將時頻轉(zhuǎn)換結(jié)果中前有效窗長個數(shù)據(jù)拼接在時頻轉(zhuǎn)換結(jié)果尾部，得到重構(gòu)頻域數(shù)據(jù)；根據(jù)頻域濾波系數(shù)對重構(gòu)頻域數(shù)據(jù)進行滑動相關(guān)處理，根據(jù)滑動相關(guān)結(jié)果進行峰值檢測得到頻點起始位置，根據(jù)帶寬估計值和頻點起始位置計算中心頻點。采用本方法能夠提高微弱信號頻譜監(jiān)測的可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：魯祖坤,肖偉,劉文祥,譚嘉懿,趙小宇,宋捷,王冬海,李宗楠,葉小舟,耿正霖,袁木子,王思鑫
受保護的技術(shù)使用者：中國人民解放軍國防科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15