一種自適應(yīng)干擾檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明為通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及在電磁干擾環(huán)境的無線通信系統(tǒng)對(duì)時(shí)域干擾和 頻域干擾的自適應(yīng)干擾檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著干擾技術(shù)的發(fā)展，無線通信系統(tǒng)所處的電磁環(huán)境變得日益復(fù)雜，電磁環(huán)境中 的時(shí)域或頻域干擾對(duì)無線通信系統(tǒng)的性能影響越來越大，如果能檢測(cè)出干擾信號(hào)，然后采 用相應(yīng)的干擾抑制手段，可W大大提高無線通信系統(tǒng)的抗干擾傳輸性能，因此干擾檢測(cè)技 術(shù)是抗干擾通信系統(tǒng)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。干擾檢測(cè)不僅能夠檢測(cè)干擾信號(hào)的有無，還可檢測(cè) 出干擾功率、干擾在時(shí)頻域的分布等參數(shù)，為干擾抑制提供基礎(chǔ)。
[0003] 對(duì)于干擾信號(hào)，通常可采用W下檢測(cè)方法：1)恒虛警（Constant False Alarm Rate，CFAR)檢測(cè)方法;2)最小錯(cuò)誤概率(Minimum Error Probability，MEP)檢測(cè)方法，二者 可適用于不同的應(yīng)用需求。在CFAR干擾檢測(cè)方法中，根據(jù)系統(tǒng)的虛警概率要求，得到一個(gè)口 限因子，干擾信號(hào)的檢測(cè)口限等于該口限因子乘W噪聲功率，在系統(tǒng)一定的虛警概率要求 下，口限因子不變，因此干擾檢測(cè)口限只與噪聲功率有關(guān)，和干擾功率無關(guān)，也和干噪比 (化mming to Noise Ratio，JNR)無關(guān)，即干擾檢測(cè)的虛警概率恒定，不隨JNR的改變而改 變，干擾的漏檢概率隨著干噪比的增加而減小。在MEP干擾檢測(cè)方法中，干擾檢測(cè)的口限因 子隨著JNR的改變而改變，干擾的虛警和聯(lián)合概率最小，虛警概率和漏檢概率都隨著JNR的 增加而減小，在低JNR時(shí)，虛警概率較高。
[0004] 在無線通信系統(tǒng)中，接收端接收到有用信號(hào)、干擾和噪聲。在一定信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR)下，當(dāng)干擾功率較小，例如低于有用信號(hào)功率時(shí)，此時(shí)MEP干擾檢測(cè)方 法比CFAR方法的虛警概率高、漏檢概率低，而運(yùn)種情況下干擾的虛警比漏檢對(duì)系統(tǒng)性能損 害更大，因?yàn)樾」β实母蓴_對(duì)信號(hào)的影響幾乎可W忽略不計(jì)，即使干擾被漏檢對(duì)有用信號(hào) 的傳輸性能影響也不大，而虛警會(huì)使有用信號(hào)被誤判成干擾，從而被抑制，運(yùn)損害有用信號(hào) 的傳輸性能，因此在低JNR環(huán)境中更適合采用CFAR干擾檢測(cè)方法；當(dāng)干擾功率較大，例如大 于有用信號(hào)功率時(shí)，干擾的漏檢和虛警都會(huì)損害有用信號(hào)的傳輸性能，虛警會(huì)將有用信號(hào) 誤判成干擾被抑制，漏檢會(huì)使干擾沒有被抑制而增加系統(tǒng)傳輸誤碼率，若干擾的漏檢和虛 警的聯(lián)合概率最小，可W得到更好的系統(tǒng)傳輸性能，在此環(huán)境下若采用CFAR方法，雖然漏檢 概率很低，但虛警概率較高，而MEP方法虛警和漏檢概率都較低，二者的聯(lián)合概率最小，因 此，此時(shí)采用MEP干擾檢測(cè)方法更為合適。
[000引所W ,CFAR和MEP干擾檢測(cè)方法適用于不同的JNR環(huán)境，但在傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng) 中，通常采用二者中其中一種干擾檢測(cè)方法，在不同的JNR環(huán)境中無法獲得最優(yōu)的系統(tǒng)傳輸 性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為避免現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種自適應(yīng)干擾檢測(cè)方法，該方法結(jié)合了 CFAR和MEP干擾檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)化干擾檢測(cè)口限設(shè)置，使干擾檢測(cè)口限能夠隨JNR的變 化而動(dòng)態(tài)變化，從而在不同的JNR環(huán)境中，能夠自適應(yīng)地選擇更優(yōu)的干擾檢測(cè)方法，使系統(tǒng) 能獲得更優(yōu)的傳輸性能。
[0007]為了方便地描述本發(fā)明的內(nèi)容，首先對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行說明：每次處理的接收到的 干擾信號(hào)為L(zhǎng) = Nk個(gè)采樣數(shù)據(jù)，針對(duì)的干擾信號(hào)是廣義平穩(wěn)的時(shí)域干擾或頻域干擾，例如脈 沖噪聲干擾、瞄準(zhǔn)式干擾、多音干擾和部分頻帶噪聲干擾等，其中，k為不為零的自然數(shù)，N為 不為零的自然數(shù)。
[000引一種自適應(yīng)干擾檢測(cè)方法，具體步驟如下：
[0009] S1、參數(shù)設(shè)置:設(shè)定系統(tǒng)的目標(biāo)最大虛警概率Pfa_max;
[0010] S2、初始化干擾檢測(cè)方式，計(jì)算初始干擾檢測(cè)口限因子ajam:針對(duì)接收到的干擾信 號(hào)，設(shè)置初始干擾檢測(cè)方式為CFAR方式，根據(jù)關(guān)系式Pfa_max= l-F(ajam)計(jì)算干擾檢測(cè)口限因 子ajam，其中，F(xiàn)(ajam)是口限因子的分布函數(shù)；
[0011] S3、計(jì)算接收數(shù)據(jù)功率，即，對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，分為N組數(shù)據(jù)，計(jì)算出各個(gè)分組 的平均功率E= [Eo，Ei，…，En-i]t;
[001 ^ S4、進(jìn)行干擾檢測(cè)處理，計(jì)算干噪比切換口限Tjnr ;
[0013] S5.判斷干噪比是否小于切換口限：根據(jù)S49所得的切換口限Tjnr,判斷S48所得的 JNR是否小于Tjnr,若是，轉(zhuǎn)到S8,若否，轉(zhuǎn)到S6;
[0014] S6、更新干擾檢測(cè)方式:更新為MEP方式，根據(jù)S48所得的JNR和P，再依據(jù)最小錯(cuò)誤 概率準(zhǔn)則，計(jì)算得到新的干擾檢測(cè)口限因子為ajam' = (l+p/JNR)ln(l+JNR/p);
[001引 S7、干擾檢測(cè)處理:根據(jù)S6所述aJam'，對(duì)S3得到的N個(gè)數(shù)據(jù)功率E日，El，…，EN-l，進(jìn)行 干擾檢測(cè)處理；
[0016] S8、輸出結(jié)果:干擾數(shù)據(jù)集合Sj、無干擾數(shù)據(jù)集合Sn、干噪比，其中，所述干燥比包括 瞬時(shí)干噪比JNR/和平均干噪比JNR。
[0017] 進(jìn)一步地，S3所述計(jì)算接收數(shù)據(jù)功率具體步驟如下：
[0018] S31、進(jìn)行時(shí)域干擾檢測(cè)，對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，連續(xù)k個(gè)采樣點(diǎn)為一組，分為N組數(shù) 據(jù)，即r = [ro，ri，? ? ?，TN-I]，其中，第n組數(shù)據(jù)為rn = [rno，rni，? ? ?，：Tn(k-i) ]T，對(duì)各分組時(shí)域數(shù)據(jù) 進(jìn)行模方求均值運(yùn)算，得到各個(gè)分組的平均功率E=[E0，Ei，…，En-i]t，其中，第n個(gè)分組數(shù)據(jù) rn的平均功率為.
，N表示數(shù)據(jù)分組總數(shù)，上標(biāo)"[]T"表示矩陣的轉(zhuǎn)置，k表示 每個(gè)分組的采樣點(diǎn)數(shù)；
[0019] S32、進(jìn)行頻域干擾檢測(cè)，則將接收數(shù)據(jù)分段，連續(xù)N個(gè)采樣點(diǎn)為一段，共分為k段r = [:r0，:ri，'''，rk-l]，其中，第m段時(shí)域數(shù)據(jù)為；Tm=[：rmO，：rml，。'，：Tm(N-l)]T，對(duì)各段時(shí)域數(shù)據(jù)分別 進(jìn)行FFT變換，得到k段頻域數(shù)據(jù)R= [Ro，Ri,…，Rk-I]，其中，第m段頻域數(shù)據(jù)為Rm= [RmO, Rml,…，Rm(N-l)]T，然后對(duì)各段的相同頻點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模方求均值運(yùn)算，得到各個(gè)頻點(diǎn)的平均功 率E = [Eo，Ei，…，En-I]T，其中，第n個(gè)頻點(diǎn)的平均功率為
[0020] 進(jìn)一步地，S4所述干擾檢測(cè)處理具體步驟如下：
[0021] S41、初始化無干擾數(shù)據(jù)集合:對(duì)S3所得的數(shù)據(jù)功率E，選擇功率最小的一部分?jǐn)?shù)據(jù) 構(gòu)成無干擾數(shù)據(jù)集合Sn;
[0022] S42、計(jì)算S41所述無干擾數(shù)據(jù)集合Sn的平均功率A ;
[0023] S43、計(jì)算干擾檢測(cè)口限Tjam:S2所述日恤乘WS42所述4作為干擾檢測(cè)口限Tjam;
[0024] S44、更新無干擾數(shù)據(jù)集合:根據(jù)S43所述Tjam，對(duì)S3所述E=[E0，Ei，…，En-i]t依次進(jìn) 行判斷，若各數(shù)據(jù)功率Eo，Ei，…，EN-i<Tjam，則將該數(shù)據(jù)放入S41所述Sn中，構(gòu)成新的無干擾 數(shù)據(jù)集合Sn ' ；
[0025] S45、判斷無干擾數(shù)據(jù)集合是否有變化:判斷S44所述Sn'中的元素與S41所述Sn中元 素是否有增減，若是，轉(zhuǎn)到S42，若否，轉(zhuǎn)到S46;
[0026] S46、得到干擾數(shù)據(jù)集合:將S3所得的巧〇瓜，…，En-i}中不含S44所述Sn'元素的其 他數(shù)據(jù)構(gòu)成干擾數(shù)據(jù)集合Sj ;
[0027] S47、計(jì)算S46所述干擾數(shù)據(jù)集合&的平均功率參W ;
[0028] S48、計(jì)算干噪比：根據(jù)S42所得的4和S47所得的，計(jì)算干擾功率戶,、干擾比例 因子P、瞬時(shí)干噪比JNR/和平均干噪比JNR。
[0029] 進(jìn)一步地，S7所述干擾檢測(cè)處理具體步驟如下：
[0030] S71、初始化無干擾數(shù)據(jù)集合:對(duì)S3所得的數(shù)據(jù)功率E，選擇功率最小的一部分?jǐn)?shù)據(jù) 構(gòu)成無干擾數(shù)據(jù)集合Sn;
[0031] S72、計(jì)算S71所述無干擾數(shù)據(jù)集合Sn的平均功率4 ;
[0032] S73、計(jì)算干擾檢測(cè)口限Tjam*:S6所述a恤'乘WS72所述4作為干擾檢測(cè)口限TjJN
[003；3] S74、更新無干擾數(shù)據(jù)集合:根據(jù)S73所述Tjam*，對(duì)S3所述E = [Eg，Ei，…，En-I ]T依次 進(jìn)行判斷，若各數(shù)據(jù)功率Eo，Ei，…，EN-i<Tjam*，則將該數(shù)據(jù)放入S71所述Sn中，構(gòu)成新的無干 擾數(shù)據(jù)集合Sn'*;
[0034] S75、判斷無干擾數(shù)據(jù)集合是否有變化:判斷S74所述SN'^中的元素與S71所述SN中 元素是否有增減，若是，轉(zhuǎn)到S72，若否，轉(zhuǎn)到S76;
[00對(duì) S76、得到干擾數(shù)據(jù)集合:將S3所得的{E0，Ei，…，En-i}中不含S74所述Sn'*元素的其 他數(shù)據(jù)構(gòu)成干擾數(shù)據(jù)集合S/;
[0036] S77、計(jì)算S76所述干擾數(shù)據(jù)集合S/的平均功率會(huì)，％
[0037] S78、計(jì)算干噪比:根據(jù)S72所