一种信号检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及信号检测技术领域，具体地说设及一种信号检测方法。
【背景技术】
[0002] 随着空间电磁环境的日益复杂，无线电监测成为必要，在监测频段上检测出信号 是无线电监测的重要内容，目前，在频域检测信号的主流方法有=种。
[0003] 第一种是根据经验设置一个固定的值作为检测信号阔值线的方法，所述方法的阔 值线设置简单，但是所述方法的阔值线是一根直线，不能适应噪声的波动，在现有的电磁环 境下，所述方法检测信号的效果无法达到基本要求。
[0004] 第二种是在整个监测频段上设置自适应阔值线法，所述方法的阔值线能随着噪声 的波动而起伏，但是在所述方法不能适应噪声的阶跃现象，即在不同的频段噪声均值可能 会有明显的抬高或降低，尤其是在监测频段跨越不同的业务频段的时候。
[0005] 第=种是将监测频段平均分成若干段或者根据业务的不同将监测频段分成若干 段的方法，由于每个信号都有占有一定带宽，所W所述方法中平均分段可能将一个信号分 在不同的段，影响检测效果，降低了检测的准确率，而根据业务不同分段亦无法有效避免噪 声阶跃现象，因为同一个业务段也可能会有阶跃现象。
【发明内容】
[0006] 为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种信号检测方法，本发明旨在 于提供一种信号检测方法克服信号检测过程中噪声波动和阶跃现象的影响，提高信号检测 的准确性。
[0007] 为了解决上述现有技术中的不足，本发明是通过下述技术方案实现的：
[0008] 一种信号检测方法，其特征在于，其步骤如下：
[0009] I、数据获取步骤：从无线电监测设备得到监测频段上频段扫描的频谱数据；
[0010] II、监测频段自适应分段步骤：找出I步骤中获得的频谱数据中的所有波峰和波 谷，统计所有波谷处的值，并计算出波谷的平均值；标注出波谷值小于波谷平均值的波谷， 标注所述波谷值小于波谷平均值的波谷与其相邻的波峰值的差值大于经验值的波谷，将其 作为分段点；
[0011] III、确定自适应阔值线步骤：采用C-均值聚类算法将步骤II中分段后的每段频谱 数据分成两类，将频谱值较大的那一类中的所有值均用该类中的最小值替换，得到新频谱 数据；然后将新频谱数据中的每个数据都加上同一个频谱搬移值，使搬移后的频谱数据的 最小值等于1;然后将搬移后的频谱数据中的每个数据求对数得到压缩频谱数据，将压缩 后的频谱数据进行平滑处理，将平滑处理后的频谱数据的每个数据求指数，得到随噪声波 动的噪声均值线，然后求出该段频谱数据和所述噪声均值线的均方差，所述均方差作为噪 声口限；将所述噪声均值线和噪声口限相加得到自适应阔值线，然后将每一段的自适应阔 值线拼接成整个监测频段上的自适应阔值线；
[0012] IV、获取信号中屯、频点步骤：将步骤I中获得的监测频段上扫描的频谱数据和步 骤III中得到的自适应阔值线比较，找出所述频谱数据大于所述阔值线的区域，然后得到每 个区域最大值的频点，所述频点就是一个信号的中屯、频点。
[0013] 所述步骤II中的平滑处理是平均平滑，平滑周期依次从2到监测频段上频段扫描 的频谱数据个数的1/3。
[0014] 所述步骤III中的C-均值聚类算法中，将步骤II中分段后的每段数据分成两类，一 类的初始聚类中屯、是该段频谱数据的平均值，另一类的初始聚类中屯、是该段的频谱数据的 最大值。
[0015] 所述步骤III中得到频谱搬移值的公式如下：
[0016] L= 1-min(S(n))；
[0017] 其中L为频谱搬移值，min0表示取最小值，S(n)表示一段频谱数据，n表示一段 频谱数据中频点的个数。
[0018] 所述步骤III中均方差计算公式如下：
[0019]
[0020] 其中T表示一段频谱数据和该段噪声均值线的均方差，V表示一段频谱数据和该 段噪声均值线的方差，n表示方差个数，i表示第i个方差。
[0021] 优选的，在步骤II之前还包括频谱数据预处理步骤；所述频谱预处理步骤如下：
[0022] (a)频谱数据平均处理：将从设备得到的多帖监测频段上频段扫描的频谱数据， 然后将所述多帖频谱数据平均处理成一帖频谱数据，即处理后的一帖频谱的第i个数据是 所述多帖频谱的第i个数据求平均所得；
[0023] 化）平滑处理：将步骤（a)得到的频谱数据进行平滑处理。
[0024] 优选的：在步骤IV之后还包括统计处理步骤；所述统计处理步骤如下：在一段时 间内将得到很多帖频谱数据，每帖频谱数据按步骤I到步骤IV处理，每一帖频谱数据将会 得到多个信号中屯、频点，然后统计很多帖频谱数据得到的中屯、频点就可W得出在所述一段 时间内某个频点是信号中屯、频点的次数，当次数达到统计帖数的20%时，所述某个频点作 为一个有意义的信号中屯、频点，所述信号就是监测时间内被检测出的信号。 阳0巧]所述经验值是指：超过噪声2化-5化的频点视为信号频点。本发明将相邻的波峰 和波谷差值是否大于所述经验值作为判别是否能用来作为分段点。
[00%] 与现有技术相比，本发明所带来的有益的技术效果表现在：
[0027] 1、本发明的原理简单，易于理解，而且有较高的效率；本发明适应于不同的电磁环 境；本发明能有效避免噪声阶跃效应，可W有效完成宽频段上的检测任务；本发明通过较 长时间的数据进行统计，能得到准确的更为可靠的数据；本发明相对于其他方法用来更少 的经验值，具有更高的智能性。 阳02引 2、用R&S公司的EM100接收机和肥600天线，在郊区采集了频段为87. 5MHz~ 108MHz的频谱扫描的频谱数据，分别用本发明、【背景技术】中提及的第二种方法和第=种方 法进行实验，结果如表1 :
[0029]
[0030] 表 1
[0031] 上述实验的实验代码是用MATLAB语言实现；=种方法均用同一组数据实验；由于
【背景技术】中提及的第一种方法不适应噪声波动的情况，所W没有实验。
[0032] 3、本发明通过自适应分段把监测频段分为不同的频段，能避免噪声阶跃现象；由 于分段点是处于低点的波谷处，保证了分段点在噪声点上，不会将信号分在不同的频段，提 高了检测的准确性；在分段之前对监测频段上频谱扫除的频谱数据进行预处理可W平滑所 述频谱数据，减少了信号区域的'毛刺'，避免将一个信号判别成多个信号；本发明所述的自 适应阔值线能随着噪声的波动而起伏，能自动适应噪声波动，提高了检测的准确性；在获取 信号中屯、频点后加上统计处理，可W得到一段检测时间内的信号存在情况，增加了方法的 容错性，提高了检测信号的准确性。
【附图说明】
[0033] 图1本发明所述方法在频段扫描的频谱数据上得到的分段线和阔值线。
[0034] 图2【背景技术】中所述的第二种方法在频段扫描频谱数据上得到的阔值线
[0035] 图3【背景技术】中所述的第=种方法在频段扫描的频谱数据上得到的分段线和阔 值线。
【具体实施方式】 阳〇36] 实施例1
[0037] 作为本发明一较佳实施例，本实施例公开了：
[0038] 一种信号检测方法，其特征在于：其步骤如下：
[0039] I、数据获取步骤：从无线电监测设备得到监测频段上频段扫描的频谱数据；
[0040] II、监测频段自适应分段步骤：找出I步骤中获得的频谱数据中的所有波峰和波 谷，统计所有波谷处的值，并计算出波谷的平均值；标注出波谷值小于波谷平均值的波谷， 标注所述波谷值小于波谷平均值的波谷与其相邻的波峰值的差值大于经验值的波谷，将