单音干扰检测方法和装置与流程

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种单音干扰检测方法和装置。

背景技术：

在通信系统中，多种系统及设备间发射的信号混杂在一起，因而在通信系统的射频接收机的输入端中，则可能输入不需要的频率成分。这些不需要的频率成分在移动通信系统中称为单音。该单音信号即是对该通信系统的单音干扰。若单音干扰的功率较大，通信系统的同步、信道估计及信号接收端、导航系统定位等将受到较大影响，通信系统的传输速率、传输可靠性也因单音干扰的影响而显著下降。

为避免单音干扰带来的影响，需要首先进行单音干扰检测，然后进行单音干扰过滤。目前常用的单音干扰检测方法为先将接收机收到的模拟射频信号进行混频、滤波后得到模拟中频信号，再将模拟中频信号进行模数转换得到数字中频信号，再由数字中频信号得到数字基带信号，然后将数字基带信号进行FFT变化转换为频域信号，然后在频域信号中找到功率谱密度明显偏高的频率点，当功率谱密度高于阈值则判定该频率点上存在单音干扰信号。

然而，由于该方法需要采用快速傅氏变换(Fast Fourier Transformation，简称FFT)方法进行计算，而FFT方法不仅较为复杂，消耗资源较多，还使得单音干扰频率的定位精度有限。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种单音干扰检测方法和装置，不仅计算过程简单，而且单音干扰检测的定位精度高。

第一方面，本发明实施例提供一种单音干扰检测方法，包括：

将输入信号带划分为多个第一子带，对各所述第一子带进行离散傅里叶变换DFT计算，得到各所述第一子带对应的DFT计算结果；

在各所述第一子带的DFT计算结果中，确定DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带；其中，每个所述第一子带对应一个第一预设门限；

判断DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带的频率精度是否在预设精度内；

若是，根据所述DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带的信息得到单音干扰所在频率；

若否，对所述DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带进行划分处理，根据划分处理结果，得到单音干扰所在频率。

第二方面，本发明实施例提供一种单音干扰检测装置，包括：控制模块和DFT计算模块；

所述控制模块，用于将输入信号带划分为多个第一子带；

所述DFT计算模块，用于对各所述第一子带进行离散傅里叶变换DFT计算，得到各所述第一子带对应的DFT计算结果；

所述控制模块还用于在各所述第一子带的DFT计算结果中，确定DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带；其中，每个所述第一子带对应一个第一预设门限；判断DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带的频率精度是否在预设精度内；

若是，根据所述DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带的信息得到单音干扰所在频率；

若否，对所述DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带进行划分处理，根据划分处理结果，得到单音干扰所在频率。

本发明实施例提供的单音干扰检测方法和装置通过采用划分子带的方式，将输入信号带划分为精度更高的子带，通过对各子带进行DFT计算并比较各DFT计算结果与对应的第一预设门限，不仅计算过程简单，还能够精确的定位单音干扰所在的频率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前 提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明单音干扰检测方法实施例一的流程图；

图2为本发明单音干扰检测方法实施例二的流程图；

图3为本发明单音干扰检测方法实施例三的流程图；

图4为本发明单音干扰检测装置实施例一的结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明单音干扰检测方法实施例一的流程图。如图1所示，本发明提供的方法包括：

步骤101、将输入信号带划分为多个第一子带，对各第一子带进行DFT计算，得到各第一子带对应的DFT计算结果；

步骤102、在各第一子带的DFT计算结果中，确定DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带；其中，每个第一子带对应一个第一预设门限；

步骤103、判断DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带的频率精度是否在预设精度内；若是，执行步骤104；若否，执行步骤105；

步骤104、根据DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带的信息得到单音干扰所在频率；

步骤105、对DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带进行划分处理，根据划分处理结果，得到单音干扰所在频率。

对于可能存在单音干扰的输入信号带，为确定单音干扰所在的频率，在步骤101中，首先将输入信号带划分为多个第一子带；可选的，可以为均匀划分，也可以为非均匀划分。其次，对各第一子带进行DFT计算，得到各第一子带对应的DFT计算结果。当第一子带为均匀划分时，各第一子带的DFT计算结果相同，当第一子带为非均匀划分时，各第一子带的DFT计算结果不相同。在均匀划分时，第一子带越多则各第一子带的带宽越窄，各第一子带 的频率精度越高。具体的，DFT计算由DFT计算模块完成。各第一子带的DFT计算结果与各第一子带的带宽相关。

在步骤102中，对于各第一子带，判断该第一子带的DFT计算结果是否大于该第一子带对应的第一预设门限，并确定出DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带。其中，每个第一子带对应一个第一预设门限；当第一子带为均匀划分时，各第一子带的第一预设门限相同，当第一子带为非均匀划分时，各第一子带的第一预设门限不相同。对于输入信号带，DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带可以为一个也可以为多个。

示例性的，在上述实施例一中第一预设门限的计算方法可以为：

计算输入信号带的功率以及各第一子带的带宽占输入信号带的带宽的比例；根据各第一子带的带宽占输入信号带的带宽的比例及输入信号带的功率得到各第一子带对应的单音干扰信号判定门限；根据单音干扰信号判定门限获得第一预设门限。

具体的，输入信号带的功率可以通过功率计算模块获得。可选的，可以将各第一子带的带宽占输入信号带的带宽的比例与输入信号带的功率相乘，得到各第一子带对应的单音干扰信号判定门限；进一步地，当各第一子带为均匀划分时，各第一子带对应的单音干扰信号判定门限值相同，当各第一子带为非均匀划分时，各第一子带对应的单音干扰信号判定门限值不相同，且当第一子带的带宽越宽时，其对应的单音干扰信号判定门限值越大。

在得到单音干扰信号判定门限之后，将单音干扰信号判定门限乘以经验系数，得到第一预设门限。在具体实现过程中，当信号带中存在单音干扰时，该信号带中会存在其他的能量成分，其对应的DFT计算结果相比较其他不存在单音干扰的信号带的DFT计算结果较大，一般会超过其对应信号带的功率的若干倍。因此，在第一子带的DFT计算结果大于第一预设门限时，可以认为该第一子带中存在单音干扰。本实施例仅获取该比例以及输入信号带的功率就可以得到第一预设门限，计算过程简单易实现，简化了单音干扰检测方法。

对于DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带，在步骤103中，判断该些DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带的频率精度是否在预设精度内。

当该些第一子带的精度符合预设精度时，执行步骤104，根据该些第一子带的信息得到单音干扰所在频率。通常情况下，在确定单音干扰所在的频率时，只需确定单音干扰所在的频带即可。将该频带的中心频率作为单音干扰所在的频率。示例性的，当该些第一子带的精度符合预设精度时可以取该些第一子带的中心频率作为单音干扰所在频率。示例性的，也可对该些第一子带进行插值计算，得到单音干扰所在频率。

当该些第一子带的精度不符合预设精度时，执行步骤105，对DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带进行划分处理，根据划分处理结果，得到单音干扰所在频率。具体地，当该些第一子带的精度不符合预设精度时，对该些第一子带再次进行划分处理，划分处理后得到的子带的精度相比第一子带的精度更高，在该些划分处理后得到的子带中确定单音干扰所在的子带，从而确定单音干扰所在的频率。示例性的，可以直接根据预设精度需求对DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带进行一次划分，也可多次对DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带进行划分，直至符合精度需求。

对于上述实施例中的输入信号带中，可能存在一个或多个单音干扰，当存在多个单音干扰时，可针对多个DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带可分别进行单音干扰所在频率的计算或子带的划分，也可同时进行。

本发明实施例一中所提供的单音干扰检测方法，需采用DFT计算单元进行DFT计算，该DFT计算单元结构简单，实现容易；而现有技术中需进行FFT计算，采用FFT计算单元，FFT计算单元结构复杂，消耗资源较多，且规模容易受限。由于基本的DFT计算单元结构简单，消耗资源少，适宜用SoC实现，因此本申请实施例一中所提供的方法计算和结构简单，消耗资源少。

本发明实施例提供的单音干扰检测方法通过采用划分子带的方式，将输入信号带划分为精度更高的子带，通过对各子带进行DFT计算及并比较各DFT计算结果与对应的第一预设门限，不仅计算过程简单，还能够精确的定位单音干扰所在的频率。

为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本发明实施例提供的技术方案，下面通过具体的实施例，对本发明的实施例提供的单音干扰检测方法进行详细说明。

图2为本发明单音干扰检测方法实施例二的流程图。在图1所示实施例 的基础上，对于步骤105，对DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带进行划分处理，根据划分处理结果，得到单音干扰所在频率，进一步包括：

步骤201、将DFT计算结果大于预设门限的第一子带划分为多个第二子带，对各第二子带进行DFT计算，得到各第二子带对应的DFT计算结果；

步骤202、在各第二子带的DFT计算结果中，确定DFT计算结果大于第二预设门限的第二子带；其中，每个第二子带对应一个第二预设门限；

步骤203、判断DFT计算结果大于第二预设门限的第二子带的频率精度是否在预设精度内；若是，则执行步骤204；若否，则执行步骤205；

步骤204、根据DFT计算结果大于第二预设门限的第二子带的信息得到单音干扰所在频率；

步骤205、对DFT计算结果大于第二预设门限的第二子带进行划分处理，直至DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带的频率精度在预设精度内，根据DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带的信息得到单音干扰所在频率，其中N代表划分次数，N为自然数。

当DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带的频率精度不在预设精度内时，不能直接选取该些第一子带的中心频率作为单音干扰所在的频率。因而，执行步骤201至步骤204，通过将存在单音干扰的第一子带进行进一步的划分，得到第二子带，其中第二子带的精度高于第一子带，且其中第一子带划分为第二子带，根据第二子带得到单音干扰所在频率的实现原理均与图1所示实施例中的将输入信号带划分为第一子带，根据第一子带得到单音干扰所在频率的实现原理相同，本实施例此处不再赘述。

当DFT计算结果大于第二预设门限的第二子带的频率精度依然不在预设精度内时，执行步骤205，再次对该些第二子带进行划分，生成第三子带，同样的，如同步骤101至步骤104及步骤201至步骤204，对第三子带进行DFT计算及第三预设门限计算，并判断DFT计算结果大于第三预设门限的第三子带的频率精度是否在预设精度内，对于依然不满足精度需求的第三子带，可再次进行第四次、第N次划分，生成第四子带，第N子带，直至DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带的频率精度在所述预设精度内。其中，任一第N子带的DFT计算结果及第N预设门限的计算方法均与图1所示实施例一中的第一子带的DFT计算结果及第N预设门限的计算方法相同。

通过多次迭代划分，使得确定单音干扰所在频率时，可根据需求获取足够精确的频率精度，同时，由于多次迭代的过程中，可采用同一个DFT计算模块，因而计算结构简单，消耗资源少。

图3为本发明单音干扰检测方法实施例三的流程图。在图1和图2所示实施例的基础上，还可以对单音干扰检测方法进行如下优化。

在具体实现过程中，由于单音干扰可能存在漂移，在进行单音干扰频率的确定过程中，可能存在一开始确定单音干扰在某一第N子带内，而下一时刻该单音干扰则可能漂移至该第N子带的相邻第N子带范围内。因而，在根据第N子带的信息得到单音干扰所在频率之前，还可以再次进行干扰确认。在干扰确认之后，得到新的DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带，然后通过该第N子带的信息，得到单音干扰所在频率。

具体的干扰确认过程可通过如下步骤301和步骤302实现。

步骤301、根据DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带的信息，为DFT计算结果大于第一预设门限的第N子带及其相邻的第N子带进行DFT计算，得到DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带及其相邻的第N子带的DFT计算结果；

步骤302、在DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带及其相邻的第N子带的DFT计算结果中，确定DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带。

其中，N代表划分次数，N为自然数。

在步骤301中，为DFT计算结果大于第一预设门限的第N子带及其相邻的第N子带重新进行DFT计算，得到DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带及其相邻的第N子带的DFT计算结果。

在步骤302中，在DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带及其相邻的第N子带的DFT计算结果中，确定正确的DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带。

以第一子带和第二子带为例，对干扰确认进行详细说明。

当DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带的频率精度符合预设精度时，可在步骤104之前执行干扰确认步骤，即可在步骤102之后和/或步骤103之后执行干扰确认步骤，进一步的，也可多次执行确认步骤，以避免因单音 干扰漂移而导致的单音干扰定位错误。

当DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带的频率精度不符合预设精度时，需对DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带进行划分。若划分前出现单音干扰漂移，则可能导致进行划分的第一子带并不存在单音干扰，因而需在划分前，即步骤105之前执行干扰确认步骤。然后，当DFT计算结果大于第二预设门限的第二子带的频率精度符合预设精度时，可在步骤202和/或步骤203之后执行干扰确认步骤。

本领域技术人员可以理解，上述单音干扰的确认方法，可以在整个单音干扰检测的过程中，具体的，第N子带划分前及根据符合精度的第N子带的信息确定单音干扰所在的频率前，多次执行。通过多次执行，可避免因单音干扰漂移而导致的单音干扰定位错误。

通过增加单音干扰的确认方法，提高了单音干扰定位的准确性，避免了由于单音干扰漂移而导致的单音干扰定位错误。

进一步地，对于上述各实施例中的单音干扰检测方法，在确定了单音干扰所在频率之后，可增加监测步骤，具体的，可以为定时执行步骤301和302进行干扰确认，以避免出现单音干扰漂移；也可以为定时执行图1和图2所示实施例中的单音干扰检测步骤，重新进行单音干扰检测。

图4为本发明单音干扰检测装置实施例一的结构图。如图4所示，该单音干扰检测装置包括：控制模块401和DFT计算模块402。

控制模块401，用于将输入信号带划分为多个第一子带；

DFT计算模块402，用于对各第一子带进行DFT计算，得到各第一子带对应的DFT计算结果；

控制模块401还用于在各第一子带的DFT计算结果中，确定DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带；其中，每个第一子带对应一个第一预设门限；判断DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带的频率精度是否在预设精度内；

若是，根据DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带的信息得到单音干扰所在频率；

若否，对DFT计算结果大于第一预设门限的第一子带进行划分处理，根据划分处理结果，得到单音干扰所在频率。

本发明实施例提供的单音干扰检测装置，可执行上述方法实施例，其具体实现原理和技术效果，可参见上述方法实施例，本实施例此处不再赘述。

在图4所示实施例一的基础上，对图4所示实施例进行了优化，具体如下：

控制模块401还用于，将DFT计算结果大于预设门限的第一子带划分为多个第二子带；

DFT计算模块402还用于，对各第二子带进行DFT计算，得到各第二子带对应的DFT计算结果；

控制模块401还用于，在各第二子带的DFT计算结果中，确定DFT计算结果大于第二预设门限的第二子带；其中，每个第二子带对应一个第二预设门限；判断DFT计算结果大于第二预设门限的第二子带的频率精度是否在预设精度内；

若是，根据DFT计算结果大于第二预设门限的第二子带的信息得到单音干扰所在频率；

若否，对DFT计算结果大于第二预设门限的第二子带进行划分处理，直至DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带的频率精度在预设精度内，根据DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带的信息得到单音干扰所在频率，N代表划分次数，N为自然数。

可选地，单音干扰检测装置还包括：

功率计算模块，用于计算输入信号带的功率；

控制模块401还用于计算各第N子带的带宽占所述输入信号带的带宽的比例；根据各第N子带的带宽占所述输入信号带的带宽的比例及输入信号带的功率得到各第N子带对应的单音干扰信号判定门限；根据单音干扰信号判定门限获得第N预设门限。

可选的，控制模块401用于将各第N子带的带宽占输入信号带的带宽的比例与输入信号带的功率相乘，得到各第N子带对应的单音干扰信号判定门限；将单音干扰信号判定门限乘以经验系数，得到第N预设门限。

可选地，控制模块401还用于根据DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带的信息，为DFT计算结果大于第一预设门限的第N子带及其相邻的第N子带进行DFT计算，得到DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带及 其相邻的第N子带的DFT计算结果；在DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带及其相邻的第N子带的DFT计算结果中，确定DFT计算结果大于第N预设门限的第N子带。

本发明实施例提供的单音干扰检测装置，可执行上述方法实施例，其具体实现原理和技术效果，可参见上述方法实施例，本实施例此处不再赘述。

本发明实施例中的控制模块可以是包括但不限于微控制单元(MCU)/精简指令集计算机处理器(ARM)/中央处理单元(CPU)的任一种处理器，该处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。上述处理器可以是微处理器或者上述处理器也可以是任何常规的处理器，译码器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间 的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。