视信号，其载波估计方法略有不同。
[0061] 基于OFDM的DTMB/CMMB信号，其循环谱密度函数为：
[0063] 其中，α为循环频率，f。为载波频率，fs为采样频率，N为信号采样点数，T s为OFDM
符号长度，Af = 1/%为子载波间隔， 由上式可得，广播电视信号在α 〇 =0循环谱截面的f = 土f。处或f = 0循环谱截面的a = ±2f。处存在峰尖，即最高谱 线。若以最高谱线作为特征值，可以估算出待检测的广播电视信号的载波频率，从而可以进 一步通过查询电视频道频率划分表来确定载波所属的频段。
[0064] 因此，基于上述原理，所述频道搜索模块13先搜索待检测的广播电视信号f = 0 的循环谱截面图正半轴上的最大^(/)，并确定该最大K (/)对·应的广播电视信号的序号 k，再基于式：
来确定待检测的广播电视信号的载波频率，并进一步通过 查询电视频道频率划分表，例如，DS13~DS4836个频道的频率范围信息，来确定载波fc所 属的频段。
[0065] 针对我国Pal-D制式的模拟电视信号，其载波估计原理与DTMB/CMMB基本相同，而 区别在于根据模拟电视频谱特征，Pal-D制式存在两个载波频率，分别为图像信号载波频率 和伴音信号载波频率。例如中心频率为fcMHz的模拟电视信号，其图像和伴音的载波频率分 别为f el = (fQ_2. 75)MHz和fe2 = (fQ+3. 75)MHz，根据模拟电视的循环平稳特性，类似的，在 f = 0循环谱截面的α = ±2;^和α = ±2;^2处存在峰尖，即最高谱线和次高谱线。若 以最高和次高谱线作为特征值，则可以估算出被检测的模拟广播电视信号的载波频率，从 而可以进一步通过查询电视频道频率划分表来确定载波所属的频段。
[0066] 因此，基于上述原理，所述频道搜索模块13先搜索待检测的广播电视信号f = 0 的循环谱截面图正半轴上的最大并确定该最大对应的广播电视信号的序号 k，再基于式：
来确定待检测的广播电视信号的载波频率，并进一步通过 查询电视频道频率划分表进行匹配。若匹配中探测到该频率比频率划分表中某中心频率 f。近似高3. 75MHz，则再通过相同方法搜索K (/)的次大值所对应的载波频率，若该频率 比心近似低2. 75MHz，则可进一步判断在频率划分表中，该f。为被测信号的中心频率，根据 DS13~DS4836个频道的频率范围信息，可确定载波所属的频段。
[0067] 优选地，所述感知系统1还可进一步包括：信号识别模块14,如图2所示。
[0068] 所述信号识别模块14对模拟电视信号和数字电视信号之间的识别。
[0069] 具体地，所述信号识别模块14从频道搜索模块13读取载波信息，若仅读取到1个 载波频率信息，则判断被测信号为数字电视信号，若读取到2个载波频率信息，则判断被测 信号为模拟电视信号。
[0070] 如图3所示，本发明提供一种基于MATLAB GUI的广播电视信号实时感知方法。其 中，该方法包括步骤SI、S2及S3，其主要通过前述感知系统来完成。
[0071] 在步骤Sl中，所述感知系统获取待检测的广播电视信号。
[0072] 例如，所述感知系统由自身所属的计算机设备的USB接口所连接的设备中获取待 检测的广播电视信号，并载入自身所属的MATLAB GUI平台中。
[0073] 优选地，若获取的待检测的广播电视信号为二进制信号，则所述感知系统将二进 制广播电视信号转换为10进制广播电视信号，以便后续处理。
[0074] 接着，在步骤S2中，所述感知系统对所述待检测的广播电视信号进行循环平稳特 征检测，以判定被测频段是否被占用。
[0075] 具体地，所述感知系统基于以下方式来判断待检测的DTMB/CMMB中是否有授权信 号：
[0077] C1表示待测点的谱相关系数，若C1 > Cth，H1表示有授权信号存在；若C1彡Cth，H。 表示被测频段未被占用；其中，C th已在前述频谱感知模块中予以说明，故在此不再详述。
[0078] 接着，在步骤S3中，当被测频段被占用，所述感知系统基于循环谱相关性来进行 载波估计，并基于预存的电视频道频率划分信息来确定所估计出的载波所属的频段。
[0079] 具体地，所述感知系统先搜索待检测的广播电视信号f = 0的循环谱截面图 正半轴上的最大并确定该最大X(Z)对应的广播电视信号的序号k，再基于式：
来确定待检测的广播电视信号的载波频率，并进一步通过查询电视频道 频率划分表，例如，DS13~DS4836个频道的频率范围信息，来确定载波f。所属的频段。
[0080] 优选地，根据本发明的方法，还可进一步包括：对模拟电视信号和数字电视信号之 间的识别。
[0081] 具体地，所述感知系统基于所估计出的载波信息，例如，若仅估计出1个载波频率 信息，则判断被测信号为数字电视信号，若估计出2个载波频率信息，则判断被测信号为模 拟电视信号。
[0082] 综上所述，本发明的基于MATLAB GUI的广播电视信号实时感知系统及方法运用 MATLABGUI开发和仿真平台，在广播电视覆盖环境下，基于认知无线电发射机频谱感知技 术，将采集到的实时时域射频信号的数据载入到配置有频谱感知系统的MATLAB GUI平台， 以8M为步进，完成宽带信号的频道搜索与判定；同时该MATLAB GUI平台还可对多制式、多 调制方式、不同来源的实时信号进行识别。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点 而具高度产业利用价值。
[0083] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟 悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因 此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完 成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵。
【主权项】
1. 一种基于MATLAB GUI的广播电视信号实时感知系统，其特征在于，所述基于MATLAB GUI的广播电视信号实时感知系统至少包括： 载入模块，用于获取待检测的广播电视信号； 频谱感知模块，用于对所述待检测的广播电视信号进行循环平稳特征检测，以判定被 测频段是否被占用； 频道搜索模块，用于当被测频段被占用，基于循环谱相关性来进行载波估计，并基于预 存的电视频道频率划分信息来确定所估计出的载波所属的频段。2. 根据权利要求1所述的基于MATLAB GUI的广播电视信号实时感知系统，其特征在 于，所述载入模块还包括：转换单元，用于将载入的二进制广播电视信号转换为10进制广 播电视信号。3. 根据权利要求1所述的基于MATLAB GUI的广播电视信号实时感知系统，其特征在于 还包括：信号识别模块，用于基于载波信息来确定所述载波所携带的授权信号的类型。4. 根据权利要求1所述的基于MATLAB GUI的广播电视信号实时感知系统，其特征在 于：预存的电视频道频率划分信息包括DS13~DS4836个频道的频率范围信息。5. -种基于MATLAB GUI的广播电视信号实时感知方法，其特征在于，所述基于MATLAB GUI的广播电视信号实时感知方法至少包括： 1) 获取待检测的广播电视信号； 2) 对所述待检测的广播电视信号进行循环平稳特征检测，以判定被测频段是否被占 用； 3) 当被测频段被占用，基于循环谱相关性来进行载波估计，并基于预存的电视频道频 率划分信息来确定所估计出的载波所属的频段。6. 根据权利要求5所述的基于MATLAB GUI的广播电视信号实时感知方法，其特征在 于，在步骤1)中还包括：将载入的二进制广播电视信号转换为10进制广播电视信号。7. 根据权利要求5所述的基于MATLAB GUI的广播电视信号实时感知方法，其特征在于 还包括：基于载波信息来确定所述载波所携带的授权信号的类型。8. 根据权利要求5所述的基于MATLAB GUI的广播电视信号实时感知方法，其特征在 于：预存的电视频道频率划分信息包括DS13~DS4836个频道的频率范围信息。
【专利摘要】本发明提供一种基于MATLAB？GUI的广播电视信号实时感知系统及方法。其中，所述感知系统设置在MATLAB？GUI平台中，其至少包括：用于获取待检测的广播电视信号的载入模块；用于对待检测的广播电视信号进行循环平稳特征检测，以判定被测频段是否被占用的频谱感知模块；以及用于当被测频段被占用，基于循环谱相关性来进行载波估计，并基于预存的电视频道频率划分信息来确定所估计出的载波所属的频段的频道搜索模块；此外，还可包括，用于基于载波信息个数来确定载波所携带的授权信号的类型的信号识别模块；由此，可实时感知广播电视信号，为后续地面数字电视网络的建设、补点和优化提供可靠参考依据。
【IPC分类】H04L25/02, H04B17/00
【公开号】CN105099575
【申请号】CN201410219993
【发明人】戴懿贺, 姜俊, 王斌, 殷豪
【申请人】上海东方明珠传输有限公司, 上海东方明珠广播电视研究发展有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月22日