2的幕次方。
[0040] 对于一个已知的无线通信系统，频道设计个数H、频道间隔AF已确定，可根据此 参数选定合适的采样频率Fs和信道划分个数D。
[0041] WUHF波段视距链路传输系统为例，可用频道设计为H= 11个，频道中屯、频率 从500MHZ-550MHZ，频道频率间隔步进AF= 5MHz;射频信号在进入AD采样之前先进行 500MHz下变频，信号频率变为0MHZ-50MHZ;由信道化设计下抽取因子M-般为2的幕次方， 因此选定信道划分个数D=M= 16 ;信道化结构传统傅里叶域低通原型滤波器h"(n)带宽 设定为8。=AF= 5MHz，其3地截止频率为fc= 31/D= 2. 5MHz;AD采样频率Fs=D?AF =SOMHzo
[0042] 由W上选定的采样频率FsW及信道划分个数D设计出的信道化结构可将11个可 用频道对应到1-11个信道化分支进行监测，同时每个频道的中屯、频率正好落在对应多相 滤波器分支的通带中屯、，消除了各频道监测环境条件的差异性，实现结构如图3所示。
[0043] 基于多相滤波的数字信道化高效实现结构：
[0044] 数字信道化将信道化结构在数字域实现，具有灵活、低设备量、低成本的特点。
[004引设hp(m) =h0(mD+p)是低通滤波器h0(n)的多相分支滤波器的系数，其中，P= 0, 1，2…D-1，D为信道个数。
[0046] 信号S(n)经过信道化结构后第k路的信道输出
[0047]
[004引其中，种(m)二却(m)@/?'p(m)，Sp(m) =SOnD-p)，P= 0, 1，2…D-1。其信道 化实现结构图如图2所示。
[0049] 对于信道化结构传统傅里叶域低通原型滤波器hu(n)的设计，为保证系统信道监 测性能，同时兼顾系统运算复杂度，要求每个多相分支滤波器需要大于等于8阶，当信道数 小于等于32时，滤波器阶数统一设计为255阶，当道数大于32时，滤波器阶数设计为D*8-l 阶。
[0050] 在此模块的设计中，主要有W下几个特点：
[0051] 1、根据通信系统实际需求，通过对AD采样频率和信道划分个数的择优选择，W达 到信道化的高效实现结构，在极大地降低系统运算复杂度的同时提升信道监测的实时性；
[0052] 2、通过对信道化结构传统傅里叶域低通原型滤波器hu(n)的合理设计，实现每一 个待监测频道的中屯、频率正好落在对应多相滤波器分支的通带中屯、，消除监测条件差异 性，获得更高的信道监测可靠度。
[0053] 3、通过灵活改变信道化结构传统傅里叶域低通原型滤波器hu(n)的阶数设计，W 保证系统信道监测性能的同时兼顾降低系统运算复杂度"。
[0054] (3)基于频谱感知的均匀化迭代能量检测模块
[0055] 能量检测是一种对匹配滤波器做简化的非相关检测手段。该种检测算法简单可 行，它对信号形式没有任何要求，也不必像匹配滤波器那样，必须知道信号的先验信息，因 此，在信道监测中用于对噪声功率的检测非常适合。
[0056] 基于频谱感知的能量检测算法通过对每个信道化输出的结果进行频谱检测，经过 FFT变换后在频域对频谱进行能量累积，输出的结果即为当前被检测频道内的噪声功率值， 如果该频道出现干扰信号，能量检测输出值会出现明显增加；对各个工作频道的噪声功率 值列表备选，W此为依据配合适当的自动或手动切换策略，即可实现对频段压制干扰的有 效规避。
[0057] 能量检测结果的有效性与FFT点数W及平均观察时间均有关系，为适应不同通 信系统差异性需求W及保证监测结果的实时性和可靠性，该里W信道化后每个通道的时 间带宽积TB=u为一固定值作为参考依据，对FFT变换后频谱能量累积点数的取值为 ，其中，Fs为AD采样频率，AF为频道频率间隔。同时点数长度为间隔进行 ZirS =路迭代能量累积，W达到信道监测结果实时更新速率提高=倍的效果。实现结构图如图4所示。
[0058] 在此模块的设计中，主要有W下几个特点：
[0059] 1、通过频谱能量累积点数的合适取值W及f点数长度为间隔进行S路均匀化迭 代能量检测方法，在保证监测结果可靠性的同时提高监测结果实时更新速率"的思想。
[0060] 可W理解的是，对本领域普通技术人员来说，可W根据本发明的技术方案及其发 明构思加W等同替换或改变，而所有该些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保 护范围。
【主权项】
1. 一种基于信道化频谱感知的信道监测系统，包含依次连接的高速ADC采样模块、信 道化结构、均匀化迭代能量检测模块，其特征在于： 所述高速ADC采样模块用于根据信道化结构反馈的采样频率Fs对经过射频前端下变 频的信号进行AD抽样并模数转换，获得数字复基带信号； 所述信道化结构用于根据频道个数H、频道间隔AF进行分析，确定AD采样频率匕并将 采样频率Fs反馈给高速ADC采样模块；还用于通过多相滤波技术，采用传统傅里叶域低通 原型滤波器b (η)将信道划分为D个信道化分支，并将数字复基带信号的每一个待监测频 道信息送入对应的信道化分支进行监测输出；其中信道化分支个数D由频道个数H确定； 所述均匀化迭代能量检测模块用于根据均匀化迭代能量检测算法对信道化结构输出 结果进行能量检测，实现对每个信道化分支的噪声功率值估计。2. 根据权利要求1所述的信道监测系统，其特征在于所述采样频率F 3为： Fs= D · AF， 其中AF为频道间隔。3. 根据权利要求1所述的信道监测系统，其特征在于所述低通原型滤波器h Jn)的多 相分支滤波器的系数为： hp (m) = h〇 (mD+p), 其中，p = 0, 1，2···?-1，D为信道个数。4. 根据权利要求1所述的信道监测系统，其特征在于所述低通原型滤波器Iitl (η)的抽 取因子M等于信道个数D，M为2的幂次方。5. 根据权利要求1所述的信道监测系统，其特征在于数字复基带信号S (η)经过信道化 结构后第k路的信道输出为：6. 根据权利要求1所述的信道监测系统，其特征在于所述低通原型滤波器Iitl (η)的每 个多相分支滤波器的阶数大于等于8,当信道化个数D小于等于32时，低通原型滤波器的阶 数统一为255阶，当信道化个数D大于32时，低通原型滤波器的阶数为D*8-l阶。7. 根据权利要求1所述的信道监测系统，其特征在于所述均匀化迭代能量检测模块通 过对每个信道化输出的结果进行频谱检测，经过FFT变换后在频域对频谱进行能量累积， 输出的结果即为当前被检测频道内的噪声功率值。8. 根据权利要求7所述的信道监测系统，其特征在于所述均匀化迭代能量检测模块以 信道化后每个通道的时间带宽积TB = u为一固定值作为参考依据，对FFT变换后频谱能量 累积点数的取值为，其中，F$AD采样频率，AF为频道间隔，同时以$点数长度 为间隔进行三路迭代能量累积。
【专利摘要】本发明公开了一种基于信道化频谱感知的信道监测系统，包含高速ADC采样模块、信道化结构、均匀化迭代能量检测模块；所述高速ADC采样模块用于进行AD抽样并模数转换，获得数字复基带信号。所述信道化结构用于确定AD采样频率并将采样频率反馈给高速ADC采样模块；还用于通过多相滤波技术，采用传统傅里叶域低通原型滤波器将信道划分为D个信道化分支，并将数字复基带信号的每一个待监测频道信息送入对应的信道化分支进行监测输出。所述均匀化迭代能量检测模块用于根据均匀化迭代能量检测算法对信道化结构输出结果进行能量检测，实现对每个信道化分支的噪声功率值估计。本发明实现简单、对硬件设施要求低、信道监测可靠性高、鲁棒性好。
【IPC分类】H04B17/382
【公开号】CN104901754
【申请号】CN201510253231
【发明人】罗宇, 丁勇飞, 夏高峰, 王洋, 孙军奎, 叶俊
【申请人】中国航空无线电电子研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月18日