CN108089162A - 一种脉冲干扰信号的检测与抑制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种脉冲干扰信号的检测与抑制方法，首先对脉冲干扰的有无进行判定，对存在干扰情况进行干扰抑制门限进行计算，对时域采样信号幅度超出门限值的干扰进行抑制处理，达到干扰抑制目的，降低人为或者无意的脉冲干扰信号对于接收信号的影响，同时可以为环境中正在使用的相关设备产品进行预警。

Description

一种脉冲干扰信号的检测与抑制方法

技术领域

本发明属于卫星导航抗干扰领域。

背景技术

在某些高精度导航或者测试平台中，对环境的良好性要求很高，不希望受到影响。如果环境中存在干扰，希望能够被提示和预警。现有的基于能量累计检测的方法和基于频谱分析的检测方法，对于稳态干扰检测效果很好，然而对于时间极短的干扰信号检测效果不佳，有可能无法发现，出现漏警。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种脉冲干扰信号的检测与抑制方法，能够对脉冲干扰的有无进行判定，对存在干扰情况进行干扰抑制门限进行计算，对时域采样信号幅度超出门限值的干扰进行抑制处理，达到干扰抑制目的，降低人为或者无意的脉冲干扰信号对于接收信号的影响，同时可以为环境中正在使用的相关设备产品进行预警。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤1，对数据进行采样，采样点数为n，n≥1000，将采样时域信号与其均值进行逐点作差处理，获得无直流分量的时域信号x_r，r＝1，2，…，n；

步骤2，对无直流分量的时域信号进行等长分段，分段数为N，10≤N≤n/100；

步骤3，依次计算每一段时域数据的标准差其中，为第i段数据的均值，i＝1，2，...，N；a为每段时域数据中的采样点个数，j＝1，2，...，a；

步骤4，对σ_i进行从小到大排序，得到数据y_i，i＝1，2，...，N；

步骤5，令计数变量记作k，k＝2，3，...，N，取k的初值为2；

步骤6，计算y_i的前k个数据的均值和标准差分别为和Δy，令

步骤7，若y_k+1≤L₀且k＜N-1，则令k值加1，重复步骤6和步骤7；若y_k+1≤L₀且k＝N-1，或者y_k+1＞L₀，则停止搜索，取门限为L₀，进入步骤8；

步骤8，根据门限L₀，统计σ_i中大于门限的个数m；若m＝0，则判定为环境中无脉冲干扰；若m＞0，则判定为环境中存在脉冲干扰，脉冲干扰的占空比为m/N；

步骤9，根据门限L₀，查找无干扰影响的数据段，并计算数据段中所有数据的其标准差δ；

步骤10，干扰抑制的门限值记作L₁＝2.5δ作为干扰抑制门限值，将干扰抑制处理后的输出信号记作z_r；对时域信号x_r的绝对值进行判定：若|x_r|≤L₁，则z_r＝x_r；若|x_r|＞L₁，则z_r＝0。

本发明的有益效果是：

1.分段处理的方式对时域信号的脉冲跳变能够及时进行检测，对短时脉冲具有良好的检测效果，对信号能量要求不高，不易漏警。

2.脉冲干扰占空比检测的模糊度不大于1/N，N值越大，占空比判定越准确。

3.脉冲抑制门限值的判定会随着信号的变化而变化，而不是一个固定的判据门限，对不同噪声环境有很好的适应能力。

附图说明

图1是采样信号的时域波形示意图；

图2是无直流分量的信号示意图；

图3是每段数据的标准差示意图；

图4是标准差从小到大排序示意图；

图5是数据值与门限值大小关系示意图；

图6是干扰抑制后的信号示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

本发明的步骤如下：

步骤1：对数据进行采样，采样点数为n，这里n≥1000，将采样时域信号与其均值进行逐点作差处理，获得无直流分量的时域信号x_i，i＝1，2，...，n；

步骤2：对数据x_i进行等长分段，分段数为N，10≤N≤n/100。

步骤3：依次计算每一段时域数据的标准差σ_i，

其中，为第i段数据的均值，i＝1，2，...，N；a为每段时域数据中的采样点个数，j＝1，2，...，a。

步骤4：对σ_i进行从小到大排序，得到y_i，i＝1，2，...，N；

步骤5：计数变量记作k，k＝2，3，...，N，取k的初值为2；

步骤6：计算y_i的前k个数据的均值和标准差，分别为和Δy，令

步骤7：若y_k+1≤L₀且k＜N-1，则令k＝k+1，重复步骤6和步骤7。

若y_k+1≤L₀且k＝N-1，或者y_k+1＞L₀，则停止搜索，取门限为L₀，进入步骤8；

步骤8：根据门限L₀，统计σ_i中大于门限的个数m。若m＝0，则判定为环境中无脉冲干扰；若m＞0，则判定为环境中存在脉冲干扰，脉冲干扰的占空比为m/N。

步骤9：根据门限L₀，查找无干扰影响的数据段，并计算数据段中所有数据的其标准差δ。

步骤10：干扰抑制的门限值记作L₁，取L₁＝2.5δ作为干扰抑制门限值。干扰抑制处理后的输出信号记作z_i，i＝1，2，...，n。

步骤11：对时域信号x_i的绝对值进行判定：若|x_i|≤L₁，则z_i＝x_i；若|x_i|＞L₁，则z_i＝0。

本发明的实施例中，通过信号射频信号源产生一个宽带波脉冲信号，脉冲周期为1毫秒，占空比为10％。利用62MHz采样率AD进行采样，获得时域信号波形如图1所示。

步骤1：数据的采样点数为62000，将采样时域信号与其均值进行逐点作差处理，获得无直流分量的时域信号x_i，如图2所示。

步骤2：对数据x_i进行等长分段，分段数为100。

步骤3：依次计算每一段时域数据的标准差σ_i，i＝1，...，100，如图3所示。

步骤4：对σ_i进行从小到大排序，得到y_i，i＝1，...，100，如图4所示。

步骤5：计数变量记作k，k＝2，...，100，取k的初值为2；

步骤6：计算y_i的前k个数据的均值和标准差，分别为和Δy，令

步骤7：若y_k+1≤L₀且k＜99，则令k＝k+1，重复步骤6和步骤7。

若y_k+1≤L₀且k＝99，或者y_k+1＞L₀，则停止搜索，取门限为L₀，进入步骤8；

经过迭代计算步骤6-7，可得：门限L₀＝44.35。数据值与门限值大小关系如图5所示。

步骤8：根据门限L₀，统计σ_i中大于门限的个数m。

经统计：m＝11；计算可得，占空比为m/N＝11％。

步骤9：根据门限L₀，查找无干扰影响的数据段，并计算数据段中所有数据的其标准差δ。

经计算可得：δ＝38.78；

步骤10：干扰抑制门限值L₁＝2.5δ＝96.95，干扰抑制输出记作z_i。

步骤11：对时域信号x_i的绝对值进行判定：若|x_i|≤96.95，则z_i＝x_i；若|x_i|＞96.95，则z_i＝0；从而可以的到干扰抑制后的输出z_i的曲线如图6所示。

Claims (1)

1.一种脉冲干扰信号的检测与抑制方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤1，对数据进行采样，采样点数为n，n≥1000，将采样时域信号与其均值进行逐点作差处理，获得无直流分量的时域信号x_r，r＝1,2,…,n；

步骤2，对无直流分量的时域信号进行等长分段，分段数为N，10≤N≤n/100；

步骤3，依次计算每一段时域数据的标准差其中，为第i段数据的均值，i＝1，2，...，N；a为每段时域数据中的采样点个数，j＝1，2，...，a；

步骤4，对σ_i进行从小到大排序，得到数据y_i，i＝1，2，...，N；

步骤5，令计数变量记作k，k＝2，3，...，N，取k的初值为2；

步骤6，计算y_i的前k个数据的均值和标准差分别为和Δy，令

步骤7，若y_k+1≤L₀且k＜N-1，则令k值加1，重复步骤6和步骤7；若y_k+1≤L₀且k＝N-1，或者y_k+1＞L₀，则停止搜索，取门限为L₀，进入步骤8；

步骤8，根据门限L₀，统计σ_i中大于门限的个数m；若m＝0，则判定为环境中无脉冲干扰；若m＞0，则判定为环境中存在脉冲干扰，脉冲干扰的占空比为m/N；

步骤9，根据门限L₀，查找无干扰影响的数据段，并计算数据段中所有数据的其标准差δ；

步骤10，干扰抑制的门限值记作L₁＝2.5δ作为干扰抑制门限值，将干扰抑制处理后的输出信号记作z_r；对时域信号x_r的绝对值进行判定：若|x_r|≤L₁，则z_r＝x_r；若|x_r|＞L₁，则z_r＝0。