恭喜成都秀为科技发展有限公司王勇刚获国家专利权
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龙图腾网恭喜成都秀为科技发展有限公司申请的专利基于宽带频谱检测的信号识别方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119182634B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411699956.5,技术领域涉及:H04L27/00;该发明授权基于宽带频谱检测的信号识别方法是由王勇刚设计研发完成,并于2024-11-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于宽带频谱检测的信号识别方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于宽带频谱检测的信号识别方法,利用FPGA对宽带IQ数据进行功率谱估计和信号检测,获取信号频点参数后配置DDC模块完成数字下变频;在上位机对窄带IQ信号进行功率谱密度估计和噪底估计;通过计算频谱最大值与次大值比值参数C1进行初步分类,当C1大于门限时,结合频谱特征参数C2和幅度谱特征参数C3判别AM和单载波信号;当C1小于或等于门限时,采用双门限算法进行信号检测并完成多信号场景下的合并与筛选;基于归一化零中心瞬时幅度谱密度最大值参数C4进行分类,当C4小于门限时判别FM、MSK和FSK信号,当C4大于或等于门限时判别BPSK、QPSK、8PSK和16QAM信号;本发明采用多参数联合判决策略,显著提高了信号识别的准确率和实时性。
本发明授权基于宽带频谱检测的信号识别方法在权利要求书中公布了:1.基于宽带频谱检测的信号识别方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤S1,利用FPGA对宽带IQ数据进行功率谱估计后再进行信号检测,得到信号的开始频点和结束频点,将开始频点和结束频点的中值作为载波频点;将所述载波频点作为DDC频点参数,将检测带宽的8倍作为DDC带宽参数,配置DDC并对宽带IQ进行数字DDC,得到窄带IQ;步骤S2,基于上位机对所述窄带IQ信号采用周期图法进行功率谱估计,得到功率谱密度psd,采用功率谱直方图法估计噪底得到噪底估计值;步骤S3,计算功率谱密度psd的最大值与次大值的比值,记为参数C1,当参数C1大于门限C1th时,计算参数C2和C3;如果参数C2大于门限C2th,且参数C3大于门限C3th,则判定为AM信号,否则判定为单载波信号;其中参数C2表示频谱最大值左右预设区间内前k大的频谱均值与噪底的比值,参数C3表示归一化零中心瞬时幅度之谱密度的最大值;步骤S4,当参数C1小于或等于门限C1th时,根据检测到的信号个数进行信号合并和筛选得到目标信号,对目标信号的功率谱密度psd采用双门限信号检测算法进行信号检测,得到信号开始频点、结束频点和信噪比参数;所述步骤S4中,根据检测到的信号个数进行信号合并和筛选,包括:对于第k个信号,k为自然数,信号的开始频点为,结束频点为,带宽,带内功率为,信噪比为,估计的噪底估计值为,功率相似因子,表示第个信号和第个信号功率比值;带宽相似因子:;表示第个信号和第个信号带宽比值;信号之间距离因子:;表示第个信号和第个信号的频谱距离;两信号之间功率谱密度值;表示信号i+1的开始频点与信号i的结束频点的中间频点功率谱密度值;当检测到2个信号时,记两个信号分别为第1个信号和第2个信号;若,或者,则将两个信号合并为一个信号,记合并后的开始频点为合并前的第一个信号的开始频点,结束频点为合并前第二个信号的结束频点;若,但不满足上面的合并条件,则计算信号到零频的距离,其中表示傅里叶变换点数,k表示第k个信号,保留较小的信号;若不满足,则保留功率较大的信号;所述步骤S4中,根据检测到的信号个数进行信号合并和筛选,包括:当检测到3个信号时,记三个信号分别为第1个信号、第2个信号和第3个信号;若,则合并后信号开始频点和结束频点为,表示开始频点向左扩展一个小信号宽度;若,则合并后信号开始频点和结束频点为,表示结束频点向右扩展一个小信号宽度;若,则合并三个信号,表示为;所述步骤S4中,根据检测到的信号个数进行信号合并和筛选,包括:当检测大于3个信号时的合并和筛选方法,设检测到信号个数为N,执行以下步骤:步骤a,在所有信号中查找功率最大信号,假设为,剩余信号中依次与第kmax个信号比较带宽和功率因子,查找使下式取得最小的第个信号: ;如果上式小于预设值,则合并第个信号和第信号并舍弃其它信号,否则进入下一步;步骤b,如果不满足上述合并条件,则将第外的信号相邻两个一一合并,合并后依次作为步骤a的第个信号重复步骤a,如果重复步骤a依然无法合并,则进入步骤c;步骤c,所有N个信号按功率排序,取出功率前3大信号,比较这3个信号到零频的距离,取零频距离最小的信号作为最终的信号并舍弃其它信号;步骤S5,根据中心频点和带宽,对窄带IQ数据进行频偏补偿和低通滤波,得到IQ_filter;计算归一化零中心瞬时幅度之谱密度最大值,记为参数C4;当参数C4小于门限C4th时,对IQ_filter进行调制类型判别以识别FM、MSK和FSK信号;当参数C4大于或等于门限C4th时,对IQ_filter进行调制类型判别以识别BPSK、QPSK、8PSK和16QAM信号。
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