[发明专利]短波频谱感知方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及短波通信领域，具体涉及一种短波频谱感知方法及系统。

背景技术

现代短波通信中，频谱资源的匮乏和频谱管理效率的低下越发的成为短波通信的技术瓶颈，极大的影响着通信的效率。在短波频段内实现认知无线电技术是解决当前短波频谱资源紧缺情况的有效手段。

认知无线电技术是在软件无线电平台的基础上发展起来的。软件无线电平台的中心思想是尽可能的把模数转换功能模块推近天线接收端，后面的数字信号处理全部使用数字化软件来实现，这样可以取得最大的设计灵活性。而在实际的软件无线电平台设计中，面对频率较高的射频信号，采用直接采样的方式对模数转换单元要求过高，现有技术无法实现。市场上通用的软件无线电平台一般采用以模拟混频器为中心的射频前端单元来把连续时间射频信号转换为低中频的模拟信号，然而再进行模数转换。这样就降低了对模数转换单元采样速率的要求，由于对ADC模数转换器的要求并不是太高，因此只需采用带通采样可以满足转换要求。最后在数字信号处理单元中，采用数字下变频的方法将中频信号下变频到基带信号做算法处理。上述方法，在射频前端单元中，虽然有效的降低了接收信号的频率，但是混频器的引用必然会引入镜像干扰，这种干扰是对通信系统影响最大，而且最难以消除的干扰之一；在模数转换单元中，虽然降低了对ADC性能的要求，但是带通采样使量化噪声频谱和信号频谱均匀分布，很难再做降噪的处理；在数字信号处理单元中，采用复杂的变频处理，占用处理器资源，自然也就提高对处理器的要求。

此外，由于现有认知无线电系统平台主要是针对2GHz以上的信号进行设计的，现有认知无线电系统平台的模拟下变频和数字下变频的处理对于频率相对较低的短波(1.5M～30MHz)信号就显得多余，而且极大的影响了短波认知无线电系统的性能和灵活性。可见设计一种专用于短波频段(1.5M～30MHz)，且对信号有较高的感知度的短波认知无线电系统平台，特别是短波认知无线电系统平的频谱感知系统，是使得认知无线电技术在短波频段得以推广使用的前提。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种专用于短波频段的短波频谱感知方法及系统，其具有短波频段覆盖全面、不会引入镜像干扰、且容易实现的特点。

为解决上述问题，本发明是通过以下方案实现的：

一种短波频谱感知方法，包括如下步骤：

(1)通过射频前端单元的短波带通滤波器接收频率为1.5MHz～30MHz的短波信号；

(2)射频前端单元的低噪声放大器将接收的短波信号进行放大及抑制噪声功率；

(3)调整射频前端单元的升阻抗匹配网络使输入阻抗升高；

(4)动态调节射频前端单元的窄带滤波器的谐振中心频率，使窄带滤波器的带宽固定在一个通信信道带宽或者略大于一个通信信道带宽的细化频段内；

(5)调整射频前端单元的降阻抗匹配网络使输入阻抗降低；

(6)将调谐后的短波信号送入射频前端单元的自动增益控制模块进行自动增益控制；

(7)将上述步骤输出的模拟短波信号输入到模数转换单元中进行过采样，使其转换为数字短波信号；

(8)将数字短波信号送入到数字信号处理单元中；

(9)数字信号处理单元对输入的数字短波信号进行数字化降速处理；

(10)数字信号处理单元采用能量检测算法来对上述数字短波信号实现频谱感知。

上述方法中，在步骤(6)之后，还进一步包括采用中频放大器对模拟短波信号进行固定增益放大的步骤。

上述方法中，在步骤(9)之前，还进一步包括对输入的数字短波信号进行数字化信道滤波。

上述方法中，在步骤(10)之前，还进一步包括对降噪处理后数字短波信号进行数字化低通滤波的步骤。

上述方法中，步骤(4)所述细化频段为1.5MHz～2.5MHz、2.5MHz～3.5MHz、3.5MHz～5.5MHz、5.5MHz～8MHz、8MHz～12MHz、12MHz～16MHz、16MHz～24MHz或24MHz～30MHz。