[发明专利]基于谱型分析的自适应音频干扰检测方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信和数字信号处理技术领域，特别是一种基于谱型分析的自适应音频干扰检测方法。

背景技术

音频干扰是指在频谱内一个或多个独立非连续频点上存在的干扰。在无线通信领域中无线传输环境复杂多变，尤其是在通信密度较高的城市区域，由于网络规划不健全、设备干扰、交流电传输等原因造成的音频干扰现象难以避免。能够及时检测音频干扰对于传输信道监控、维护通信系统稳定有着重要的意义。

现有的音频干扰检测主要采用门限阈值的方法，该方法通过比较当前频点与周围频点的幅度差值是否超过某一门限判断当前频点是否存在音频干扰。

该方法存在的问题是：由于对通信环境的变换比较敏感，当信号、噪声等环境变化时会导致其检测准确度降低，即环境适应性差、抗噪声性能弱、计算复杂度高，难以适用于背景噪声多变、通信机制复杂、信号类型繁多的卫星通信、深空通信等应用领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于谱型分析的自适应音频干扰检测方法，环境适应性好、抗噪声性能强、计算复杂度低、检测准确度高。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于谱型分析的自适应音频干扰检测方法，包括以下步骤：

10）频谱数据获取：从前端傅里叶变换设备获得频谱数据；

20）目标点设立：若首次分析该帧频谱数据，则设频谱内第一个点为目标点，否则设当前目标点下一点为目标点；

30）判别窗口数据获取：建立音频干扰判别窗口，根据音频干扰判别窗口获取目标点及相应参考点幅度数据；

40）音频干扰判别：根据目标点、参考点幅度数据，计算判定条件，并根据判定条件，判别当前目标点是否为音频干扰；

50）检测结束判别：判断当前目标点是否为频谱中最后一个点，若是，则检测结束，若不是，则转至目标点设立（20）步骤。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

1、适应性强：采用幅度自适应设计，能够适应各种复杂信号、噪声环境；

2、检测率高：采用两级判定条件设计，各级条件之间互补性能好，串联实现对音频干扰的高检测率检测；

3、误警率低：采用两级判定条件设计，其中一级判定条件一级判定条件对于毛刺干扰虚警率低，但对于窄带信号虚警率较高；二级判定条件对于窄带信号虚警率低，但对于毛刺干扰虚警率高。而这两级判定条件对于单、多音干扰识别率都很高，所以两级串联可以在基本不减小检测率的前提下大大减小虚警率；

4、计算复杂度低：无需复杂计算，即能够实现实时或准实时分析。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明基于谱型分析的自适应音频干扰检测方法流程图。

图2是音频干扰判别窗口结构图。

图3是一组典型的判定窗口参数配置示例。

图4是仿真环境中满足一级条件的疑似音频干扰点。

图5是仿真环境中满足二级条件的疑似音频干扰点。

图6是仿真环境中最终检测出的音频干扰点。

具体实施方式

一种基于谱型分析的自适应音频干扰检测方法，包括以下步骤：

10）频谱数据获取：从前端傅里叶变换设备获得频谱数据；

所述频谱数据获取（10）步骤中：从前端傅里叶变换设备获得的数据为幅度谱和/或功率谱。

20）目标点设立：若首次分析该帧频谱数据，则设频谱内第一个点为目标点，否则设当前目标点下一点为目标点；

所述设立目标点(20)步骤中：频谱长度为N，频谱内频点集合为P＝{P_i|0＜i＜N}，其中P_i表示第i个点的幅度。

首次分析该帧频谱时，令目标点PN＝P₁，非首次分析频谱时，若上次分析目标点为P_i，则当前目标点PN＝P_i+1。

30)判别窗口数据获取：建立音频干扰判别窗口，根据音频干扰判别窗口获取目标点及相应参考点幅度数据；

所述判别窗口数据获取(30)步骤包括：

31)建立音频干扰判别窗口：根据在对频谱分析期间，判别窗口中目标点与参考点相对位置结构不发生变换的特征，建立标示了目标点与参考点的位置关系的音频干扰判别窗口；

参考点分为一级判定条件参考点集、二级判定条件参考点集，分别用于计算一级判定条件和二级判定条件。在对一帧频谱分析期间，判定窗口中目标点与参考点相对位置结构不发生变换。