[发明专利]一种联合方差修正的信号检测与时域定位方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及信号检测技术，尤其涉及一种联合方差修正的信号检测与时域定位方法和系统。

背景技术

利用信号特征和噪声功率等信息，按照一定的准则对接收到的信号进行检测，以判定有用信号是否存在的技术，称为信号检测技术。信号检测技术的应用十分广泛，如认知无线电中应用信号检测技术进行频谱感知，以检测周围的频谱空穴，可以为认知用户提供可利用的频谱资源。

现有的信号检测技术，主要包括匹配滤波器检测，循环平稳特征检测和能量检测。

匹配滤波器检测的准则是使得输出信噪比最大，它是在信号检测系统掌握到接收信号先验信息的情况下一种有效的检测方法。若是系统所掌握的先验信息不准确，则匹配滤波器的检测性能将急剧下降。

循环平稳特征检测主要是针对调制后的信号具有类似于周期性的性质而设计的信号检测方法。该检测方法具有较强的抵抗噪声功率不确定性的能力，并且在低信噪比的条件下也具有很好的检测性能，但其计算复杂度远大于匹配滤波器检测和能量检测。

能量检测通过计算信号在特定频段内的能量值，并且与预先设定的检测门限值进行比较，从而获得判决结果。能量检测具有简单易行、检测速度快、无需预先知道接收信号的结构就能够获得判决结果等特点。

能量检测方法因其简单易行与检测速度快等特点成为了信号检测技术中最常用的方法之一。本发明的发明人在研究本发明的技术方案时，认为传统的能量检测方法易受噪声不确定性的影响，检测准确率较低。并且，传统的能量检测方法只能检测信号是否出现，并不能精确定位信号出现的起始位置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的能量检测方法因容易受到噪声不确定性的影响而无法精确定位信号起始位置的不足。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例首先提供了一种联合方差修正的信号检测与时域定位方法，包括：对噪声信号进行训练，获得能量统计量门限值和方差统计量门限值；对样本信号进行采样，获得离散的采样信号集合；对所述离散的采样信号集合进行分段，获得多个采样信号子集合；获得每个采样信号子集合的能量统计量和方差统计量；采用联合方差统计量修正的信号能量检测方法，根据所述能量统计量与能量统计量门限值、或者所述能量统计量与能量统计量门限值以及所述方差统计量与方差统计量门限值，判断每个采样信号子集合中是否包含有用信号；根据所有包含有用信号的采样信号子集合，确定有用信号的时域起始位置的置信区间；在所述置信区间内对有用信号的时域起始位置进行精确定位。

优选地，对噪声信号进行训练，获得能量统计量门限值和方差统计量门限值，包括：按照预设采样频率对预先采集到的所述噪声信号进行采样，得到离散的采样噪声信号集合；根据所述离散的采样噪声信号集合中每个采样点的幅度值获得所述能量统计量门限值；将所述离散的采样噪声信号集合按时域到达先后顺序进行分段，得到多个采样噪声信号子集合；根据每个采样噪声信号子集合的能量统计量以及所有采样噪声信号子集合的能量统计量的期望，获得所述方差统计量门限值。

优选地，采用联合方差统计量修正的信号能量检测方法，根据所述能量统计量与能量统计量门限值、或者所述能量统计量与能量统计量门限值以及所述方差统计量与方差统计量门限值，判断每个采样信号子集合中是否包含有用信号，包括：对不满足采用联合方差统计量进行修正的条件的采样信号子集合，根据该采样信号子集合的能量统计量与所述能量统计量门限值的大小关系，确定该采样信号子集合是否包含有用信号；对满足采用联合方差统计量进行修正的条件的采样信号子集合，根据该采样信号子集合的能量统计量与所述能量统计量门限值的大小关系以及该采样信号子集合的方差统计量与所述方差统计量门限值的大小关系，确定该采样信号子集合是否包含有用信号。

优选地，对不满足采用联合方差统计量进行修正的条件的采样信号子集合，在该采样信号子集合的能量统计量大于所述能量统计量门限值时，确定该采样信号子集合中包含有用信号；对满足采用联合方差统计量进行修正的条件的采样信号子集合，在该采样信号子集合的能量统计量大于所述能量统计量门限值且该采样信号子集合的方差统计量大于所述方差统计量门限值时，确定该采样信号子集合中包含有用信号。