[发明专利]数据辅助同频复用卫星干扰信号强度测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于卫星通信数字信号处理技术领域，特别是一种在有频偏存在的情况下对干扰信号强度的估计算法简单、易于实现、准确率高的基于数据辅助的同频复用卫星干扰信号强度测量方法及装置。

背景技术

在现今的通信环境中，有效地测量干扰信号强度，在民用和军用领域都有十分广泛的应用价值。以卫星通信为例，在民用领域，干扰强度测量用于监测卫星网内用户是否工作在合法的工作参数内，同时检测非法用户对卫星转发器资源的侵占和盗用；在其军用领域，准确的干扰强度测量是实现太空电磁对抗和获取制信息权的前提条件。

干扰强度测量是以估计信噪比信息为前提的，目前国内外已发表的有关信噪比估计的文献中，估计方法大致可以分为无数据辅助情况下的估计方法和有数据辅助的信噪比估计方法。无数据辅助的信噪比估计方法是在没有先验信息的情况下对信号进行估计，实现复杂度高，可实现估计范围较小；有数据辅助的信噪比估计方法可以利用已得到的先验信息对信噪比以及干扰信号强度进行估计，准确度高，估计范围广。

在信号与噪声同频复用的卫星通信中，信号经过调制、升余弦成型，再与噪声相互混叠，在接收端接收信号有一定频率误差--频偏。在该条件下，现有的干扰信号强度测量方法存在一些不足：1、在升余弦成型条件下不能够准确估计；2、要求接收信号有完美的同步，频率误差存在情况下不能达到良好的估计效果；3、估计范围不够宽广，难以满足小信号估计要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数据辅助同频复用卫星干扰信号强度测量方法，在有频偏存在的情况下对干扰信号强度的估计算法简单、易于实现、准确率高。

本发明的另一目的在于提供一种数据辅助同频复用卫星干扰信号强度测量装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种数据辅助同频复用卫星干扰信号强度测量方法，包括如下步骤：

(10)匹配滤波：对接收序列进行匹配滤波，使滤波器输出信号信噪比最大；

(20)构造联合概率密度函数：根据接收序列中有用信号与噪声相互独立的特性，构造整个接收序列的联合概率密度函数；

(30)功率估计：根据接收序列联合概率密度函数，求取对数似然函数，并利用对数似然函数对信号功率与噪声功率求偏导，得到信号功率估计值和噪声功率估计值；

(40)信号自相关运算：根据接收序列中信号相关、噪声无关的特性，对信号进行自相关运算，得到用自相关量表示的信号功率估计值和噪声功率估计值；

(50)干扰信号强度计算：利用信号与噪声功率估计值获取信号信噪比信息。

实现本发明另一目的的技术解决方案为：一种数据辅助同频复用卫星干扰信号强度测量装置，其包括：

匹配滤波模块，设置在接收端，用于对接收序列进行匹配滤波，使滤波器输出信号信噪比最大；

联合概率密度函数构造模块，用于根据接收序列中有用信号与噪声相互独立的特性，构造整个接收序列的联合概率密度函数；

功率估计模块，用于根据接收序列联合概率密度函数，求取对数似然函数，并利用对数似然函数对信号功率与噪声功率求偏导，得到信号功率估计值和噪声功率估计值；

信号自相关运算模块，用于根据接收序列中信号相关、噪声无关的特性，对信号进行自相关运算，得到用自相关量表示的信号功率估计值和噪声功率估计值；

干扰信号强度计算模块，用于利用信号与噪声功率估计值获取信号信噪比信息。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

1、算法简单、易于实现：本发明利用信号自相关性来克服信号频率误差，允许接收信号存在一定的频率误差，在误差存在的情况下依然能够达到良好的估计效果，算法简单、易于实现；

2、准确率高：本算法估计范围可扩展至-12dB，对于小信号依然有较好的估计效果，鲁棒性好；

3、适合卫星通信信道：卫星通信信道为AWGN信道，信号成形一般均采用升余弦成形，本发明充分考虑了升余弦成形对信号特征的影响，适合卫星通信信道的特点；

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明。

附图说明

图1是本发明基于数据辅助的同频复用卫星干扰信号强度测量方法的主流程图。

图2为干扰信号强度测量信噪比估计性能仿真结果图

图3为干扰信号强度测量信噪比估计NMSE仿真结果图。

具体实施方式

如图1所示，本发明数据辅助同频复用卫星干扰信号强度测量方法，其包括如下步骤：