[发明专利]一种GMSK信道干扰检测方法

说明书

本发明提供了一种GMSK信道干扰检测方法。本发明针对GMSK信道中的同频和邻频干扰检测问题，提出利用GMSK调制特有的瞬时频率直方图分布特征，通过学习和训练获得特征计算区间以及特征阈值，并建立基于特征参数的干扰分类器。在实际工作中，由干扰分类器对信号瞬时频率直方图特征参数和阈值进行分类判定，检测信道是否存在干扰。本发明对GMSK信道中频谱特征和时域幅度特征不明显的干扰有较高的检测概率，还具备计算复杂度和实现代价低的优点。

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及GMSK(高斯最小频移键控，Gaussian MinimumShift Keying)信道统计特征参数定义、统计特征参数的学习、干扰分类器定义和训练、以及干扰检测技术，并且具体涉及使用瞬时频率分布特征检测GMSK信道干扰的方法。

背景技术

随着无线电波发射设备的大量部署，通信信道中出现干扰的概率也越来越高。一般来说，产生无线电干扰的原因主要包括信号间互调产物，信号的高次谐波，临近信道信号功率泄漏，未授权电台，雷电以及电子电器设备产生的电磁辐射等。干扰检测是认知无线电系统中的信道选择，关键通信系统的安全预警，频谱秩序监管和频谱资源分配等应用的基本支撑技术之一。GMSK调制技术广泛应用于GSM(全球移动通信系统)，GSM-R(铁路GSM)以及卫星通信领域。进一步提升GMSK信道干扰检测能力，预警信道中潜在的干扰，是通信技术领域面临的挑战。

一般来说，干扰检测方法的衡量指标主要涉及干扰截获能力、计算复杂度以及工程实现代价等几个方面。截获能力体现在干扰检测算法能够截获的干载比(干扰功率与信号功率比值，单位dB)下限。计算复杂度是对执行算法所需要消耗的时间与数据量之间关系的衡量。工程实现代价是对实现算法要求的硬件设施技术指标和数量的衡量。目前为止，干扰检测技术可分类为频域检测、眼图重构、误码率测量和时域相关等4个类型。

1)频域检测技术：频域检测技术是最常用的无线电干扰检测技术。它通过信号频谱特征的异常变化截获干扰。大量频谱分析仪以及频谱监测系统使用这一技术，通过频谱最大保持、频谱均值、频谱瀑布图、数字荧光谱等技术手段来检测干扰。当干扰信号较强导致信号谱发生畸变时，这一技术可感知干扰信号的出现；当干扰弱于信号功率时且落入信号谱内时，即干载比小于或接近0dB时，使用频域检测技术将难以感知到干扰，也无法可信任且自动地发出干扰告警，这是频域检测技术存在的主要缺陷。

2)眼图重构技术：眼图重构也是最常用的无线电干扰检测技术之一。眼图重构技术能够精确测量被传输符号的时间-幅度特征，具备较强的干扰感知能力，但眼图重构需要测量装置具备信号采样率实时转换和精密的时钟恢复能力。信号采样率转换和时钟恢复的计算复杂度较高，这一技术用于少数高端测量系统中。

3)误码率测量技术：首先对信号进行解调并统计误码率，通过误码率检测来感知信道内是否存在干扰。由于GMSK解调方案自身具有一定的抗干扰能力，只有当干扰功率强到引起误码时才能被感知，无法预警信道中存在的尚未引起误码的干扰。另一方面，这一技术的计算复杂度比频域检测技术要高。这一技术在GSM-R信道监测系统中有广泛应用。

4)时域相关技术：在认知无线电通信系统中，除了使用频域干扰检测技术外，时域相关法也是常用的干扰检测技术。时域相关技术通过同一信号的两个样本之间的相关结果来检测干扰，具备最佳的干扰感知能力。两个信号样本的来源有两种途径：一种是两个接收机同时接收一个信号，此时系统的实现代价较高；另一种情况下，通信发射机发射信号的同时，接收空中电波并与发射信号进行相关，这是认知无线电通信系统中的一种特殊情况。

综合上述4种干扰检测技术，干扰检测能力与计算复杂度和实现代价之间存在矛盾。诸如卫星通信和GSM-R等重要应用领域需要干扰检测方法能够以较低计算复杂度和实现代价达到更强的干扰检测能力。