一种抗脉冲噪声的核相关系数信号检测方法

    专利查询2025-10-31  4


    本发明属于通信,具体涉及一种抗脉冲噪声的核相关系数信号检测方法。


    背景技术:

    1、信号检测是一项重要的信号分析技术,在雷达、声纳和通信等领域有着广泛的应用。信号检测的任务是通过信号处理技术来判断感兴趣的信号是否存在,便于系统后续通过参数估计、编码识别、调制分析等技术去提取出有用的高质信号。

    2、目前,能量检测器是文献中经典的信号检测算法。因其形式简单、理论完备、容易实现而广受欢迎。当背景噪声满足高斯分布时,能量检测器是最广泛使用的检测方案。然而,由于大气电磁脉冲辐射等自然因素和电磁设备产生的工业干扰等人为因素,实际噪声源不仅含有加性高斯噪声成分,还会出现一些无规则的突发性干扰噪声。这些干扰噪声具有持续时间短但幅值大的特点,通常称之为脉冲噪声。由于脉冲噪声的存在,会使得接收到的信号在一段时间内的信噪比迅速降低,导致能量检测器的性能急速恶化甚至失效。


    技术实现思路

    1、针对上述问题,本发明使用信号的高斯核变换来实现脉冲噪声中大幅异常值的抑制,然后通过计算变换后两路信号的相关函数去设计统计量,从而实现在脉冲噪声环境下的高精度信号检测。

    2、本发明的技术方案如下:

    3、一种抗脉冲噪声的核相关系数信号检测方法,包括以下步骤:

    4、获取两路接收器的接收信号;

    5、分别计算两路接收信号的下四分位数、中位数和上四分位数,并构造出相应的高斯核函数;

    6、基于高斯核函数对两路接收信号进行高斯核变换,并对变换后的两路信号进行相关运算构建统计量;

    7、根据给定的虚警概率计算相应的门限值;

    8、对统计量和门限值的大小进行比较分析,确定源信号的检测结果。

    9、进一步地,两路接收信号具体为:

    10、x1(i)=θ1s(i)+z1(i)

    11、x2(i)=θ2s(i)+z2(i)

    12、i=1,2…,n

    13、其中,是两路接收器的接收信号,s(i)为源信号,θm≤1,m=1,2表示信号衰减因子,zm(i),m=1,2表示背景噪声,n为信号长度。

    14、进一步地,计算接收信号的下四分位数、中位数和上四分位数的公式为:

    15、

    16、其中,为第m路信号的下四分位数,vm为第m路信号的中位数,为第m路信号的上四分位数,代表第m路接收器的接收信号按信号幅值升序排列后生成的新样本,即满足条件表示不大于x的最大整数。

    17、进一步地,对接收信号进行变换的高斯核函数为:

    18、

    19、其中,表示高斯核函数的宽度,vm为第m路信号的中位数,κm(·,·,·)表示对第m路信号进行高斯核变换的函数,xm(i)为第m路接收器在时刻i的接收信号。

    20、进一步地,基于高斯核函数对两路接收信号进行高斯核变换的计算公式为:

    21、

    22、其中,表示高斯核函数的宽度,vm为第m路信号的中位数,κm(·,·,·)表示对第m路信号进行高斯核变换的函数,xm(i)为第m路接收器在时刻i的接收信号,x'm(i)为高斯核变换后的信号。

    23、进一步地,对变换后的两路信号进行相关运算构建统计量具体为:

    24、

    25、其中,是高斯核变换后的两路信号,n为信号长度。

    26、进一步地,所述根据给定的虚警概率计算相应的门限值具体为:

    27、

    28、其中,φ-1(·)代表标准正态分布累积分布函数φ的逆函数,pf为给定的虚警概率。

    29、进一步地,对统计量和门限值的大小进行比较分析具体为:

    30、对统计量和门限值的大小进行比较分析,若统计量小于门限值,则源信号不存在;若统计量大于等于门限值,则认为源信号存在

    31、本发明的技术效果:

    32、本发明通过对信号进行高斯核变换,充分抑制了脉冲噪声中大幅异常值的有害影响,在脉冲噪声环境下呈现出优良的稳健性。因此,在含有脉冲成分的环境噪声下,高斯核相关系数信号检测方法是一种进行信号检测的有效工具,性能表现十分良好。



    技术特征:

    1.一种抗脉冲噪声的核相关系数信号检测方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的一种抗脉冲噪声的核相关系数信号检测方法,其特征在于,两路接收信号具体为:

    3.根据权利要求1所述的一种抗脉冲噪声的核相关系数信号检测方法,其特征在于,计算接收信号的下四分位数、中位数和上四分位数的公式为:

    4.根据权利要求1所述的一种抗脉冲噪声的核相关系数信号检测方法,其特征在于,对接收信号进行变换的高斯核函数为:

    5.根据权利要求1所述的一种抗脉冲噪声的核相关系数信号检测方法,其特征在于,基于高斯核函数对两路接收信号进行高斯核变换的计算公式为:

    6.根据权利要求1所述的一种抗脉冲噪声的核相关系数信号检测方法,其特征在于,对变换后的两路信号进行相关运算构建统计量具体为:

    7.根据权利要求1所述的一种抗脉冲噪声的核相关系数信号检测方法,其特征在于,所述根据给定的虚警概率计算相应的门限值具体为:

    8.根据权利要求1所述的一种抗脉冲噪声的核相关系数信号检测方法,其特征在于,对统计量和门限值的大小进行比较分析具体为:


    技术总结
    本发明提供一种抗脉冲噪声的核相关系数信号检测方法,包括以下步骤:获取两路接收器的接收信号;计算所述接收信号的下四分位数、中位数和上四分位数,并构造出相应的高斯核函数;基于高斯核函数对所述接收信号进行高斯核变换,并对变换后的两路信号进行相关运算构建统计量;根据给定的虚警概率计算相应的门限值;对所述统计量和所述门限值的大小进行比较分析,从而完成检测过程。本发明该方法无需预知信道先验信息,实现复杂度较低,具有较强的抗脉冲噪声稳健性,可以在含有脉冲成分的背景噪声下实现高精度的信号检测。

    技术研发人员:赖华东,赵黎明,关钊雄
    受保护的技术使用者:广东海洋大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-31516.html

    最新回复(0)