VDL2信号有效数据与噪声分离的Signal detection algorithm咨询

以下是针对VDL2实测采集数据可直接落地的检测流程，适配普通SDR采集的带噪数据场景：

• 第一步做快速初筛压缩计算量：对采集得到的IQ流做滑动窗口功率统计，窗口长度取VDL2最短帧前导长度对应采样点（按10.5ksps标准符号率计算，取对应100个符号的采样点长度即可），窗口步长设为窗口长度的1/10。先截取一段连续100ms以上的无信号段计算底噪平均功率，将所有窗口功率高于底噪均值3dB的片段标记为候选片段，直接过滤纯噪声段，这一步可以筛掉90%以上的无效数据。
• 第二步用同步头相关检测做核心判定：VDL2物理层有标准化的固定80bit同步训练序列，本地生成对应采样率的同步头IQ波形，和所有候选片段做互相关运算。如果某段的互相关峰值超过该段互相关结果均值的6倍，即可初步判定为有效VDL2信号。这个方法抗噪性远优于纯能量检测，能过滤掉同频段的AM航空语音、脉冲静电干扰、其他VHF数据链制式的信号。
• 第三步补充调制特征校验压低误检率：对通过相关检测的片段，计算符号同步后相邻符号的相位差分统计值。VDL2采用D8PSK调制，相邻符号相位差固定落在π/4的整数倍共8个相位点上，如果该段的相位差分布散度超过设定阈值，即使相关峰达标也判定为干扰/噪声，可将低信噪比下的误检率压到1%以下。
• 前置预处理注意事项：
  • 检测前先对原始采集数据做DC偏移校正，再做中心频率对准当前VDL2信道的带通滤波，通带带宽设为14kHz（正负7kHz），先滤除带外噪声再走检测流程，弱信号检出率能提升30%以上
  • 不要单独使用能量检测作为最终判定逻辑，航空VHF段干扰源多，纯能量检测的误检率通常会超过40%，完全无法满足实用要求
  • 同步相关运算前先做符号速率匹配，如果你的SDR采样率不是10.5ksps的整数倍，先做重采样再生成本地同步序列，避免相关峰被展宽导致漏检

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Khan From Chedum