CN109039501A - 一种动态频谱占用度测量统计方法 - Google Patents

Abstract

一种动态频谱占用度测量统计方法，实现步骤为：1）以采样步长对监测频段进行次频谱监测采样，返回的采样值为列矢量快拍分别为；2）接收机干扰容限值为，对频点的场强值进行干扰容限值比较判定，取,若，则；3）采样快拍分为组，得到个数据矩阵，选择附近的采样数据，为个数据矩阵；4）动态设置频点的门限电平值并进行占有判定，取；若，则；为对应数据矩阵中场强值；5）统计的频谱占用度。该方法实现了动态频谱占用度计算的测量统计，减少了监测时间，提高了计算精度，可实时有效地反应出不同频段的占有情况。

Description

一种动态频谱占用度测量统计方法

技术领域

本发明涉及频谱占用度的估计方法，具体涉及一种基于频谱监测设备反馈的场强数据进行动态频谱占用度计算的测量统计方法。

背景技术

频谱占有度是无线电监测中非常重要的参数，它反映了局部频谱资源的使用情况，而且为频谱占用分析、频率分配和指配，以及及时发现不明信号和非法信号提供了有力工具，进而为整个频谱管理提供有效的指导。目前，各无线电监测是按照《超短波频段占用度测试技术规范（试行）》的相关规定执行某一频段的频谱监测任务，第一，要求每次监测的时间不小于24小时，这样长时间监测统计出的频谱占有度监测时间久，无法实时地为频谱规划提供指导；第二，门限电平设置为各频段内当地接收机平均噪声功率电平或电压指示以上5dB，这种固定的门限无法体现不同时间不同环境下的噪声电平变化，计算精度低。由于这种传统频谱占有度统计方法的缺点，在实际测量中并不能动态地有效地反应出不同频段的占用情况。

发明内容

本发明专利要解决的技术问题是针对频谱占有度计算设计新的测量统计方法，以克服传统频谱占有度统计方法中监测时间长，计算精度低，不能够动态有效地反应出不同频段占有情况的不足。

解决上述问题的技术方案是一种新的动态频谱占用度测量统计方法，其实现步骤为：

步骤1，对观察频点间隔为的某一频段下达频段监测任务：以采样步长对监测频段进行次频谱监测采样。其中，为信道带宽；监测设备返回的采样值为一个维的场强数据矩阵，列矢量快拍分别为，其中；

步骤2，接收机干扰容限值为，对频点为的场强值进行干扰容限值判定，取，若，则，；；

步骤3，将采样值进行重构，把分为第1组，构成维数据矩阵，把分为第2组，构成维数据矩阵，以此类推，所有快拍分为组，得到个维数据矩阵，；选择附近的采样数据，对应的场强数据为个维数据矩阵，；

步骤4，动态设置观察频点的门限电平值进行门限电平判定，取；若，则；为对应的第个场强数据阵中第个采样值，；

步骤5，观察频点的频谱占用度统计，初始化，加权统计该频谱占用度,。

上述这种新的频谱占用度测量统计方法，其第四步采用的动态设置门限电平的方法，具体的设置步骤为：

步骤1，的第组场强数据可表示为；

步骤2，中数据进行对比，找到每行最大值，构成最大场强值矢量；

步骤3，在中找到最小值，的第组场强数据的门限电平值为；

本发明的有益效果是：新方法实现了频谱占用度的测量统计，实施的监测任务明确，监测时间缩短，引入门限电平和接收机干扰容限两种占用判定，其中门限电平值的设置为实时动态的，可以较好地反应不同时间下不同频段的噪声电平变化，提高计算精度。这种方法可大大缩短监测时间，计算方法简单，可实时有效地反应出不同频段的占有情况，便于及时为整个频谱管理提供有效的指导。

附图说明

图1 监测数据模型

图2 本发明方法的流程示意图

图3 本发明方法的各观察频点的频谱占用度仿真图

具体实施方式

本发明方法是一种实时频谱占用度的测量统计方法，该方法采用门限电平和接收机干扰容限两种频谱占用判定方式，其中门限电平值的设置为实时动态的，可以较好地反应不同时间下不同频段的噪声电平变化，提高计算精度；而且引入固有的接收机干扰容限可考虑到实际的设备指标参数。本发明无需进行至少24小时的频段监测任务，减少了监测时间，提高了计算精度，计算方法简单，可实时有效地反应出不同频段占有情况，便于工程实现。下面对本发明方法进行详细地描述。

本发明方法是针对超短波频段的频谱占有度统计，针对某一频段进行频谱占有度计算，观察的频点间隔。图1为下达的监测任务返回的监测数据模型。图中，观察的频点按频点间隔均匀分布，表达式为，；下达的频段监测任务必须包含需观察的频段范围，且应该比这个频段范围更宽，以便分析和附近的频点场强值；具体下达的频段监测任务为监测频段，为信道带宽；为监测设备采样步长，理论上越小，观察频点附近的返回场强值越多，对频谱占有度计算越准确；要求，且为整数；在内，对每一个观察频点进行频谱占有度分析，分析数据应为附近的场强反馈值。

图2为本发明方法的流程示意图,具体方法分为五个步骤：

步骤1，对观察频点间隔为的某一频段下达频段监测任务：以采样步长对监测频段进行次频谱监测采样。监测设备实时返回的场强采样值为一个维的场强数据矩阵，列矢量快拍分别为，其中；

步骤2，根据监测任务中当地接收机的固有指标可知干扰容限值为，对观察频点为的第次场强采样值进行干扰容限值判定，取,若，则，表明第次采样频点是占用状态；；；

步骤3，定义次采样为一个时间周期，将回馈的场强采样值按时间周期进行重组，把分为第1组，构成维数据矩阵，把分为第2组，构成维数据矩阵，以此类推，所有快拍分为组，得到个维数据矩阵，；选择附近的采样数据，对应的场强数据为个维数据矩阵，；

步骤4，考虑周围频点的反馈场强值对该频点的影响，动态设置观察频点的门限电平值（表示为频点的第个时间周期里的门限电平），并进行门限电平判定。取；若，则；为对应第个场强数据矩阵中第个采样值，；

步骤5，对频点进行频谱占用度统计，初始化，加权统计该频谱占用度，。考虑到监测时间的长短与占有度计算的准确率成正比的关系，当监测时间过短，返回监测数据量不足会对门限电平值的设定及占有度计算产生较大的误差，所以必须考虑接收机干扰门限值的影响因素。统计条件为：监测返回数据至少为一个时间周期，即；

上述这种新的频谱占用度测量统计方法，其第四步采用的动态设置门限电平的方法，这种动态设置方法可以消除固定门限电平的影响，更符合监测设备实时传输动态测量数据的模型。具体的设置步骤为：

步骤1，的第个时间周期里场强数据可表示为；

步骤2，中数据进行对比，找到每行最大值，构成最大场强值矢量，符号表示对矢量和矩阵求转置；

步骤3，在中找到最小值，的第个时间周期里场强数据的门限电平值为。

图3为按照上述发明方法进行的各观察频点的频谱占用度仿真，其中MHz，MHz，观察频点间隔为MHz；监测采样频率 KHz，信道带宽KHz，频谱监测采样次数，，；模拟监测设备返回场强值服从均匀分布，范围为0~50 dBμV，接收机干扰门限电平固定为20dBμV。图中，对频段[50,200]MHz范围内的76个观察频点的频谱占有度分别进行统计计算并显示。

本发明利用动态门限电平和接收机干扰容限两种占用判定方式，提供一种实时频谱占有度测量统计方法。相对于传统频谱占有度统计方法，大大减少监测时间，提高计算精度，可实时有效地反应出不同频段的占有情况，便于工程实现。

Claims (2)

1.一种动态频谱占用度测量统计方法:对采集的某一超短波频段范围内的频点信息进行频谱占用度测量统计，采用接收机干扰容限和实时动态获取的门限电平相结合的频谱占用判定来动态计算频谱占用度；其实现步骤为：

步骤1，对观察频点间隔为的某一频段下达频段监测任务：以采样步长对监测频段进行次频谱监测采样；其中，为信道带宽；监测设备返回的采样值为一个维的场强数据矩阵，列矢量快拍分别为，其中；

步骤2，接收机干扰容限值为，对观察频点为的场强值进行干扰容限值判定，取,若，则，；；

步骤3，将采样值进行重构，把分为第1组，构成维数据矩阵，把分为第2组，构成维数据矩阵，以此类推，所有快拍分为组，得到个维数据矩阵，；选择附近的采样数据，对应的场强数据为个维数据矩阵，；

步骤4，动态设置观察频点的门限电平值进行门限电平判定，取；若，则；为对应的第个场强数据阵中第个采样值，；

步骤5，观察频点的频谱占用度统计，初始化，加权统计该频谱占用度, 。

2.上述这种新的频谱占用度测量统计方法，其中第四步采用的动态设置门限电平的方法，具体的设置步骤为：

步骤1，的第组场强数据可表示为；

步骤2，中数据进行对比，找到每行最大值，构成最大场强值矢量；

步骤3，在中找到最小值，的第组场强数据的门限电平值为。