CN113193927A - 一种电磁敏感性指标的获得方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电磁敏感性指标的获得方法，具体用于获得无线通信系统的电磁敏感性指标，该方法包括：获得接收机分别在不同干扰信号下的多个灵敏度；针对接收机的接收功率处于多个灵敏度中的每个灵敏度时，基于接收机干扰信号的幅度概率分布和无线信道响应的协方差矩阵，获得互信息值；根据每个灵敏度分别对应的互信息值获得无线通信系统的电磁敏感性指标。由上可知，本申请实施例所提供的方法，通过获得接收机在不同干扰信号下的较为稳定互信息值，利用互信息值获得接收机的电磁敏感性指标。由于互信息值随着干扰信号的类型和强度的变化较小，本申请实施例所提供的方法通过较为稳定的互信息值可以获得固定的接收机的电磁敏感性指标。

Description

一种电磁敏感性指标的获得方法及装置

技术领域

本申请涉及电磁领域，尤其涉及一种电磁敏感性指标的获得方法及装置。

背景技术

随着通信技术的发展，有一些无线通信系统的干扰信号来源众多、特性复杂。电磁敏感性是研究存在干扰信号的电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统避免性能降低的能力。

目前，评估无线通信系统的电磁敏感性通常通过接收机的灵敏度来评价。但，接收机的灵敏度在无线通信系统的干扰信号不同时，接收机的灵敏度会随着干扰信号的类型和强度发生较大的变化，从而这种评价方式不适合一些干扰信号来源众多、特性复杂的无线通信系统。因此，本领域目前急需一种较为稳定的指标表示接收机的电磁敏感性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种电磁敏感性指标的获得方法及装置，用于获得无线通信系统的电磁敏感性指标。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

本申请实施例提供一种电磁敏感性指标的获得方法，具体用于获得无线通信系统的电磁敏感性指标，所述无线通信系统包括接收机，所述方法包括：

获得所述接收机分别在不同干扰信号下的多个灵敏度；所述干扰信号与所述灵敏度一一对应；

针对所述接收机的接收功率处于所述多个灵敏度中的每个灵敏度时，基于所述每个灵敏度对应的所述接收机干扰信号的幅度概率分布和对应的无线信道响应的协方差矩阵，获得所述每个灵敏度对应的互信息值；

根据所述每个灵敏度分别对应的所述互信息值获得所述无线通信系统的电磁敏感性指标。

可选地，所述根据所述接收机的多个所述互信息值获得所述无线通信系统的电磁敏感性指标，包括：

聚合所述接收机的多个所述互信息值，获得聚合后的互信息值；

获得所述聚合后的互信息值对应的信噪比，将所述聚合后的互信息值的信噪比作为所述无线通信系统的电磁敏感性指标。

可选地，所述获得所述聚合后的互信息值对应的信噪比，包括：

根据所述聚合后的互信息值通过互信息值与信噪比的映射关系，获得所述聚合后的互信息值对应的信噪比。

可选地，所述方法还包括：

将所述电磁敏感性指标与目标环境中的信噪比进行对比；当所述目标环境中的信噪比大于所述电磁敏感性指标时，所述无线通信系统应用于所述目标环境中的系统误比特率符合预定标准；当所述目标环境中的信噪比小于所述电磁敏感性指标时，所述无线通信系统应用于所述目标环境中的系统误比特率不符合预定标准；所述目标环境包括磁悬浮系统的电磁环境。

可选地，所述多个干扰信号包括：

多个不同强度的正弦干扰信号，和\或，多个不同强度的脉冲干扰信号。

本申请实施例还提供了一种电磁敏感性指标的获得装置，具体用于获得无线通信系统的电磁敏感性指标，所述无线通信系统包括接收机，所述装置包括：

灵敏度获得模块，用于获得所述接收机分别在不同干扰信号下的多个灵敏度；所述干扰信号与所述灵敏度一一对应；

互信息值获得模块，用于针对所述接收机的接收功率处于所述多个灵敏度中的每个灵敏度时，基于所述每个灵敏度对应的所述接收机干扰信号的幅度概率分布和对应的无线信道响应的协方差矩阵，获得所述每个灵敏度对应的互信息值；

电磁敏感性指标获得模块，用于根据所述每个灵敏度分别对应的所述互信息值获得所述无线通信系统的电磁敏感性指标。

可选地，电磁敏感性指标获得模块，包括：

聚合模块，用于聚合所述接收机的多个所述互信息值，获得聚合后的互信息值；

信噪比获得模块，用于获得所述聚合后的互信息值对应的信噪比，将所述聚合后的互信息值的信噪比作为所述无线通信系统的电磁敏感性指标。

可选地，所述信噪比获得模块具体用于：

根据所述聚合后的互信息值通过互信息值与信噪比的映射关系，获得所述聚合后的互信息值对应的信噪比。

可选地，所述装置还包括：

对比模块，用于将所述电磁敏感性指标与目标环境中的信噪比进行对比；当所述目标环境中的信噪比大于所述电磁敏感性指标时，所述无线通信系统应用于所述目标环境中的系统误比特率符合预定标准；当所述目标环境中的信噪比小于所述电磁敏感性指标时，所述无线通信系统应用于所述目标环境中的系统误比特率不符合预定标准；所述目标环境包括磁悬浮系统的电磁环境。

可选地，所述多个干扰信号包括：

多个不同强度的正弦干扰信号，和\或，多个不同强度的脉冲干扰信号。

通过上述技术方案可知，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供了一种电磁敏感性指标的获得方法，具体用于获得无线通信系统的电磁敏感性指标，无线通信系统包括接收机，方法包括：获得接收机分别在不同干扰信号下的多个灵敏度；干扰信号与灵敏度一一对应；针对接收机的接收功率处于多个灵敏度中的每个灵敏度时，基于每个灵敏度对应的接收机干扰信号的幅度概率分布和对应的无线信道响应的协方差矩阵，获得每个灵敏度对应的互信息值；根据每个灵敏度分别对应的互信息值获得无线通信系统的电磁敏感性指标。

由上可知，本申请实施例所提供的电磁敏感性指标的获得方法，通过获得接收机在不同干扰信号下的较为稳定互信息值，利用互信息值获得接收机的电磁敏感性指标。由于互信息值随着干扰信号的类型和强度的变化较小，本申请实施例所提供的方法通过较为稳定的互信息值可以获得固定的接收机的电磁敏感性指标。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种电磁敏感性指标的获得方法流程图；

图2为本申请实施例提供的一种互信息值与信噪比的映射关系图；

图3为本申请实施例提供的另一种互信息值与信噪比的映射关系图；

图4为本申请实施例提供的接收机的互信息值对应的信噪比示意图；

图5为本申请实施例提供的一种电磁敏感性指标的获得装置结构图。

具体实施方式

为了帮助更好地理解本申请实施例提供的方案，在介绍本申请实施例提供的方法之前，先介绍本申请实施例方案的应用的场景。

随着通信技术的发展，有一些无线通信系统的干扰信号来源众多、特性复杂。电磁敏感性是研究存在干扰信号的电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统避免性能降低的能力。

目前，评估无线通信系统的电磁敏感性通常通过接收机的灵敏度来评价。但，接收机的灵敏度在无线通信系统的干扰信号不同时，接收机的灵敏度会随着干扰信号的类型和强度发生较大的变化，从而这种评价方式不适合一些干扰信号来源众多、特性复杂的无线通信系统。因此，本领域目前急需一种较为稳定的指标表示接收机的电磁敏感性。

为了解决上述的技术问题，本申请实施例提供了一种电磁敏感性指标的获得方法，具体用于获得无线通信系统的电磁敏感性指标，无线通信系统包括接收机，方法包括：获得接收机分别在不同干扰信号下的多个灵敏度；干扰信号与灵敏度一一对应；针对接收机的接收功率处于多个灵敏度中的每个灵敏度时，基于每个灵敏度对应的接收机干扰信号的幅度概率分布和对应的无线信道响应的协方差矩阵，获得每个灵敏度对应的互信息值；根据每个灵敏度分别对应的互信息值获得无线通信系统的电磁敏感性指标。

由上可知，本申请实施例所提供的接收机的电磁敏感性指标的获得方法，通过获得接收机在不同干扰信号下的较为稳定互信息值，利用互信息值获得接收机的电磁敏感性指标。由于互信息值随着干扰信号的类型和强度的变化较小，本申请实施例所提供的方法通过较为稳定的互信息值可以获得固定的接收机的电磁敏感性指标。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种电磁敏感性指标的获得方法流程图。如图1所示，本申请实施例提供的电磁敏感性指标的获得方法，具体用于获得无线通信系统的电磁敏感性指标，无线通信系统包括接收机，本申请所提的方法包括：

S101：获得接收机分别在不同干扰信号下的多个灵敏度；干扰信号与灵敏度一一对应。

S102：针对接收机的接收功率处于多个灵敏度中的每个灵敏度时，基于每个灵敏度对应的接收机干扰信号的幅度概率分布和对应的无线信道响应的协方差矩阵，获得每个灵敏度对应的互信息值。

S103：根据每个灵敏度分别对应的互信息值获得无线通信系统的电磁敏感性指标。

需要说明是，在本申请实施例中接收机的灵敏度为，接收机在对用的干扰信号下接收到的信号的误比特率达到预定标准的最小接收功率。可以理解的是，在本申请实施例中，接收机在不同干扰信号下的多个灵敏度之间的差异是较大的。而，基于每个灵敏度对应的干扰信号的幅度概率分布和对应的无线信道响应的协方差矩阵，获得的互信息值之间的数值差异是较小的。因此，本申请实施例利用受干扰信号影响较小的互信息值可以获得较为固定的接收机的电磁敏感性指标。

下面将通过一个实施例具体介绍本申请实施例中，基于每个灵敏度对应的接收机干扰信号的幅度概率分布(Amplitude Probability Distribution,APD)和对应的无线信道响应的协方差矩阵(Covariance Matrix,CM)，获得每个灵敏度对应的互信息值(MutualInformation,MI)。

式(1)中，I_b标识互信息值MI。Σ_T和Σ_R分别表示CM矩阵和CM转置共轭矩阵的特征值矩阵，表示APD的方差。N表示数字调制的阶数(例如6bit数字调制对应的N值为64，例如64QAM)，表示对随机矢量X在其值域空间Y上的期望，NT和NR分别表示发射天线和接收天线的数目；W表示NR个接收天线收到的NR个加性高斯白噪声干扰；Qk表示第k个调制星座点的向量信号值；Qm表示第m个调制星座点的向量信号值；APD{w}高斯白噪声数值大于等于表示w的概率。L表示接收自相关矩阵对角线元素的下标；H表示干扰信号无线传输的信道响应矩阵。d_mk表示第m个调制向量与第k个调制向量的矢量差(矢量空间距离)。

进一步地，作为一种可能的实施方式，还可以通过MI值获得此时系统的误比特率(Bit Error Ratio,BER)。

式(2)中，Q()表示Q函数(随机过程)；Rc表示信道编码的码率；Eb表示每一个比特调制信号的能量；N₀表示高斯白噪声的功率谱密度；J^-1(I_b)表示式(1)的逆函数。

此时，无线通信的数据块误差概率(Block error rate，BLER)为：

在本申请实施例中，作为一种可能的实施方式，为了提高本申请实施例所获得的电磁敏感性的适用性，本申请实施例中的根据接收机的多个互信息值获得无线通信系统的电磁敏感性指标，包括：聚合接收机的多个互信息值，获得聚合后的互信息值；获得聚合后的互信息值对应的信噪比，将聚合后的互信息值的信噪比作为无线通信系统的电磁敏感性指标。

可以理解的是，在本申请实施例中在不同干扰信号下获得的互信息值之间的差异较小，因此，本申请实施例所提供的方案可以通过聚合获得一个固定的电磁敏感性指标。

在本申请实施例中，作为一种可能的实施方式，获得聚合后的互信息值对应的信噪比，包括：根据聚合后的互信息值通过互信息值与信噪比的映射关系，获得聚合后的互信息值对应的信噪比。

参见图2，该图为本申请实施例提供的一种互信息值与信噪比的映射关系图。如图2所示，该图的横坐标为SNR信噪比，该图的纵坐标为Ib互信息值。图2中的四条曲线表示接收和发射的天线都为一个天线时的互信息值与信噪比的映射关系曲线，这四条曲线分别表示接收机和发信机为不同型号时互信息值与信噪比的映射关系曲线。参见图3，该图为本申请实施例提供的另一种互信息值与信噪比的映射关系图。如图3所示，该图的纵坐标为Ib互信息值。图3中的三条曲线分别表示接收机和发信机的天线数量为不同的数值时互信息值与信噪比的映射关系曲线。

作为一种可能的实施方式，本申请实施例提供的方法还包括：将电磁敏感性指标与目标环境中的信噪比进行对比；当目标环境中的信噪比大于电磁敏感性指标时，无线通信系统应用于目标环境中的系统误比特率符合预定标准；当目标环境中的信噪比小于电磁敏感性指标时，无线通信系统应用于目标环境中的系统误比特率不符合预定标准；目标环境包括磁悬浮系统的电磁环境。

需要说明的是，在本申请实施例中，误比特率的预定标准是在获得接收机分别在不同干扰信号下的多个灵敏度时需要确定的。误比特率的预定标准会影响信号传输的精度，同时也会影响接收机的灵敏度确定。

作为一种可能的实施方式，本申请实施例中的多个干扰信号包括：多个不同强度的正弦干扰信号，和\或，多个不同强度的脉冲干扰信号。当然，本申请实施例中的干扰信号也包含其他能干扰无线通信系统通信的信号，本申请实施例在此不做限定。

参见图4，该图为本申请实施例提供的接收机的互信息值对应的信噪比示意图。如图4所示，在干扰信号的场强不断变化的过程中，传统方案测得的接收机的实测灵敏度一直对着干扰信号的变化而变化。而本申请实施例所提供的方案中，接收机的互信息值对应的信噪比总是处于13.4dB～15.2dB区间内，受干扰信号影响的波动较小。

综上所述，本申请实施例所提供的电磁敏感性指标的获得方法，通过获得接收机在不同干扰信号下的较为稳定互信息值，利用互信息值获得接收机的电磁敏感性指标。由于互信息值随着干扰信号的类型和强度的变化较小，本申请实施例所提供的方法通过较为稳定的互信息值可以获得固定的接收机的电磁敏感性指标。

根据上述实施例提供的电磁敏感性指标的获得方法，本申请实施例还提供了一种电磁敏感性指标的获得装置。

参见图5，该图为本申请实施例提供的一种电磁敏感性指标获得装置结构示意图。如图5所示，本申请实施例所提供的电磁敏感性指标获得装置，具体用于获得无线通信系统的电磁敏感性指标，无线通信系统包括接收机，该装置包括：

灵敏度获得模块100，用于获得接收机分别在不同干扰信号下的多个灵敏度；干扰信号与灵敏度一一对应。

互信息值获得模块200，用于针对接收机的接收功率处于多个灵敏度中的每个灵敏度时，基于每个灵敏度对应的接收机干扰信号的幅度概率分布和对应的无线信道响应的协方差矩阵，获得每个灵敏度对应的互信息值。

电磁敏感性指标获得模块300，用于根据每个灵敏度分别对应的互信息值获得无线通信系统的电磁敏感性指标。

在本申请实施例中，作为一种可能的实施方式，电磁敏感性指标获得模块，包括：聚合模块，用于聚合接收机的多个互信息值，获得聚合后的互信息值；信噪比获得模块，用于获得聚合后的互信息值对应的信噪比，将聚合后的互信息值的信噪比作为无线通信系统的电磁敏感性指标。

在本申请实施例中，作为一种可能的实施方式，信噪比获得模块具体用于：根据聚合后的互信息值通过互信息值与信噪比的映射关系，获得聚合后的互信息值对应的信噪比。

在本申请实施例中，作为一种可能的实施方式，该装置还包括：对比模块，用于将电磁敏感性指标与目标环境中的信噪比进行对比；当目标环境中的信噪比大于电磁敏感性指标时，无线通信系统应用于目标环境中的系统误比特率符合预定标准；当目标环境中的信噪比小于电磁敏感性指标时，无线通信系统应用于目标环境中的系统误比特率不符合预定标准；目标环境包括磁悬浮系统的电磁环境。

在本申请实施例中，作为一种可能的实施方式，多个干扰信号包括：多个不同强度的正弦干扰信号，和\或，多个不同强度的脉冲干扰信号。

综上所述，本申请实施例所提供的电磁敏感性指标的获得装置，通过获得接收机在不同干扰信号下的较为稳定互信息值，利用互信息值获得接收机的电磁敏感性指标。由于互信息值随着干扰信号的类型和强度的变化较小，本申请实施例所提供的装置通过较为稳定的互信息值可以获得固定的接收机的电磁敏感性指标。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分的方法。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电磁敏感性指标的获得方法，其特征在于，具体用于获得无线通信系统的电磁敏感性指标，所述无线通信系统包括接收机，所述方法包括：

获得所述接收机分别在不同干扰信号下的多个灵敏度；所述干扰信号与所述灵敏度一一对应；

针对所述接收机的接收功率处于所述多个灵敏度中的每个灵敏度时，基于所述每个灵敏度对应的所述接收机干扰信号的幅度概率分布和对应的无线信道响应的协方差矩阵，获得所述每个灵敏度对应的互信息值；

根据所述每个灵敏度分别对应的所述互信息值获得所述无线通信系统的电磁敏感性指标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述接收机的多个所述互信息值获得所述无线通信系统的电磁敏感性指标，包括：

聚合所述接收机的多个所述互信息值，获得聚合后的互信息值；

获得所述聚合后的互信息值对应的信噪比，将所述聚合后的互信息值的信噪比作为所述无线通信系统的电磁敏感性指标。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获得所述聚合后的互信息值对应的信噪比，包括：

根据所述聚合后的互信息值通过互信息值与信噪比的映射关系，获得所述聚合后的互信息值对应的信噪比。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述电磁敏感性指标与目标环境中的信噪比进行对比；当所述目标环境中的信噪比大于所述电磁敏感性指标时，所述无线通信系统应用于所述目标环境中的系统误比特率符合预定标准；当所述目标环境中的信噪比小于所述电磁敏感性指标时，所述无线通信系统应用于所述目标环境中的系统误比特率不符合预定标准；所述目标环境包括磁悬浮系统的电磁环境。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个干扰信号包括：

多个不同强度的正弦干扰信号，和\或，多个不同强度的脉冲干扰信号。

6.一种电磁敏感性指标的获得装置，其特征在于，具体用于获得无线通信系统的电磁敏感性指标，所述无线通信系统包括接收机，所述装置包括：

灵敏度获得模块，用于获得所述接收机分别在不同干扰信号下的多个灵敏度；所述干扰信号与所述灵敏度一一对应；

互信息值获得模块，用于针对所述接收机的接收功率处于所述多个灵敏度中的每个灵敏度时，基于所述每个灵敏度对应的所述接收机干扰信号的幅度概率分布和对应的无线信道响应的协方差矩阵，获得所述每个灵敏度对应的互信息值；

电磁敏感性指标获得模块，用于根据所述每个灵敏度分别对应的所述互信息值获得所述无线通信系统的电磁敏感性指标。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，电磁敏感性指标获得模块，包括：

聚合模块，用于聚合所述接收机的多个所述互信息值，获得聚合后的互信息值；

信噪比获得模块，用于获得所述聚合后的互信息值对应的信噪比，将所述聚合后的互信息值的信噪比作为所述无线通信系统的电磁敏感性指标。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信噪比获得模块具体用于：

根据所述聚合后的互信息值通过互信息值与信噪比的映射关系，获得所述聚合后的互信息值对应的信噪比。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

对比模块，用于将所述电磁敏感性指标与目标环境中的信噪比进行对比；当所述目标环境中的信噪比大于所述电磁敏感性指标时，所述无线通信系统应用于所述目标环境中的系统误比特率符合预定标准；当所述目标环境中的信噪比小于所述电磁敏感性指标时，所述无线通信系统应用于所述目标环境中的系统误比特率不符合预定标准；所述目标环境包括磁悬浮系统的电磁环境。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多个干扰信号包括：

多个不同强度的正弦干扰信号，和\或，多个不同强度的脉冲干扰信号。

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