CN113938228B - 网络域协作干扰位置检测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种网络域协作干扰位置检测方法及系统，该方法包括：捕获多个窄带信道的并行信号和信道测量值，获得工作频带内多个窄带信道的接收信号能量和解调信干噪比测量值；对各窄带信道的接收信号能量进行独立估计，并进行连续均值滤波，得到稳定的接收信号能量水平估计，作为当前信道的干扰检测量估计值；将解调信干噪比测量值和干扰检测量估计值与预设检测阈值进行对比，筛选有效接收信道，并判断各个信道是否存在干扰信号；采用融合策略，对信道中各节点的检测置信度进行权值滤波，确定干扰源位置。采用大数定律和融合检测，能够获得全局一致的干扰检测结果，为网络域抗干扰决策提供一致、有效的决策支撑。

Description

网络域协作干扰位置检测方法及系统
技术领域
本发明涉及通信信号检测技术领域，尤其涉及网络域协作干扰位置检测方法及系统。
背景技术
为了实现无线通信的抗干扰，干扰检测技术是信号检测领域中的重要环节，目的是判断干扰是否存在，为后续的抗干扰措施提供必需的先验信息。
典型的干扰检测技术包括：能量检测算法、匹配滤波检测算法、循环平稳检测方法、协方差矩阵分解算法等。
能量检测算法，首先根据干扰信号存在与否做两种检验假设（H1/H0），然后计算接收信号的检测统计量，与设定的门限值进行比较，判断干扰信号是否存在。能量检测作为一种二元检测方法，不需要干扰信号的先验信息，是一种较为简便有效的盲干扰检测方法。能量检测不能给出干扰信号的频点位置以及属于什么类型的干扰，受背景噪声的影响较大，若噪声不平稳则检测性能会下降。
匹配滤波检测算法，根据主用户信号的某些先验信息，利用线性滤波器与待检测信号完成在时域以及频域上的同步，从而对主用户信号进行解调。如果主用户信号的先验信息未知，则该检测方法无效。
循环平稳检测方法，利用信号的循环平稳特性进行检测，主用户信号和有意干扰信号一般都存在循环频率，属于循环平稳信号，在非零的循环频率处，具有明显的谱相关函数幅值，并且二者的循环频率相异。噪声的自相关函数不具有周期性，不存在循环平稳特性，其谱相关函数在非零循环频率处幅值为零。因此，可以利用干扰信号与主用户信号的循环频率相异特性，实现干扰信号检测和分离。该方法是一种有效的干扰检测算法，但算法复杂度过高。
协方差矩阵分解算法，首先对接收信号进行采样，并求得自相关函数，根据得到的自相关函数组成协方差矩阵，对协方差矩阵进行特征分解，求得最大特征值λmax和最小特征值λmin。将λmax/λmin作为检测统计量，若大于门限值，则存在主用户信号，否则不存在主用户信号。该方法局限于相关性良好的主用户信号，对独立信号的检测效果欠佳。
上述干扰检测方法，对于干扰信号的频点位置识别效果均欠佳，能量检测是一种适用范围较广的信号检测方法，该算法实现简便并且在一定条件下可以较为准确的检测出干扰信号的有、无。
单纯的能量检测存在两个缺点：一方面，无线通信系统存在远近效应，单纯的能量检测不能有效区分大信号和干扰信号，造成干扰误判；另一方面，作为二元检测，单纯的能量检测不能准确地定位窄带干扰的具体频点位置。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种网络域协作干扰位置检测方法及系统，应对无线通信的远近效应，在接收信号能量大范围波动条件下，对宽带无线通信系统中干扰信道的具体频点位置进行定位，采用大数定律和融合检测准则，能够获得全局一致的干扰检测结果，为网络域抗干扰决策提供一致、有效的决策支撑。
为了实现上述目的，本发明提供的一种网络域协作干扰位置检测方法，包括以下步骤：
S1、获取工作频带内多个窄带信道的接收信号能量测量值RSSIf和解调信干噪比测量值SINRf；
S2、对各窄带信道的接收信号能量测量值RSSIf进行独立估计，并进行连续均值滤波，得到当前信道的干扰检测量估计值RSSIf_est；
S3、将解调信干噪比测量值SINRf和干扰检测量估计值RSSIf_est与预设检测阈值进行对比，筛选有效接收信道，并判断筛选出的有效接收信道是否存在干扰信号；
S4、采用M/N融合策略，对存在干扰信号的有效接收信道中各节点的检测置信度进行权值滤波，确定干扰源位置。
进一步优选的，在S3中，所述预设检测阈值包括解调信干噪比门限值和有效信号能量阈值，筛选有效接收信道时，包括：将解调信干噪比测量值SINRf与预设的解调信干噪比门限值SINR_thr进行对比，超过解调信干噪比门限值SINR_thr的信道作为有效接收信道CH_signal，低于解调信干噪比门限值的接收信道为无效接收信道CH_interfer。
进一步优选的，所述有效信号能量阈值，采用如下方法计算得出：
计算各有效接收信道的接收信号的能量均值，作为有效信号能量标准值RSSI_signal；
设定有效信号能量标准值RSSI_signal与虚警容限值之和为有效信号能量阈值。
进一步优选的，在S3中，判断筛选出的有效接收信道是否存在干扰信号，按照如下步骤：
将各窄带信道的干扰检测量估计值RSSIf_est与设定的有效信号能量阈值进行比较，判断干扰信号是否存在；若干扰检测量估计值RSSIf_est大于有效信号能量阈值，则判决该信道有干扰信号，若干扰检测量估计值RSSIf_est小于或等于有效信号能量阈值，则判决该信道无干扰信号。
进一步优选的，在S4中，采用M/N融合策略，进行权值滤波之前，还包括按照以下步骤，判断所述有效接收信道的各节点中是否存在有效干扰节点：
统计各节点中受到频率干扰的节点总数N，当N个节点中的至少M个节点报告了有干扰信号到达干扰决策节点时，则判决为该信道存在有效干扰节点。
进一步优选的，在S4中，按照如下公式计算检测置信度：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
为任意频点f的接收信号能量测量值，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
和
Figure DEST_PATH_IMAGE004
分别为各频点 能量测量值的最大值和最小值；RSSI_thr为有效信号能量阈值；当任意频点f的干扰检测量 估计值RSSIf_est大于有效信号能量阈值时，检测置信度
Figure DEST_PATH_IMAGE005
随能量增大呈指数递增，表 示当前干扰检测的加权可信度；当干扰检测量估计值RSSIf_est小于有效信号能量阈值时， 检测置信度
Figure 436291DEST_PATH_IMAGE005
为0，表示当前检测无干扰，不参与融合检测。
本发明还提供一种网络域协作干扰位置检测系统，包括AD变换模块、RSSI测量模块、RSSI估计模块、SINR测量模块、本地干扰检测模块、融合检测模块和干扰位置估计模块；
所述AD变换模块用于接收射频前端输入的宽带无线信号，并输出数字域的宽带无线信号；
所述RSSI测量模块，用于对数字域的宽带无线信号进行多信道并行能量检测，获得工作频带内多个窄带信道的接收信号能量测量值RSSIf；
RSSI估计模块，用于对各窄带信道的接收信号能量测量值RSSIf进行独立估计，并进行连续均值滤波，得到当前信道的干扰检测量估计值RSSIf_est；
SINR测量模块，用于对各信道输入的低速脉冲信号进行信干噪比测量，得到解调信干噪比测量值SINRf；
本地干扰检测模块，用于将解调信干噪比测量值SINRf和干扰检测量估计值RSSIf_est与预设检测阈值进行对比，筛选有效接收信道，并判断各个信道是否存在干扰信号；
融合检测模块，用于预设M/N融合策略；
干扰位置估计模块，用于根据M/N融合策略，对信道中各节点的检测置信度进行权值滤波，确定干扰源位置。
进一步优选的，还包括同步捕获模块和多路信号抽取模块；
所述同步捕获模块用于对输入的宽带无线信号进行滑动自相关，获得各信道的最佳采样时刻，用于抽取各信道的脉冲信号；
所述多路信号抽取模块用于获得最佳采样时刻后，以信息速率抽取输入的高速数字信号，获得各窄带信道的低速数字信号，用于后续的多路信号测量和估计。
进一步优选的，还包括动态阈值估计模块，所述动态阈值估计模块，用于设置预设检测阈值，所述预设检测阈值包括解调信干噪比门限值；所述解调信干噪比门限值用于筛选有效接收信道，包括将解调信干噪比测量值SINRf与预设的解调信干噪比门限值SINR_thr进行对比，超过解调信干噪比门限值SINR_thr的信道为有效接收信道CH_signal，低于解调信干噪比门限值的接收信道为无效接收信道CH_interfer。
进一步优选的，所述预设检测阈值还包括有效信号能量阈值；所述有效信号能量阈值，用于判断筛选信道有无干扰信号；包括将各窄带信道的干扰检测量估计值RSSIf_est与设定的有效信号能量阈值进行比较，判断干扰信号是否存在；若干扰检测量估计值RSSIf_est大于有效信号能量阈值，则判决该信道有干扰信号，若干扰检测量估计值RSSIf_est小于或等于有效信号能量阈值，则判决该信道无干扰信号。
本申请公开的网络域协作干扰位置检测方法及系统，相比于现有技术至少包括以下优点：
1、本发明提供的网络域协作干扰位置检测方法及系统，采用信道化接收机进行多个窄带信道的并行信号捕获和信道测量，可以同时获得工作频带内多个窄带信道的接收信号能量测量值和解调信干噪比测量值，相比于扫描式信道检测，并行信道检测的效率更高；采用大数定律和融合检测准则，能够获得全局一致的干扰检测结果，为网络域抗干扰决策提供一致、有效的决策支撑；还提供了空域权值滤波算法，能够对干扰源的位置进行粗略估计和定位，为频谱态势估计提供辅助决策支撑。
2、本发明提供的网络域协作干扰位置检测方法及系统，将超过解调信干噪比门限值的信道作为有效接收信道，将有效接收信道的接收信号能量均值加虚警概率容限作为干扰检测阈值。由此可知，在窄带噪声条件下，动态阈值估计量比全频域能量均值估计更为准确。
附图说明
图1为本发明的网络域协作干扰位置检测方法的流程图。
图2为本发明提供的网络域协作干扰位置检测系统的结构示意图。
图3为本发明提供的网络域协作干扰位置检测方法及系统的具体实施例中检测流程图。
具体实施方式
以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1 所示，本发明一方面实施例提供的本发明的一种网络域协作干扰位置检测方法，包括以下步骤：
S1、获取工作频带内多个窄带信道的接收信号能量测量值RSSIf和解调信干噪比测量值SINRf；
S2、对各窄带信道的接收信号能量测量值RSSIf进行独立估计，并进行连续均值滤波，得到当前信道的干扰检测量估计值RSSIf_est；
S3、将解调信干噪比测量值SINRf和干扰检测量估计值RSSIf_est与预设检测阈值进行对比，筛选有效接收信道，并判断筛选出的有效接收信道是否存在干扰信号；
S4、采用M/N融合策略，对存在干扰信号的有效接收信道中各节点的检测置信度进行权值滤波，确定干扰源位置。
在S1中，获得工作频带内多个窄带信道的接收信号能量测量值RSSIf和解调信干噪比测量值SINRf是基于宽带信道化接收机进行多个窄带信道的并行信号捕获和信道测量；包括以下方面：
a. 接收信号能量测量
窄带信道CHf的接收信号能量测量值RSSIf，是对经过射频放大、AD输出的接收信号Yf(t)进行能量测量后得出来的。可选地，可以采用时域积分或频域变换的方式进行能量测量计算，时域积分是对接收信号的多个样点值进行积分和均值量化；频域变换的方式是将接收信号进行FFT变换，通过频域的窄带信号能量均值表示该信道的接收信号能量。
接收信号Yf(t)的能量检测过程，用公式表示如下：
Yf(t) =s(t)+n(t)+j(t) （公式1）
Figure DEST_PATH_IMAGE006
（公式2）
Figure DEST_PATH_IMAGE007
（公式3）
式中，s(t)、n(t)、j(t)分别为有用信号、背景噪声和干扰信号；L为采样点数量，i 为采样点序号，即任意一个采样点；
Figure DEST_PATH_IMAGE008
为任意采样点i处捕获的接收信号；RSSIf为接收 信号能量测量值；在干扰信号j(t)足够大时，可以认为接收信号的总功率近似为干扰信号 强度。
b. 解调信干噪比测量
对于数字化通信系统，解调信干噪比测量可以基于已知的脉冲信号结构信息，分别进行信号能量和噪声能量的统计，二者的比值即为信干噪比。
可选地，跳频通信系统中的解调信干噪比测量的测量方式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
(公式4)
式中，SINRf为按频点统计的解调信干噪比测量值，Ef duty为脉冲占用期能量均值，Ef empty为脉冲空闲期能量均值，K为频谱检测周期内任意频点f出现的次数。
在S2中，对各窄带信道的接收信号能量测量值RSSIf进行独立估计，并进行连续均值滤波，得到相对稳定的接收信号能量水平估计，作为当前信道的干扰检测量估计值RSSIf_est。
干扰检测量估计，是对各窄带信道的接收信号能量进行独立估计，并进行连续均值滤波，得到相对稳定的接收信号能量水平估计，作为当前信道的干扰检测量估计值RSSIf_est。
信道干扰检测量RSSIf_est的估计过程，用公式表示如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE010
（公式5）
式中，RSSIf_est为按频点统计的干扰检测量估计值干，Wdetect为检测窗口长度，N_pulse为每单位检测窗口内的脉冲数量；RSSIi f为任意频点f的第i个脉冲的接收信号能量测量值。
在S3中，将解调信干噪比测量值SINRf和干扰检测量估计值RSSIf_est与预设检测阈值进行对比，筛选有效接收信道，并判断各个信道是否存在干扰信号。
所述预设检测阈值包括解调信干噪比门限值和有效信号能量阈值；
优选的，在筛选有效接收信道时，将解调信干噪比测量值SINRf与预设的解调信干噪比门限值SINR_thr进行对比，超过解调信干噪比门限值SINR_thr的信道作为有效接收信道CH_signal，低于解调信干噪比门限值的接收信道为无效接收信道CH_interfer。
在恒包络调制条件下，各窄带信道的信号能量均值相同，因此可将各有效接收信道的接收信号能量均值作为有效信号能量标准值RSSI_signal。
Figure DEST_PATH_IMAGE011
（公式6）
Figure DEST_PATH_IMAGE012
（公式7）
式中，RSSI_signal为有效信号能量标准值，F为工作频带内频点集总数；PMFf为掩模估计函数，用于提取集合内满足限定条件的有效元素。
所述有效信号能量阈值，采用如下方法计算得出：
计算各有效接收信道的接收信号的能量均值，作为有效信号能量标准值RSSI_signal；
设定有效信号能量标准值RSSI_signal结合虚警容限作为有效信号能量阈值。
在实际通信环境中，无线信号和背景噪声的能量水平会存在波动，干扰检测门限值若完全取决于当前信号能量的估计值会产生一定概率的误检问题，即信号和噪声能量大于干扰检测门限值。为了减少虚警概率Pfa，干扰检测门限值可以用由虚警概率的容限值给出，如下式：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
（公式8）
式中，RSSI_thr为有效信号能量阈值；Pfa为虚警概率，通常取为0.001；T为显著统 计量的统计次数；RSSI_signal为有效信号能量标准值；Q函数表达式为
Figure DEST_PATH_IMAGE014
。
进一步优选的，所述判断各个信道是否存在干扰信号按照如下步骤：
将各窄带信道的干扰检测量估计值RSSIf_est与设定的有效信号能量阈值进行比较，判断干扰信号是否存在；若干扰检测量估计值RSSIf_est大于有效信号能量阈值，则判决该信道有干扰信号H1，若干扰检测量估计值RSSIf_est小于或等于有效信号能量阈值，则判决该信道无干扰信号H0。
窄带信道干扰判决的先验假设H1/H0如下式：
Figure DEST_PATH_IMAGE015
（公式9）
式中，CQIf为干扰位置检测结果，表示任意频点f是否存在干扰信号。
在S4中，采用M/N融合策略，对信道中各节点的检测置信度进行权值滤波，确定干扰源位置。
进行权值滤波还包括，判断是否存在有效干扰节点包括以下步骤：
统计通信节点中受到频率干扰的节点总数N，当N个节点中的至少M个节点报告了有干扰信号到达干扰决策节点时，则判决为该信道存在有效干扰节点，在进行权值滤波时，可以对有效干扰节点，设置不同的权重；为了体现不同节点作干扰决策时的权值效应，引入检测置信度作为加权融合因子，使干扰的融合决策更准确。
基于对数似然比准则，对干扰能量检测值进行归一化，作为干扰检测的置信度，置 信度
Figure 609825DEST_PATH_IMAGE005
表达式为
Figure 842092DEST_PATH_IMAGE001
(公式10)
式中，
Figure 706143DEST_PATH_IMAGE002
为频点f的接收信号能量测量值，
Figure 723777DEST_PATH_IMAGE003
和
Figure 264349DEST_PATH_IMAGE004
分别为各频点能量 测量值的最大值和最小值。当
Figure 734644DEST_PATH_IMAGE002
大于有效信号能量阈值时，检测置信度
Figure 871228DEST_PATH_IMAGE005
随能量增 大呈指数递增关系，且最大值为9，表示当前干扰检测的加权可信度；当
Figure 992636DEST_PATH_IMAGE002
小于有效信 号能量阈值时，检测置信度
Figure 923683DEST_PATH_IMAGE005
为0，表示当前检测无干扰，不参与融合检测。
M/N加权融合检测的规则为
Figure DEST_PATH_IMAGE016
(公式11)
Figure DEST_PATH_IMAGE017
(公式12)
式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为决策节点给出的频点f的融合检测统计量，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为节点i在频点f的融 合检测量；M为报告有干扰信号到达干扰决策节点的节点数的；N为受到频率干扰的节点总 数；
Figure DEST_PATH_IMAGE020
为M/N加权融合检测结果，当
Figure DEST_PATH_IMAGE021
时，即融合检测统计量大于等于报告有干扰信 号到达干扰决策节点的节点数；此时
Figure DEST_PATH_IMAGE022
，可以进行融合，当
Figure DEST_PATH_IMAGE023
时，即融合检测统 计量小于报告有干扰信号到达干扰决策节点的节点数；此时
Figure DEST_PATH_IMAGE024
，不可以融合。
在确定干扰源位置时，还包括空域权值滤波；对各节点上报的检测置信度
Figure 51914DEST_PATH_IMAGE005
进 行权值滤波，将具有最大权值的节点位置作为干扰源的近似位置，可以对干扰源进行粗略 的地理位置定位。
可选地，空域权值滤波可以采用最大权值进行干扰位置查询，如下式：
Figure DEST_PATH_IMAGE025
（公式13）
Figure DEST_PATH_IMAGE026
（公式14）
式中，Idex f 为频点f的最大干扰节点索引号，Pos(Idex f )为频点f的最大干扰节点 位置，Pos intf 为输出的干扰源位置估计。argmaxi为最大评分参量函数，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
表 示检测置信度
Figure 913560DEST_PATH_IMAGE005
取得最大值时，节点i的值，以此得出节点的位置。
进一步优选的，还包括对检测结果进行统计滤波输出，所述统计滤波输出包括以下步骤：在检测周期内设定多个检测窗口，对多次干扰检测结果进行统计滤波，滤除异常检测值。
如图3所示，本发明还提供一种网络域协作干扰位置检测系统，用于实施上述实施例中的检测方法，包括AD变换模块、RSSI测量模块、RSSI估计模块、SINR测量模块、本地干扰检测模块、融合检测模块和干扰位置估计模块；
所述AD变换模块用于接收射频前端输入的宽带无线信号，并输出数字域的宽带无线信号；AD变换接收射频前端输入的宽带无线信号，经过低通滤波和模数变换后，输出数字域的宽带无线信号。
所述RSSI测量模块，用于对数字域的宽带无线信号进行多信道并行能量检测，获得工作频带内多个窄带信道的接收信号能量测量值RSSIf。
RSSI测量模块对数字域的宽带无线信号进行多信道并行能量检测，输出多信道能量测量结果RSSIf，表示各信道的接收信号能量值。RSSI能量测量可以采用时域积分和频域变换方法。
RSSI估计模块，用于对各窄带信道的接收信号能量测量值RSSIf进行独立估计，并进行连续均值滤波，得到相对稳定的接收信号能量水平估计，作为当前信道的干扰检测量估计值RSSIf_est。
还包括同步捕获模块，在已知通信系统的先验信息（扩/跳频同步序列）条件下，同步捕获模块对输入的宽带无线信号进行滑动自相关，获得各信道的最佳采样时刻，用于各信道的脉冲信号抽取。
多路信号抽取模块，在获得最佳采样时刻后，多路信号抽取模块以信息速率抽取输入的高速数字信号，获得各窄带信道的低速数字信号，用于后续的多路信号测量和估计。
SINR测量模块，用于对各信道输入的低速脉冲信号进行信干噪比测量，得到解调信干噪比测量值SINRf。
本地干扰检测模块，用于将解调信干噪比测量值SINRf和干扰检测量估计值RSSIf_est与预设检测阈值进行对比，筛选有效接收信道，并判断各个信道是否存在干扰信号。
融合检测模块，用于预设M/N融合策略；输出网络域协作检查结果。
干扰位置估计模块，用于根据M/N融合策略，对信道中各节点的检测置信度进行权值滤波，确定干扰源位置，输出干扰源位置估计结果。
进一步优选的，还包括同步捕获模块和多路信号抽取模块；所述同步捕获模块用于对输入的宽带无线信号进行滑动自相关，获得各信道的最佳采样时刻，用于各信道的脉冲信号抽取。所述多路信号抽取模块用于获得最佳采样时刻后，以信息速率抽取输入的高速数字信号，获得各窄带信道的低速数字信号，用于后续的多路信号测量和估计。
还包括动态阈值估计模块，所述动态阈值估计模块，用于设置预设检测阈值，所述预设检测阈值包括解调信干噪比门限值和有效信号能量阈值；所述解调信干噪比门限值用于筛选有效接收信道，包括将解调信干噪比测量值SINRf与预设的解调信干噪比门限值SINR_thr进行对比，超过解调信干噪比门限值SINR_thr的信道作为有效接收信道CH_signal，低于解调信干噪比门限值的接收信道为无效接收信道CH_interfer。
所述有效信号能量阈值，用于判断筛选信道有无干扰信号；包括将各窄带信道的干扰检测量估计值RSSIf_est与设定的有效信号能量阈值进行比较，判断干扰信号是否存在；若干扰检测量估计值RSSIf_est大于有效信号能量阈值，则判决该信道有干扰，若干扰检测量估计值RSSIf_est小于或等于有效信号能量阈值，则判决该信道无干扰。
进一步优选的，还包括统计滤波模块，所述统计滤波模块用于在检测周期内设定多个检测窗口，对多次干扰检测结果进行统计滤波，滤除异常检测值。对多次检测结果进行相对统计量估计，若相对统计量大于统计门限值才输出确定的检测结果，用于去除异常检测值；经过上述测量模块和滤波模块的处理，干扰位置检测系统能够输出相对灵敏、可靠的干扰位置检测结果。
如图2所示，在本发明提供的检测系统及检测方法的典型实施例中，实施时，开始后先检测统计滤波窗口是否结束，若结束，则输出干扰位置估计结果，若未结束，则检查信道检测窗口是否结束；若结束，则对干扰检测量估计值，进行动态阈值估计，输出干扰位置估计结果，若未结束，则开始对接收信号能量进行测量，输出干扰检测量估计值，若接收信号只有一路；即没有接收到同步捕获的其他信号，则以背景噪声，作为掩模估计阈值，筛选有效接收信道，若接收信号有多路，即接收到同步捕获的其他信号，则进行多路信号抽取，并对抽取的多路信号，进行解调信干噪比测量，筛选有效接收信道；对筛选出的有效接收信道中，进行有效信号强度估计和动态阈值估计（与能量检测标准值进行比较）；判断筛选出的有效接收信道是否存在干扰信号；若存在干扰信号，进行本地干扰检测，计算检测置信度估计值，利用M/N融合策略，确定干扰位置。
干扰位置估计对各节点上报的检测置信度
Figure 889475DEST_PATH_IMAGE005
进行权值滤波，将具有最大权值 的节点位置作为干扰源的近似位置，可以对干扰源进行粗略的地理位置定位。经过上述测 量、检测和滤波的处理，网络域干扰位置检测系统能够输出全局一致、相对可靠的干扰检测 结果和干扰位置估计结果。
显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种网络域协作干扰位置检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取工作频带内多个窄带信道的接收信号能量测量值RSSIf和解调信干噪比测量值SINRf；
S2、对各窄带信道的接收信号能量测量值RSSIf进行独立估计，并进行连续均值滤波，得到当前信道的干扰检测量估计值RSSIf_est；
S3、将解调信干噪比测量值SINRf和干扰检测量估计值RSSIf_est与预设检测阈值进行对比，筛选有效接收信道，并判断筛选出的有效接收信道是否存在干扰信号；
S4、采用M/N融合策略，对存在干扰信号的有效接收信道中各节点的检测置信度进行权值滤波，确定干扰源位置；所述检测置信度按照如下公式计算：
Figure 123786DEST_PATH_IMAGE001
；
式中，
Figure 913887DEST_PATH_IMAGE002
为任意频点f的接收信号能量测量值，
Figure 74741DEST_PATH_IMAGE003
和
Figure 342911DEST_PATH_IMAGE004
分别为各频点能量测 量值的最大值和最小值；
Figure 600717DEST_PATH_IMAGE005
为有效信号能量阈值；当任意频点f的干扰检测量估计 值RSSIf_est大于有效信号能量阈值时，检测置信度
Figure 434157DEST_PATH_IMAGE006
随能量增大呈指数递增，表示当 前干扰检测的加权可信度；当干扰检测量估计值RSSIf_est小于有效信号能量阈值时，检测 置信度
Figure 206941DEST_PATH_IMAGE006
为0，表示当前检测无干扰，不参与融合检测。
2.根据权利要求1所述的网络域协作干扰位置检测方法，其特征在于，在S3中，所述预设检测阈值包括解调信干噪比门限值和有效信号能量阈值，筛选有效接收信道时，包括：将解调信干噪比测量值SINRf与预设的解调信干噪比门限值SINR_thr进行对比，超过解调信干噪比门限值SINR_thr的信道作为有效接收信道CH_signal，低于解调信干噪比门限值的接收信道为无效接收信道CH_interfer。
3.根据权利要求2所述的网络域协作干扰位置检测方法，其特征在于，所述有效信号能量阈值，采用如下方法计算得出：
计算各有效接收信道的接收信号的能量均值，作为有效信号能量标准值RSSI_signal；
设定有效信号能量标准值RSSI_signal与虚警容限值之和为有效信号能量阈值。
4.根据权利要求3所述的网络域协作干扰位置检测方法，其特征在于，在S3中，判断筛选出的有效接收信道是否存在干扰信号，按照如下步骤：
将各窄带信道的干扰检测量估计值RSSIf_est与设定的有效信号能量阈值进行比较，判断干扰信号是否存在；若干扰检测量估计值RSSIf_est大于有效信号能量阈值，则判决该信道有干扰信号，若干扰检测量估计值RSSIf_est小于或等于有效信号能量阈值，则判决该信道无干扰信号。
5.根据权利要求1所述的网络域协作干扰位置检测方法，其特征在于，在S4中，采用M/N融合策略，进行权值滤波之前，还包括按照以下步骤判断所述有效接收信道的各节点中是否存在有效干扰节点：
统计各节点中受到频率干扰的节点总数N，当N个节点中的至少M个节点报告了有干扰信号到达干扰决策节点时，则判决为该信道存在有效干扰节点。
6.一种网络域协作干扰位置检测系统，其特征在于，包括AD变换模块、RSSI测量模块、RSSI估计模块、SINR测量模块、本地干扰检测模块、融合检测模块和干扰位置估计模块；
所述AD变换模块用于接收射频前端输入的宽带无线信号，并输出数字域的宽带无线信号；
所述RSSI测量模块，用于对数字域的宽带无线信号进行多信道并行能量检测，获得工作频带内多个窄带信道的接收信号能量测量值RSSIf；
RSSI估计模块，用于对各窄带信道的接收信号能量测量值RSSIf进行独立估计，并进行连续均值滤波，得到当前信道的干扰检测量估计值RSSIf_est；
SINR测量模块，用于对各信道输入的低速脉冲信号进行信干噪比测量，得到解调信干噪比测量值SINRf；
本地干扰检测模块，用于将解调信干噪比测量值SINRf和干扰检测量估计值RSSIf_est与预设检测阈值进行对比，筛选有效接收信道，并判断各个信道是否存在干扰信号；
融合检测模块，用于预设M/N融合策略；
干扰位置估计模块，用于根据M/N融合策略，对信道中各节点的检测置信度进行权值滤波，确定干扰源位置，所述检测置信度按照如下公式计算：
Figure 154168DEST_PATH_IMAGE001
；
式中，
Figure 328798DEST_PATH_IMAGE002
为任意频点f的接收信号能量测量值，
Figure 398385DEST_PATH_IMAGE003
和
Figure 799410DEST_PATH_IMAGE004
分别为各频点能量测 量值的最大值和最小值；
Figure 409383DEST_PATH_IMAGE005
为有效信号能量阈值；当任意频点f的干扰检测量估计 值RSSIf_est大于有效信号能量阈值时，检测置信度
Figure 641781DEST_PATH_IMAGE006
随能量增大呈指数递增，表示当 前干扰检测的加权可信度；当干扰检测量估计值RSSIf_est小于有效信号能量阈值时，检测 置信度
Figure 819953DEST_PATH_IMAGE006
为0，表示当前检测无干扰，不参与融合检测。
7.根据权利要求6所述的网络域协作干扰位置检测系统，其特征在于，还包括同步捕获模块和多路信号抽取模块；
所述同步捕获模块用于对输入的宽带无线信号进行滑动自相关，获得各信道的最佳采样时刻，用于抽取各信道的脉冲信号；
所述多路信号抽取模块用于获得最佳采样时刻后，以信息速率抽取输入的高速数字信号，获得各窄带信道的低速数字信号，用于后续的多路信号测量和估计。
8.根据权利要求7所述的网络域协作干扰位置检测系统，其特征在于，还包括动态阈值估计模块，所述动态阈值估计模块，用于设置预设检测阈值，所述预设检测阈值包括解调信干噪比门限值；所述解调信干噪比门限值用于筛选有效接收信道，包括将解调信干噪比测量值SINRf与预设的解调信干噪比门限值SINR_thr进行对比，超过解调信干噪比门限值SINR_thr的信道为有效接收信道CH_signal，低于解调信干噪比门限值的接收信道为无效接收信道CH_interfer。
9.根据权利要求7所述的网络域协作干扰位置检测系统，其特征在于，所述预设检测阈值还包括有效信号能量阈值；所述有效信号能量阈值，用于判断筛选信道有无干扰信号；包括将各窄带信道的干扰检测量估计值RSSIf_est与设定的有效信号能量阈值进行比较，判断干扰信号是否存在；若干扰检测量估计值RSSIf_est大于有效信号能量阈值，则判决该信道有干扰信号，若干扰检测量估计值RSSIf_est小于或等于有效信号能量阈值，则判决该信道无干扰信号。
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