CN114666891A - 一种基于网格的通信干扰定位方法、系统及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于网格的通信干扰定位方法、系统及装置,该方法包括:对目标区域进行模型构建并识别模型参数,得到路径损耗模型;将目标区域进行网格划分并计算网格到轨迹点的距离;测量各轨迹点的功率并计算轨迹点之间的功率差,得到测量差值;结合网格到轨迹点的距离,基于路径损耗模型计算功率理论差值;遍历网格并基于测量差值与理论差值计算对应方差,以对应方差最小的为干扰定位点。该系统包括:学习模块、划分模块、测量模块、理论模块和遍历模块。该装置包括存储器以及用于执行上述基于网格的通信干扰定位方法的处理器。通过使用本发明,能够快速精准地定位出轨道通信干扰源。本发明可广泛应用于无线信号检测领域。
Description
技术领域
本发明涉及无线信号检测领域,尤其涉及一种基于网格的通信干扰定位方法、系统及装置。
背景技术
轨道交通通信系统是控制系统的中枢,对于轨道交通安全运营至关重要。由于干扰导致的轨道通信系统受限,会给轨道运营带来极大的安全隐患。如何快速准确对干扰源位置进行定位,成为轨道交通通信系统急需解决的技术问题。现有的干扰源定位方法大多存在定位速度慢或定位不精确的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种基于网格的通信干扰定位方法、系统及装置,能够快速精准地定位出轨道通信干扰源。
本发明所采用的第一技术方案是:一种基于网格的通信干扰定位方法,包括以下步骤:
对目标区域进行模型构建并识别模型参数,得到路径损耗模型;
将目标区域进行网格划分并计算网格到轨迹点的距离;
测量各轨迹点的功率并计算轨迹点之间的功率差,得到测量差值;
结合网格到轨迹点的距离,基于路径损耗模型计算功率理论差值;
遍历网格并基于测量差值与理论差值计算对应方差,以对应方差最小的为干扰定位点。
进一步,所述对目标区域进行模型构建并识别模型参数,得到路径损耗模型这一步,其具体包括:
在目标区域内选定坐标点并部署点频干扰源;
构建对数线性模型并设置模型待定系数;
测量轨道点的功率,得到功率测量值;
基于功率测量值和对数线性模型求解模型待定系数,得到路径损耗模型。
进一步,所述对数线性模型的公式表示如下:
L(d)=A+Blog(d)
上式中,d表示距离干扰源的距离,A和B表示待定参数。
进一步,所述基于功率测量值和对数线性模型求解模型待定系数,得到路径损耗模型这一步骤,其具体包括:
基于功率测量值对对数线性模型联立多组方程组,得到多组模型系数;
对多组模型系数作平均计算,得到最终模型待定系数;
将最终模型待定系数代入对数线性模型,得到路径损耗模型。
进一步,所述网格到轨迹点的距离的计算公式如下:
进一步,所述功率理论差值的计算公式如下:
进一步,所述方差的计算公式如下:
本发明所采用的第二技术方案是:一种基于网格的通信干扰定位系统,包括:
学习模块,用于对目标区域进行模型构建并识别模型参数,得到路径损耗模型;
划分模块,用于将目标区域进行网格划分并计算网格到轨迹点的距离;
测量模块,用于测量各轨迹点的功率并计算轨迹点之间的功率差,得到测量差值;
理论模块,用于结合网格到轨迹点的距离,基于路径损耗模型计算功率理论差值;
遍历模块,用于遍历网格并基于测量差值与理论差值计算对应方差,以对应方差最小的为干扰定位点。
本发明所采用的第三技术方案是:一种基于网格的通信干扰定位装置,包括:
至少一个处理器;
至少一个存储器,用于存储至少一个程序;
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现如上所述一种基于网格的通信干扰定位方法。
本发明方法、系统及装置的有益效果是:本发明通过学习阶段对目标区域的路径损耗模型进行校准,并使用优化后的路径损耗模型对不同网格的干扰模型进行功率匹配,以提升干扰定位算法的可靠性和准确性。相比传统的干扰定位算法,表现出较好的自适应性和稳定性。
附图说明
图1是本发明一种基于网格的通信干扰定位方法的步骤流程图;
图2是本发明一种基于网格的通信干扰定位系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号,其仅为了便于阐述说明而设置,对步骤之间的顺序不做任何限定,实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
如图1所示,本发明提供了一种基于网格的通信干扰定位方法,该方法包括以下步骤:
S1、对目标区域进行模型构建并识别模型参数,得到路径损耗模型;
S1.1、在目标区域内选定坐标点并部署点频干扰源;
具体地,首先在目标区域内选定坐标(Ix,Iy),并在此位置部署固定功率的点频干扰源
S1.2、构建对数线性模型并设置模型待定系数;
对数线性模型的公式表示如下:
L(d)=A+Blog(d)
上式中,d表示距离干扰源的距离,A和B表示待定参数。
S1.3、测量轨道点的功率,得到功率测量值;
具体地,采用功率计测量轨道沿线各点的功率测量值,假设轨道上各点的坐标为(xi,yi),i∈[1,N],其中N为测量点总数。
S1.4、基于功率测量值和对数线性模型求解模型待定系数,得到路径损耗模型。
S1.4.1、基于功率测量值对对数线性模型联立多组方程组,得到多组模型系数;
S1.4.2、对多组模型系数作平均计算,得到最终模型待定系数;
S1.4.3、将最终模型待定系数代入对数线性模型,得到路径损耗模型。
具体地,首先计算轨道坐标与干扰源的距离:
再将测量数据以三组为一单元,代入路径损耗模型,以求解待定参数。具体算法如下:
Pi=P0-L(di)=P0-A-Blog(di)
Pj=P0-L(dj)=P0-A-Blog(dj)
Pk=P0-L(dk)=P0-A-Blog(dk)
上式中,P0表示干扰源功率。以上三个方程联立,可得到路径损耗模型待定系数A和B。取多个数据组,求得各模型系数并做平均,求得最终的模型待定参数。
S2、将目标区域进行网格划分并计算网格到轨迹点的距离;
计算每个网格到轨迹点的距离:
S3、测量各轨迹点的功率并计算轨迹点之间的功率差,得到测量差值;
具体地,再次进行测量,记录各坐标点的测量功率Si,并计算各点功率测量差值,测量差值计算公式如下:
Ti,j=Si-Sj
S4、结合网格到轨迹点的距离,基于路径损耗模型计算功率理论差值;
功率理论差值的计算公式如下:
S5、遍历网格并基于测量差值与理论差值计算对应方差,以对应方差最小的为干扰定位点。
具体地,方差的计算公式如下:
遍历所有的网格,并取所有网格中对应方差最小的为干扰定位点,即最终所输出的干扰源坐标点,公式表示如下:
本发明提供的干扰定位算法分为学习和定位两个阶段:
学习阶段:首先在目标区域内选定干扰坐标,并在此位置部署固定功率的点频干扰源;确定路径损耗模型为对数线性模型,并设置相关待定系数;使用功率计测量轨道沿线各点的功率测量值,结合轨迹点坐标到干扰源的距离,确定路径损耗模型的待定参数。
定位阶段:根据定位精度需求将目标区域划分为若干个网格,并确定各个网格的中心点坐标,计算每个网格到轨迹点的距离;在轨道各点进行测量,记录各坐标点的测量功率,并计算各点功率测量差值;根据路径损耗模型计算理论差值,采用最大似然算法计算测量差值与理论差值之间的方差;遍历所有的网格,并取所有网格中对应方差最小的为干扰定位点,即最终所输出的干扰源坐标点。
如图2所示,一种基于网格的通信干扰定位系统,包括:
学习模块,用于对目标区域进行模型构建并识别模型参数,得到路径损耗模型;
划分模块,用于将目标区域进行网格划分并计算网格到轨迹点的距离;
测量模块,用于测量各轨迹点的功率并计算轨迹点之间的功率差,得到测量差值;
理论模块,用于结合网格到轨迹点的距离,基于路径损耗模型计算功率理论差值;
遍历模块,用于遍历网格并基于测量差值与理论差值计算对应方差,以对应方差最小的为干扰定位点。
上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中,本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同,并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
一种基于网格的通信干扰定位装置:
至少一个处理器;
至少一个存储器,用于存储至少一个程序;
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现如上所述一种基于网格的通信干扰定位方法。
上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中,本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同,并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
一种存储介质,其中存储有处理器可执行的指令,其特征在于:所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于实现如上所述一种基于网格的通信干扰定位方法。
上述方法实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中,本存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同,并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种基于网格的通信干扰定位方法,其特征在于,包括以下步骤:
对目标区域进行模型构建并识别模型参数,得到路径损耗模型;
将目标区域进行网格划分并计算网格到轨迹点的距离;
测量各轨迹点的功率并计算轨迹点之间的功率差,得到测量差值;
结合网格到轨迹点的距离,基于路径损耗模型计算功率理论差值;
遍历网格并基于测量差值与理论差值计算对应方差,以对应方差最小的为干扰定位点。
2.根据权利要求1所述一种基于网格的通信干扰定位方法,其特征在于,所述对目标区域进行模型构建并识别模型参数,得到路径损耗模型这一步,其具体包括:
在目标区域内选定坐标点并部署点频干扰源;
构建对数线性模型并设置模型待定系数;
测量轨道点的功率,得到功率测量值;
基于功率测量值和对数线性模型求解模型待定系数,得到路径损耗模型。
3.根据权利要求2所述一种基于网格的通信干扰定位方法,其特征在于,所述对数线性模型的公式表示如下:
L(d)=A+Blog(d)
上式中,d表示距离干扰源的距离,A和B表示待定参数。
4.根据权利要求3所述一种基于网格的通信干扰定位方法,其特征在于,所述基于功率测量值和对数线性模型求解模型待定系数,得到路径损耗模型这一步骤,其具体包括:
基于功率测量值对对数线性模型联立多组方程组,得到多组模型系数;
对多组模型系数作平均计算,得到最终模型待定系数;
将最终模型待定系数代入对数线性模型,得到路径损耗模型。
8.一种基于网格的通信干扰定位系统,其特征在于,包括:
学习模块,用于对目标区域进行模型构建并识别模型参数,得到路径损耗模型;
划分模块,用于将目标区域进行网格划分并计算网格到轨迹点的距离;
测量模块,用于测量各轨迹点的功率并计算轨迹点之间的功率差,得到测量差值;
理论模块,用于结合网格到轨迹点的距离,基于路径损耗模型计算功率理论差值;
遍历模块,用于遍历网格并基于测量差值与理论差值计算对应方差,以对应方差最小的为干扰定位点。
9.一种基于网格的通信干扰定位装置,其特征在于,包括:
至少一个处理器;
至少一个存储器,用于存储至少一个程序;
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-7任一项所述一种基于网格的通信干扰定位方法。
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