[发明专利]基于信号矩特征的频谱占用度测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线电频谱使用情况的测量方法，具体涉及无线电的频谱占用 度测量方法

背景技术

无线电频谱资源是不可再生的重要资源，因此需要有效的利用频谱。频谱 占用度是无线电频谱有效利用的体现，频谱占用度的测量结果不仅可以为无线 电频谱管理人员提供有关频谱实际使用情况的信息，方便无线电频谱管理人员 指配频率，同时还可以为频率主管部门提供频谱使用趋势的信息。目前无线电 监测行业，对无线电信号频谱占用度的测量普遍采用国际电信联盟(ITU)推荐 的占用度测量方法。它通过设置门限来测量信号的占用情况。

占用度是指在一段时间内有发射信号的时间比例。在国际电信联盟(ITU) 的相关文件中，涉及占用度的建议有ITU-R建议SM.1536(信道占用度)和ITU-R 建议SM.182-4(频谱占用度的自动监测)。根据ITU-R建议SM.1536的定义，连 续测量某一个信道一段时间，把信道内信号的场强超过一定的门限定义为占用， 最后把占用的时间百分比算出来称为占用度。占用度测量原理的数学表达式为：

P＝(T₁/T)×100％

其中，

P：信道占用度测试数值；

T1：监测信号超过门限电平值的时间。

T：总的监测时间。

实际监测过程中，采用抽样原理对占用度进行估计。设定门限，信号超过门 限进行计算。由于信号和背景噪声叠加在一起，使用门限测量占用度时，占用 度测量的准确性完全依赖于门限的选择。而合理的设置门限是一项非常困难的 工作，门限设置过高容易“丢失”信号，门限设置太低则容易引入背景噪声从 而带来测量误差。

另外这种占用度测量方法还只能测量信号的信噪比大于15dB的信号。这是 由于背景噪声和信号的瞬时变化，信号的信噪比较小时，信号和噪声将产生重 叠。信噪比越低，信号和噪声重叠程度越大，甚至信号完全淹没在背景噪声中。 当信号的信噪比SNR小于15dB时，不能通过门限值来测量频谱占用度。

最后频谱占用度测量方法需要存贮大量的数据，再进行离线计算分析。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种不需要设置门限，实现频谱占用 度的自动监测。

一种基于信号矩特征的频谱占用度测量方法，利用信号的信道占用度p与 两个信号矩特征信号相对均值μ_R、信号的相对方差之间的关系按照如下步骤 进行：

μR=μ-μNS]]>

σR2=σ2-σN2S2]]>

μ为信号的均值，σ²是信号的方差；

μ_N为背景噪声的均值，为背景噪声方差；

S为信号相对于背景噪声之上的强度；

①在测量周期内对指定频段的频谱信号进行连续扫描采样，X为某一信道采 样的信号电平值；

②在测量周期内按照时间序列迭代计算每一信道信号的均值μ和方差σ²， 迭代公式：