[发明专利]一种频谱占用度测量方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线电管理与监测技术领域，尤其涉及一种频谱占用度的测量方法及设备。

背景技术

频道（信道）占用度测量是无线电日常监测的重要内容之一，是进行频谱利用的监测和管理的主要技术手段。在无线电日常监测中对某些无线电频段进行占用度测量有助于了解和掌握每一个正在使用的或已经指配的频道占用和使用的情况。在国际电联（ITU）的ITU-R建议SM.1536《信道占用度测量》和SM.184-2《频谱占用度的自动监测》中给出了频谱占用度的测量方法，《频谱监测手册》中也有关于频谱占用度的描述。在这些文件中，都列出了在一定相对精度和置信度条件下，采样（测量）点数与占用度的对应关系。目前已有的频谱占用度测试原理为：利用信号采样原理，对超过信号检测门限电平的频道信号持续时间进行统计，将在一段时间内得到的统计数值与测试时间的比值（×％）作为频道占用度测试值。

η＝（T1/T）×％

式中

η：频道占用度测试数值；

T1：被检测信号超过检测门限电平值的持续时间；

T：测试时间。

目前，关于频谱占用度的测量方法有很多，多数方法都是在长时间的测量基础上求出占用度数值，但是这些文献或者专利大多给出了置信区间和相对精度的求法，只有空泛的理论，却没有给出具体的监测计算步骤，使得方法和实用性脱离。发明人在实现发明的过程中，发现现有的频谱占用度测量技术有如下不足：

在实际监测计算中，ITU测量方法采用泊松分布的数学模型进行频谱占用度计算，有一定局限性，只考虑到了独立采样的情况，没有考虑非独立采样的情况。而很多频道，不同时刻的发射具有一定的相关性，独立采样无法体现这种相关性。

发明内容

本发明创造提供一种频谱占用度测量方法，在考虑频道发射相关性的情况下进行非独立采样的占用度测量，并保证占用度估值的置信区间和相对精度。其方法为：

将接收的信号场强与门限电平进行比较，获得比较结果序列。

将比较结果序列按照一阶马尔科夫链的分布规律进行分析计算，计算出频谱占用度值及置信区间和相对精度。

优选的，检测频道内信号场强，与门限场强进行比较，比较结果序列为随机过程x(n)，为0，1序列，超过门限记为1，不超过门限记为0。

x(n)符合一阶马尔科夫链，对一阶马尔科夫链，第i次事件的概率依赖于i-1次，但不依赖于i-2次及之前的事件。假设马尔科夫过程达到稳定状态，令， p的估计值为占用度估值，即事件发生的概率，转移概率。

在n次扫描中，频道被占用次数为c，则p的最大似然估计为，用相关序列估计，其中。

p的（大量采样，）上下置信界限为，，其中和是独立采样的上下置信界限。如果算出来是负的，上下置信界限替换为，。

相对精度为，其中UI和LI代表独立采样的上下置信因子，，为均值0、方差1正态分布处的上边界值。

令P表示M次试验中至少发生一次的概率，即置信度，则，在给出置信度P的情况下，频道的最少检测次数M由此式给出。

在频段监测中，经过K>M次扫描之后，根据上述计算，大部分频道占用度都达到了置信区间，但仍有少部分频道未达到置信区间，对这部分频道增加扫描次数，并重复上述计算步骤，直至达到置信区间。

本发明还提供一种频谱占用度测量设备，用于频谱的检测和占用度计算，该设备包括：

射频接收模块，用于接收频道内信号；

检测比较模块，将接收的信号场强与门限电平进行比较，获得比较结果序列；

占用度计算模块：将比较结果序列按照一阶马尔科夫链的分布规律进行分析计算，计算出频谱占用度值及置信区间和相对精度；

比较反馈模块：将某一频道占用度计算值的置信度与设定的置信区间比较，如果达到置信区间，可将结果直接输出，如果未达到置信区间，则将增加扫描次数指令反馈给检测比较模块，对该频道继续扫描检测；

输出模块：以图和表的形式输出频谱占用度分析数据。

附图说明

下面将对实施例或技术描述中所需要使用的附图做简单说明，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1是本发明的频谱占用度测量方法流程图。

图2为输出模块输出的频道占用度示意图。