[发明专利]背景干扰噪声电平预测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及频率管理技术，特别涉及一种背景干扰噪声电平预测方法及系统。

背景技术

背景干扰噪声是影响接收机信号干扰噪声比的决定因素之一，其预测精度直接影响到动态频率管理的准确性和有效性。背景干扰噪声是影响或破坏无线电设备正常工作的电磁辐射的总和，由干扰信号和背景噪声组成。目前围绕背景干扰噪声电平预测的主要技术有以下几种：

(1)ITU-R P.372建议书提供了0.1Hz～100GHz范围内背景噪声电平的参考值，该建议书将背景噪声规定为各种来源的无用辐射的总和，且专门排除了来自单一可识别发射信号，这种方式对实际环境特别是城市和居民区等噪声发射设备密集地区并不适用，估算的背景噪声值会普遍偏低。

(2)ITU-R SM.1753建议书给出了一种实际无线电应用中测量和评估背景噪声的方法。该建议书将背景噪声分为高斯白噪声、脉冲噪声和单载波噪声三个组成部分。对高斯白噪声的测量采用“20％方法”，即首先对所研究的频段进行扫描，选取一个或多个不存在发射的频点，记录一定时间段的电平值，并采用其中最低的20％的电平值的中值作为噪声电平。该方法舍弃了80％的样本，精度不高，且需要人工参与选择空闲频点，实施较为复杂。

(3)目前还有一种基于分层-聚类算法的电磁背景噪声提取方法，该方法将采集的频谱监测数据进行数据子集划分和场强分层，获取各聚类簇的中心场强值，通过对中心场强值排序得到背景噪声样本值，形成背景噪声样本序列，获取单位时间内的背景噪声电平。该方法相比上述两种方法，精度显著提高，且不需要人工参与。但该方法以及上述两种方法均只提供了对背景噪声的预测，而在实际的动态频率管理应用中，还需要考虑干扰信号的影响。

在频谱监测中，每个频点采集的电磁能量为该频点的干扰噪声电平总和。由于干扰的随机性，特别是短波频段，干扰噪声电平往往在较大范围内波动，采用实测数据或一段时间内的均值作为短期内的干扰噪声电平预测值，精度亦难以满足要求。

发明内容

基于此，为解决现有背景干扰噪声电平预测技术中存在的问题，本发明提供一种背景干扰噪声电平预测方法及系统，科学分析累积的历史频谱监测数据，得出较高精度的背景干扰噪声电平预测值。

为实现上述目的，本发明实施例中采用如下技术方案：

一种背景干扰噪声电平预测方法，包括如下步骤：

根据预测频点的历史背景干扰噪声电平均值数据集构建相关系数矩阵；所述历史背景干扰噪声电平均值数据集包括所述预测频点在若干个不同时间段的背景干扰噪声电平均值；

求解所述相关系数矩阵获得相关系数；

根据所述相关系数及所述历史背景干扰噪声电平均值数据集中预测时刻所对应的若干个不同时间段的背景干扰噪声电平均值，获取所述预测频点在预测时刻的背景干扰噪声电平预测值；

根据预测频点的历史背景干扰噪声电平均值数据集构建相关系数矩阵的过程包括如下步骤：

根据所述历史背景干扰噪声电平均值数据集选定若干个时间段作为参考时间段；

获取与所述参考时间段相关的若干个相关时间段；

根据所述参考时间段的背景干扰噪声电平均值以及所述相关时间段的背景干扰噪声电平均值构建所述参考时间段的相关函数；

根据各个所述参考时间段的相关函数构建所述相关系数矩阵。

本发明根据历史背景干扰噪声电平均值数据集进行相关性分析，获取相关系数，根据历史数据以及相关系数获取预测频点在预测时刻的背景干扰噪声电平预测值，具有较高的预测精度。另外，本发明在处理数据时采用相关性法，因而对历史数据量的要求较低，在保证良好的预测精度时提高了计算效率，且适用于全频段。

附图说明

图1为本发明实施例中背景干扰噪声电平预测方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中构建相关系数矩阵的流程示意图；

图3为本发明实施例中6MHz的背景干扰噪声电平预测结果与实际结果的对比示意图；

图4为本发明实施例中6MHz的背景干扰噪声电平预测误差分布图；

图5为本发明实施例中11MHz的背景干扰噪声电平预测结果与实际结果的对比示意图；

图6为本发明实施例中11MHz的背景干扰噪声电平预测误差分布图；

图7为本发明实施例中15MHz的背景干扰噪声电平预测结果与实际结果的对比示意图；

图8为本发明实施例中15MHz的背景干扰噪声电平预测误差分布图；