本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種估算噪聲功率的方法及裝置。

背景技術(shù)：

雷達系統(tǒng)在工作時會產(chǎn)生系統(tǒng)噪聲，該系統(tǒng)噪聲包括內(nèi)部系統(tǒng)噪聲和外部系統(tǒng)噪聲。內(nèi)部系統(tǒng)噪聲主要包括兩部分，一部分是由接收機電阻，饋線，以及諧振回路等有損耗元件所產(chǎn)生的熱噪聲，另外一部分是由電子管，晶體管等有源器件所產(chǎn)生的噪聲。外部噪聲包括天線的熱噪聲，以及相鄰雷達，電臺，天電，宇宙射線等干擾所產(chǎn)生的噪聲。為了提高雷達系統(tǒng)的探測精度，需要從所探測的回波信號的功率中去除系統(tǒng)的噪聲功率所產(chǎn)生的影響。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中，采用如下方法探測雷達系統(tǒng)中的系統(tǒng)放入噪聲功率：在雷達系統(tǒng)每次體掃進行高仰角掃描結(jié)束后，雷達系統(tǒng)的天線下降之前，雷達系統(tǒng)不發(fā)射信號，只接收信號，將此時探測到的回波信號的功率的均值作為下一次體掃的系統(tǒng)的噪聲功率。采用上述方法，所探測到系統(tǒng)的噪聲功率是一個固定值，雷達系統(tǒng)的外部環(huán)境的瞬時變化，使得所探測到的系統(tǒng)的噪聲功率誤差大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種估算噪聲功率的方法及裝置，從而能夠去除外部環(huán)境的瞬時變化所影響的數(shù)據(jù)，降低所探測到的系統(tǒng)的噪聲功率的誤差。

為此，本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

一種估算噪聲功率的方法，所述方法包括：

接收回波信號，按照預(yù)設(shè)的采樣數(shù)對所述回波信號中的脈沖信號進行采樣，獲得多個距離庫，每個所述距離庫中包括多個脈沖信號的數(shù)據(jù)；

根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的第一回波功率；

采用線性滑動平均方法對所有距離庫的第一回波功率進行濾波，獲得每個距離庫的第二回波功率；

根據(jù)所有距離庫的第二回波功率計算每個距離庫的回波功率標準差；

根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的質(zhì)量控制因子SQI；

根據(jù)所述每個距離庫的第二回波功率，所述每個距離庫的回波功率標準差以及所述每個距離庫的SQI，去除受外部環(huán)境影響的第二回波功率，獲得不受外部環(huán)境影響的第二回波功率計算所述回波信號的噪聲功率。

可選的，所述根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的SQI包括：

根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的零階自相關(guān)；

根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的一階自相關(guān)；

計算每個距離庫的一階自相關(guān)與該距離庫的零階自相關(guān)的商作為該距離庫的SQI。

可選的，所述采用線性滑動平均方法對所有距離庫的第一回波功率進行濾波，獲得每個距離庫的第二回波功率包括：

獲取窗口長度中每個距離庫的第一回波功率，所述窗口長度包括連續(xù)的預(yù)設(shè)個數(shù)的距離庫，所述預(yù)設(shè)個數(shù)為奇數(shù)；

計算所述窗口長度中所有距離庫的第一回波功率的平均值作為第一均值；

計算所述第一均值與所述窗口長度中位于中心位置的距離庫的第一回波功率的差的絕對值；

當所述差的絕對值大于第一閾值時，計算所述窗口長度中除了位于中心位置的距離庫以外，其他所有距離庫的第一回波函數(shù)的均值作為第二均值，所述第二均值為所述窗口長度中位于中心位置的距離庫的第二回波函數(shù)；當所述差的絕對值小于等于第一閾值時，所述位于中心位置的距離庫的第二回波功率是所述位于中心位置的距離庫的第一回波功率。

可選的，所述根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的第一回波功率包括：

采用下述公式根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的第一回波功率：

$P\left(k\right)=\frac{1}{M}\underset{m=0}{\overset{M-1}{\Σ}}|x{\left(m\right)}_k{|}^2;$

其中，P(k)為第k個距離庫的第一回波功率，M為距離庫中脈沖信號的采樣數(shù)，x(m)_k為距離庫中第m個脈沖信號的數(shù)據(jù)，m的取值范圍為0至M-1的正整數(shù)。

可選的，所述根據(jù)所有距離庫的第二回波功率計算每個距離庫的回波功率標準差包括：

采用下述公式根據(jù)所有距離庫的第二回波功率計算每個距離庫的回波功率標準差：

$P_{sm}std\left(k\right)={\[\frac{1}{N-1}\underset{k=1}{\overset{N-1}{\Σ}}{\left(P_{sm}\right(k)-{\stackrel{\‾}{P}}_{sm}(N\left)\right)}^2\]}^{0.5};$

其中，P_smstd(k)為k個距離庫的回波功率標準差，N為所述回波信號中距離庫的個數(shù)，P_sm(k)為第k個距離庫的第二回波功率，為N個距離庫的第二回波功率的平均值。

可選的，所述去除受外部環(huán)境影響的第二回波功率，獲得不受外部環(huán)境影響的第二回波功率計算所述回波信號的噪聲功率包括：

從所有距離庫的第二回波功率中提取所有的第一數(shù)據(jù)段，每個所述第一數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率小于第二閾值，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于第一長度，所述第二閾值大于所有距離庫的第二回波功率中最小的第二回波功率，并且所述第二閾值不大于10倍的所述最小的第二回波功率，所述第一長度不小于2公里；

從所有的第一數(shù)據(jù)段中提取所有的第二數(shù)據(jù)段，每個所述第二數(shù)據(jù)段中所有距離庫的SQI小于第三閾值，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于所述第一長度，所述第三閾值不小于0.4，并且所述第三閾值不大于0.6；

從所有的第二數(shù)據(jù)段中提取所有的第三數(shù)據(jù)段，每個所述第三數(shù)據(jù)段中的所有距離庫的回波功率標準差小于所述第四閾值，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于第二長度，所述第二長度不小于4公里；

計算每個第三數(shù)據(jù)段的第三均值，將最小的第三均值作為第一近似噪聲功率，每個第三數(shù)據(jù)段的第三均值為該第三數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率的平均值；

根據(jù)所述第一近似噪聲功率計算第五閾值；

從所有第三數(shù)據(jù)段中提取所有第四數(shù)據(jù)段，每個所述第四數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率小于所述第五閾值，獲取所有第四數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率的中值作為中值回波功率；

從所有第四數(shù)據(jù)段中提取所有第五數(shù)據(jù)段，每個所述第五數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率不大于所述中值回波功率，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于第三長度，所述第三長度不小于1.5公里；

計算所有第五數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率的平均值作為第二近似噪聲功率；

根據(jù)所述第二近似噪聲功率計算第六閾值；

從所有第五數(shù)據(jù)段中提取所有小于所述第六閾值的距離庫的第二回波功率，當所有小于所述第六閾值的距離庫中的脈沖信號長度的和大于第七閾值時，計算所有小于所述第六閾值的距離庫的第二回波功率的平均值作為噪聲功率。

一種估算噪聲功率的裝置，所述裝置包括：

接收單元，用于接收回波信號，按照預(yù)設(shè)的采樣數(shù)對所述回波信號中的脈沖信號進行采樣，獲得多個距離庫，每個所述距離庫中包括多個脈沖信號的數(shù)據(jù)；

第一計算單元，用于根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的第一回波功率；

濾波單元，用于采用線性滑動平均方法對所有距離庫的第一回波功率進行濾波，獲得每個距離庫的第二回波功率；

第二計算單元，用于根據(jù)所有距離庫的第二回波功率計算每個距離庫的回波功率標準差；

第三計算單元，用于根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的質(zhì)量控制因子SQI；

第四計算單元，用于根據(jù)所述每個距離庫的第二回波功率，所述每個距離庫的回波功率標準差以及所述每個距離庫的SQI，去除受外部環(huán)境影響的第二回波功率，獲得不受外部環(huán)境影響的第二回波功率計算所述回波信號的噪聲功率。

可選的，所述第三計算單元包括：

第一計算子單元，用于根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的零階自相關(guān)；

第二計算子單元，用于根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的一階自相關(guān)；

第三計算子單元，用于計算每個距離庫的一階自相關(guān)與該距離庫的零階自相關(guān)的商作為該距離庫的SQI。

可選的，所述濾波單元包括：

獲取子單元，用于獲取窗口長度中每個距離庫的第一回波功率，所述窗口長度包括連續(xù)的預(yù)設(shè)個數(shù)的距離庫，所述預(yù)設(shè)個數(shù)為奇數(shù)；

第四計算子單元，用于計算所述窗口長度中所有距離庫的第一回波功率的均值作為第一均值；

第五計算子單元，用于計算所述第一均值與所述窗口長度中位于中心位置的距離庫的第一回波功率的差的絕對值；

第六計算子單元，用于當所述差的絕對值大于第一閾值時，計算所述窗口長度中除了位于中心位置的距離庫以外，其他所有距離庫的第一回波函數(shù)的均值作為第二均值，所述第二均值為所述窗口長度中位于中心位置的距離庫的第二回波函數(shù)；當所述差的絕對值小于等于第一閾值時，所述位于中心位置的距離庫的第二回波功率是所述位于中心位置的距離庫的第一回波功率。

可選的，

所述第一計算單元，用于采用下述公式根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的第一回波功率：

$P\left(k\right)=\frac{1}{M}\underset{m=0}{\overset{M-1}{\Σ}}|x{\left(m\right)}_k{|}^2;$

其中，P(k)為第k個距離庫的第一回波功率，M為距離庫中脈沖信號的采樣數(shù)，x(m)_k為距離庫中第m個脈沖信號的數(shù)據(jù)，m的取值范圍為0至M-1的正整數(shù)。

可選的，

所述第二計算單元，用于采用下述公式根據(jù)所有距離庫的第二回波功率計算每個距離庫的回波功率標準差：

$P_{sm}std\left(k\right)={\[\frac{1}{N-1}\underset{k=1}{\overset{N-1}{\Σ}}{\left(P_{sm}\right(k)-{\stackrel{\‾}{P}}_{sm}(N\left)\right)}^2\]}^{0.5};$

其中，P_smstd(k)為k個距離庫的回波功率標準差，N為所述回波信號中距離庫的個數(shù)，P_sm(k)為第k個距離庫的第二回波功率，為N個距離庫的第二回波功率的平均值。

可選的，所述第四計算單元包括：

第一提取子單元，用于從所有距離庫的第二回波功率中提取所有的第一數(shù)據(jù)段，每個所述第一數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率小于第二閾值，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于第一長度，所述第二閾值大于所有距離庫的第二回波功率中最小的第二回波功率，并且所述第二閾值不大于10倍的所述最小的第二回波功率，所述第一長度不小于2公里；

第二提取子單元，用于從所有的第一數(shù)據(jù)段中提取所有的第二數(shù)據(jù)段，每個所述第二數(shù)據(jù)段中所有距離庫的SQI小于第三閾值，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于所述第一長度，所述第三閾值不小于0.4，并且所述第三閾值不大于0.6；

第三提取子單元，用于從所有的第二數(shù)據(jù)段中提取所有的第三數(shù)據(jù)段，每個所述第三數(shù)據(jù)段中的所有距離庫的回波功率標準差小于所述第四閾值，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于第二長度，所述第二長度不小于4公里；

第七計算子單元，用于計算每個第三數(shù)據(jù)段的第三均值，將最小的第三均值作為第一近似噪聲功率，每個第三數(shù)據(jù)段的第三均值為該第三數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率的平均值；

第八計算子單元，用于根據(jù)所述第一近似噪聲功率計算第五閾值；

第四提取子單元，用于從所有第三數(shù)據(jù)段中提取所有第四數(shù)據(jù)段，每個所述第四數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率小于所述第五閾值，獲取所有第四數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率的中值作為中值回波功率；

第五提取子單元，用于從所有第四數(shù)據(jù)段中提取所有第五數(shù)據(jù)段，每個所述第五數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率不大于所述中值回波功率，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于第三長度，所述第三長度不小于1.5公里；

第九計算子單元，用于計算所有第五數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率的平均值作為第二近似噪聲功率；

第十計算子單元，用于根據(jù)所述第二近似噪聲功率計算第六閾值；

第六提取子單元，用于從所有第五數(shù)據(jù)段中提取所有小于所述第六閾值的距離庫的第二回波功率，當所有小于所述第六閾值的距離庫中的脈沖信號長度和大于第七閾值時，計算所有小于所述第六閾值的距離庫的第二回波功率的平均值作為噪聲功率。

通過上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明有如下有益效果：

本發(fā)明實施例提供的一種估算噪聲功率的方法及裝置，接收回波信號，按照預(yù)設(shè)的采樣數(shù)對所述回波信號中的脈沖信號進行采樣，獲得多個距離庫，每個所述距離庫中包括多個脈沖信號的數(shù)據(jù)；根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的第一回波功率；采用線性滑動平均方法對所有距離庫的第一回波功率進行濾波，獲得每個距離庫的第二回波功率；根據(jù)所有距離庫的第二回波功率計算每個距離庫的回波功率標準差；根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的質(zhì)量控制因子SQI；根據(jù)所述每個距離庫的第二回波功率，所述每個距離庫的回波功率標準差以及所述每個距離庫的SQI，去除受外部環(huán)境影響的第二回波功率，獲得不受外部環(huán)境影響的第二回波功率計算所述回波信號的噪聲功率。從所接收的回波信號中，去除受外部環(huán)境影響的數(shù)據(jù)，只保留不受外部環(huán)境影響的數(shù)據(jù)，根據(jù)不受外部環(huán)境影響的數(shù)據(jù)計算噪聲功率，提高了所探測的回波信號的噪聲功率的精度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種估算噪聲功率的方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的窗口長度中距離庫的示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種估算噪聲功率的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了給出避免外部環(huán)境影響所探測的系統(tǒng)的噪聲功率的實現(xiàn)方案，本發(fā)明實施例提供了一種估算噪聲功率的方法及裝置，以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種估算噪聲功率的方法流程圖，包括：

101：接收回波信號，按照預(yù)設(shè)的采樣數(shù)對所述回波信號中的脈沖信號進行采樣，獲得多個距離庫，每個所述距離庫中包括多個脈沖信號的數(shù)據(jù)。

雷達系統(tǒng)接收的回波信號是連續(xù)的脈沖信號，對回波信號按照預(yù)設(shè)的采樣數(shù)進行采樣，假設(shè)采樣數(shù)為M，則對回波信號中每隔M個連續(xù)的脈沖信號進行一次采樣，每次采樣所得的M個連續(xù)的脈沖信號即為一個距離庫，則一個距離庫中有M個脈沖信號的數(shù)據(jù)。

假設(shè)對一個回波信號采樣后，獲得的距離庫的個數(shù)為N，則雷達系統(tǒng)所接收的該回波信號中有M×N個脈沖信號。由于回波信號中的脈沖信號是連續(xù)的，則每個距離庫中的脈沖信號也是連續(xù)的，按照采樣的先后順序所獲得距離庫，相鄰的距離庫中的脈沖信號也是連續(xù)的。

舉例說明：對回波信號按照采樣數(shù)進行采樣，第1個距離庫中的脈沖信號與第2個距離庫中的脈沖信號是連續(xù)的，即第1個距離庫中最后一個采樣的脈沖信號與第2個距離庫中第一個采樣的脈沖信號，在回波信號中是連續(xù)的；第2個距離庫中的脈沖信號與第3個距離庫中的脈沖信號是連續(xù)的，即第2個距離庫中最后一個采樣的脈沖信號與第3個距離庫中第一個采樣的脈沖信號，在回波信號中是連續(xù)的；第3個距離庫中的脈沖信號與第4個距離庫中的脈沖信號是連續(xù)的，即第3個距離庫中最后一個采樣的脈沖信號與第4個距離庫中第一個采樣的脈沖信號，在回波信號中是連續(xù)的，以此類推，第N-1個距離庫中的脈沖信號與第N個距離庫中的脈沖信號是連續(xù)的，即第N-1個距離庫中最后一個采樣的脈沖信號與第N個距離庫中第一個采樣的脈沖信號，在回波信號中是連續(xù)的。

102：根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的第一回波功率。

雷達系統(tǒng)對所接收的回波功率進行采樣，獲得多個距離庫，每個距離庫中包括多個脈沖信號的數(shù)。假設(shè)有N個距離庫，每個距離庫中有M個脈沖信號，則第k個距離庫中第m個脈沖信號的數(shù)據(jù)記為：

x(m)_k,k＝1,2,…,N。

每個距離庫的第一回波功率采用公式(1)計算：

$P\left(k\right)=\frac{1}{M}\underset{m=0}{\overset{M-1}{\Σ}}|x{\left(m\right)}_k{|}^2---\left(1\right);$

其中，P(k)為第k個距離庫的第一回波功率，M為距離庫中脈沖信號的采樣數(shù)，x(m)_k為距離庫中第m個脈沖信號的數(shù)據(jù)，m的取值范圍為0至M-1的正整數(shù)。

103：采用線性滑動平均方法對所有距離庫的第一回波功率進行濾波，獲得每個距離庫的第二回波功率。

采用線性滑動平均方法對所有距離庫的第一回波功率進行濾波，主要是為了去除回波信號中的奇異值點。

在一個例子中，采用線性滑動平均方法對所有距離庫的第一回波功率進行濾波，獲得每個距離庫的第二回波功率包括：

獲取窗口長度中每個距離庫的第一回波功率，所述窗口長度包括連續(xù)的預(yù)設(shè)個數(shù)的距離庫，所述預(yù)設(shè)個數(shù)為奇數(shù)；

計算所述窗口長度中所有距離庫的第一回波功率的均值作為第一均值；

計算所述第一均值與所述窗口長度中位于中心位置的距離庫的第一回波功率的差的絕對值；

當所述差的絕對值大于第一閾值時，計算所述窗口長度中除了位于中心位置的距離庫以外，其他所有距離庫的第一回波函數(shù)的均值作為第二均值，所述第二均值為所述窗口長度中位于中心位置的距離庫的第二回波函數(shù)；當所述差的絕對值小于等于第一閾值時，所述位于中心位置的距離庫的第二回波功率是所述位于中心位置的距離庫的第一回波功率。

窗口長度是根據(jù)實際需要預(yù)先設(shè)定的所關(guān)注的距離庫的個數(shù)，根據(jù)窗口長度內(nèi)的距離庫的第一回波功率，獲得窗口長度內(nèi)位于中心位置的距離庫的第二回波函數(shù)。

窗口長度中包括連續(xù)的預(yù)設(shè)個數(shù)的距離庫，距離庫的個數(shù)為奇數(shù)，這是為了保證窗口長度內(nèi)位于中心位置的距離庫唯一。計算窗口長度內(nèi)所有距離庫的第一回波功率的平均值作為第一均值。例如：若窗口長度內(nèi)包括5個距離庫，則計算窗口長度內(nèi)5個距離庫的第一回波功率的平均值作為第一均值。若窗口長度內(nèi)包括7個距離庫，則計算窗口長度內(nèi)7個距離庫的第一回波功率的平均值作為第一均值。

采用公式(2)計算第一均值：

$\stackrel{\‾}{P}\left(k\right)=\frac{1}{L}\underset{i=1}{\overset{L}{\Σ}}{P}_i\left(k\right)---\left(2\right);$

其中，為第一均值，L為窗口長度內(nèi)包含的距離庫的個數(shù)，P_i(k)為窗口長度內(nèi)每個距離庫的第一回波功率，i＝1,2,…,L。

采用公式(3)計算窗口長度中位于中心位置的距離庫的第二回波功率：

其中，P_sm(k)為第k個距離庫的第二回波功率(窗口長度中位于中心位置的距離庫的第二回波功率)，L為窗口長度內(nèi)包含的距離庫的個數(shù)，為窗口長度內(nèi)L個距離庫的第一回波功率的和，P(k)為第第k個距離庫的第一回波功率(窗口長度中位于中心位置的距離庫的第一回波功率)，為第一均值。

采用公式(2)和公式(3)計算每個距離庫的第二回波功率，計算每個距離庫的第二回波功率時，該距離庫都是窗口長度中位于中心位置的距離庫。

舉例說明，如圖2所示，窗口長度內(nèi)包括C，D，E，F(xiàn)，G，一共5個距離庫。計算C，D，E，F(xiàn)，G，5個距離庫的第一回波功率的平均值作為第一均值。E距離庫為窗口長度中位于中心位置的距離庫，當?shù)谝痪蹬cE距離庫的第一回波功率的差的絕對值大于第一閾值時，E距離庫的第二回波功率為當?shù)谝痪蹬cE距離庫的第一回波功率的差不小于第一閾值時，E距離庫的第二回波功率為E距離庫的第一回波功率。類似的，以其他距離庫作為窗口長度中位于中心位置的距離庫，計算其他距離庫的第二回波功率，這里不再一一贅述。

104：根據(jù)所有距離庫的第二回波功率計算每個距離庫的回波功率標準差。

雷達系統(tǒng)所接收的回波信號，按照預(yù)設(shè)的采樣數(shù)進行采樣后，獲得N個距離庫，則根據(jù)N個距離庫的的第二回波功率，計算每個距離庫的回波功率的標準差。

采用公式(4)計算每個距離庫的回波功率標準差：

$P_{sm}std\left(k\right)={\[\frac{1}{N-1}\underset{k=1}{\overset{N-1}{\Σ}}{\left(P_{sm}\right(k)-{\stackrel{\‾}{P}}_{sm}(N\left)\right)}^2\]}^{0.5}---\left(4\right);$

其中，P_smstd(k)為k個距離庫的回波功率標準差，N為所述回波信號中距離庫的個數(shù)，P_sm(k)為第k個距離庫的第二回波功率，為N個距離庫的第二回波功率的平均值。

105：根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的質(zhì)量控制因子SQI。

根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)，計算每個距離庫的零階自相關(guān)，計算每個距離庫的一階自相關(guān)，一個距離庫的一階自相關(guān)與零階自相關(guān)的商為該距離庫的質(zhì)量控制因子(Signal Quality Index，SQI)。

采用公式(5)計算每個距離庫的零階自相關(guān)：

$R_{0mag}\left(k\right)=|\frac{1}{M}\underset{j=0}{\overset{M-1}{\Σ}}{x}^{*}{\left(j\right)}_k\·x{\left(j\right)}_k|---\left(5\right);$

其中，R_0mag(k)為第k個距離庫的零階自相關(guān)，M為距離庫中脈沖信號的采樣數(shù)，x(j)_k為第k個距離庫中第j個脈沖信號的數(shù)據(jù)，x^*(j)_k為x(j)_k的共軛，j＝0，1,2,…,M-1。

采用公式(6)計算每個距離庫的一階自相關(guān)：

$R_{1mag}\left(k\right)=|\frac{1}{M}\underset{j=0}{\overset{M-1}{\Σ}}{x}^{*}{\left(j\right)}_k\·x{(j-1)}_k|---\left(6\right);$

其中，R_1mag(k)為第k個距離庫的一階自相關(guān)，M為距離庫中脈沖信號的采樣數(shù)，x(j-1)_k為第k個距離庫中第j-1個脈沖信號的數(shù)據(jù)，x^*(j)_k為x(j)_k的共軛，j＝0，1,2,…,M-1。

106：根據(jù)所述每個距離庫的第二回波功率，所述每個距離庫的回波功率標準差以及所述每個距離庫的SQI，去除受外部環(huán)境影響的第二回波功率，獲得不受外部環(huán)境影響的第二回波功率計算所述回波信號的噪聲功率。

當外部環(huán)境發(fā)生很大變化，例如：出現(xiàn)明顯的天氣變化時，會對距離庫的第二回波功率，SQI以及回波功率標準差的值產(chǎn)生影響。這里可以理解的是，去除受外部環(huán)境影響的第二回波功率，主要是去除受天氣影響的第二回波功率，即去除天氣回波信號。

在一個例子中，去除受外部環(huán)境影響的第二回波功率，獲得不受外部環(huán)境影響的第二回波功率計算所述回波信號的噪聲功率包括：

從所有距離庫的第二回波功率中提取所有的第一數(shù)據(jù)段，每個所述第一數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率小于第二閾值，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于第一長度，所述第二閾值大于所有距離庫的第二回波功率中最小的第二回波功率，并且所述第二閾值不大于10倍的所述最小的第二回波功率，所述第一長度不小于2公里；

從所有的第一數(shù)據(jù)段中提取所有的第二數(shù)據(jù)段，每個所述第二數(shù)據(jù)段中所有距離庫的SQI小于第三閾值，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于所述第一長度，所述第三閾值不小于0.4，并且所述第三閾值不大于0.6；

從所有的第二數(shù)據(jù)段中提取所有的第三數(shù)據(jù)段，每個所述第三數(shù)據(jù)段中的所有距離庫的回波功率標準差小于所述第四閾值，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于第二長度，所述第二長度不小于4公里；

計算每個第三數(shù)據(jù)段的第三均值，將最小的第三均值作為第一近似噪聲功率，每個第三數(shù)據(jù)段的第三均值為該第三數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率的平均值；

根據(jù)所述第一近似噪聲功率計算第五閾值；

從所有第三數(shù)據(jù)段中提取所有第四數(shù)據(jù)段，每個所述第四數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率小于所述第五閾值，獲取所有第四數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率的中值作為中值回波功率；

從所有第四數(shù)據(jù)段中提取所有第五數(shù)據(jù)段，每個所述第五數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率不大于所述中值回波功率，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于第三長度，所述第三長度不小于1.5公里；

計算所有第五數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率的平均值作為第二近似噪聲功率；

根據(jù)所述第二近似噪聲功率計算第六閾值；

從所有第五數(shù)據(jù)段中提取所有小于所述第六閾值的距離庫的第二回波功率，當所有小于所述第六閾值的距離庫中的脈沖信號長度和大于第七閾值時，計算所有小于所述第六閾值的距離庫的第二回波功率的平均值作為噪聲功率。

每個距離庫中包括M個脈沖信號，每個距離庫中的脈沖信號是連續(xù)的，按照采樣的先后順序所獲得距離庫，相鄰的距離庫中的脈沖信號也是連續(xù)的。先提取第一數(shù)據(jù)段，第一數(shù)據(jù)段中包括多個距離庫，所有距離庫中脈沖信號是連續(xù)的，即所有距離庫也是連續(xù)的，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)長度不小于2公里，即所有距離庫的脈沖信號連起來是不小于2公里的脈沖信號。并且，第一數(shù)據(jù)段中每個距離庫的第二回波功率都小于第二閾值。所述第二閾值大于所有距離庫的第二回波功率中最小的第二回波功率，并且所述第二閾值不大于10倍的所述最小的第二回波功率。

這里需要說明的是，當沒有強天氣信號時，所有距離庫的第二回波功率都小于第二閾值，則第一數(shù)據(jù)段只有一個；當有強天氣信號時，第一數(shù)據(jù)段有多個。

這里可以理解的是，當出現(xiàn)強天氣信號時，噪聲會變大，則距離庫的第二回波信號會大于第二閾值。由于強天氣信號可能會時斷時續(xù)，為了避免在兩個強天氣信號之間所接收的回波信號對噪聲功率的影響，即使一個數(shù)據(jù)段中所有的距離庫的第二回波功率都小于第二閾值，但是若該數(shù)據(jù)段中所有距離庫的脈沖信號的長度小于第一長度，即該數(shù)據(jù)段中所有距離庫的脈沖信號的長度小于2公里，可以將該數(shù)據(jù)段看作是強天氣信號下的回波信號，舍棄該數(shù)據(jù)段。

舉例說明：若距離庫a的第二回波功率大于第二閾值，距離庫b的第二回波功率大于第二閾值，距離庫a和距離庫b之間的距離庫的第二回波功率都小于第二閾值。距離庫a和距離庫b之間是所接收的連續(xù)的脈沖信號，當距離庫a和距離庫b之間的連續(xù)的脈沖信號是小于2公里所采集的脈沖信號時，去除距離庫a和距離庫b之間的數(shù)據(jù)段；當距離庫a和距離庫b之間的連續(xù)的脈沖信號是不小于2公里所采集的脈沖信號時，將距離庫a和距離庫b之間的數(shù)據(jù)段作為一個第一數(shù)據(jù)段。

再從所有的第一數(shù)據(jù)段中提取第二數(shù)據(jù)段。與提取第一數(shù)據(jù)段類似，第二數(shù)據(jù)段中包括多個距離庫，第二數(shù)據(jù)段中所有的距離庫的SQI小于第三閾值，并且第二數(shù)據(jù)段中所有距離庫中脈沖信號是連續(xù)的，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)長度不小于第一長度，即所有距離庫的脈沖信號連起來是不小于2公里的脈沖信號，第三閾值不小于0.4，并且第三閾值不大于0.6。

再從所有的第二數(shù)據(jù)段中提取第三數(shù)據(jù)段。與提取第一數(shù)據(jù)段類似，第三數(shù)據(jù)段中包括多個距離庫，第三數(shù)據(jù)段中所有的距離庫的回波功率標準差小于第四閾值，并且第三數(shù)據(jù)段中所有距離庫中脈沖信號是連續(xù)的，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)長度不小于第二長度，即所有距離庫的脈沖信號連起來是不小于4公里的脈沖信號。并且，所述第四閾值能夠通過80％的噪聲，即第四閾值滿足公式(7)：

$\underset{\mathrm{var}\_th}{\overset{\mathrm{\∞}}{\∫}}f\left(x\right)dx=0.2---\left(7\right);$

其中，var_th為第四閾值。

每個第三數(shù)據(jù)段的第三均值，為該第三數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率的平均值。將最小的第三數(shù)據(jù)段的第三均值作為第一近似噪聲功率。采用公式(8)根據(jù)所述第一噪聲功率計算第五閾值：

${\mathrm{\Γ}}_{inc}(NE\_THR1\frac{M}{N\mathrm{int}},M)={10}^{-3}---\left(8\right);$

其中，Γ_inc為不完全的伽馬分布，NE_THR1為第五閾值，Nint為第一近似噪聲功率，M為一個距離庫中脈沖信號的采樣數(shù)。

再從所有第三數(shù)據(jù)段中提取所有第四數(shù)據(jù)段，每個所述第四數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率小于所述第五閾值。獲取所有第四數(shù)據(jù)段中的所有距離庫的第二回波功率的中值，作為中值回波功率P_sm(median)。

獲取所有第四數(shù)據(jù)段中的所有距離庫的第二回波功率的中值，將所有第四數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率按照大小順序排列，獲取排列在最中間的第二回波功率作為該第四數(shù)據(jù)段的中值回波功率P_sm(median)。

從所有第四數(shù)據(jù)段中提取第五數(shù)據(jù)段，與提取第一數(shù)據(jù)段類似，第五數(shù)據(jù)段中包括多個距離庫，第五數(shù)據(jù)段中所有的距離庫的第二回波功率不大于中值回波功率P_sm(median)，即去除所有第四數(shù)據(jù)段中距離庫的第二回波功率大于中值回波功率P_sm(median)的數(shù)據(jù)。并且第五數(shù)據(jù)段中所有距離庫中脈沖信號是連續(xù)的，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)長度不小于第三長度，即所有距離庫的脈沖信號連起來是不小于1.5公里的脈沖信號，去除所有距離庫中的脈沖信號長度小于第三長度的數(shù)據(jù)段。計算所有第五數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率的平均值作為第二近似噪聲功率P_sm(mean)。即對所有第五數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率求和，再除以所有第五數(shù)據(jù)段中所有距離庫的個數(shù)，獲得第二近似噪聲功率P_sm(mean)。

采用公式(9)根據(jù)所述第二噪聲功率計算第六閾值：

${\mathrm{\Γ}}_{inc}(NE\_THR2\frac{M}{P_{sm}\left(mean\right)},M)={10}^{-3}---\left(8\right);$

其中，Γ_inc為不完全的伽馬分布，NE_THR2為第六閾值，P_sm(mean)為第一近似噪聲功率，M為一個距離庫中脈沖信號的采樣數(shù)。

從所有第五數(shù)據(jù)段中提取所有小于所述第六閾值的距離庫的第二回波功率，提取的所有小于所述第六閾值的距離庫的第二回波功率是去除受外部環(huán)境影響的第二回波功率，計算所有小于所述第六閾值的距離庫的第二回波功率的平均值。當所有小于所述第六閾值的距離庫中的脈沖信號長度的和大于第七閾值時(第七閾值可以根據(jù)實際情況具體設(shè)置)，所有小于所述第六閾值的距離庫的第二回波功率的平均值即為噪聲功率。

由上述內(nèi)容可知，本發(fā)明有如下有益效果：

從所接收的回波信號中，去除受外部環(huán)境影響的數(shù)據(jù)，只保留不受外部環(huán)境影響的數(shù)據(jù)，根據(jù)不受外部環(huán)境影響的數(shù)據(jù)計算噪聲功率，提高了所探測的回波信號的噪聲功率的精度。

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種估算噪聲功率的裝置結(jié)構(gòu)示意圖，包括：

接收單元301，用于接收回波信號，按照預(yù)設(shè)的采樣數(shù)對所述回波信號中的脈沖信號進行采樣，獲得多個距離庫，每個所述距離庫中包括多個脈沖信號的數(shù)據(jù)。

第一計算單元302，用于根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的第一回波功率。

濾波單元303，用于采用線性滑動平均方法對所有距離庫的第一回波功率進行濾波，獲得每個距離庫的第二回波功率。

第二計算單元304，用于根據(jù)所有距離庫的第二回波功率計算每個距離庫的回波功率標準差。

第三計算單元305，用于根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的質(zhì)量控制因子SQI。

第四計算單元306，用于根據(jù)所述每個距離庫的第二回波功率，所述每個距離庫的回波功率標準差以及所述每個距離庫的SQI，去除受外部環(huán)境影響的第二回波功率，獲得不受外部環(huán)境影響的第二回波功率計算所述回波信號的噪聲功率。

在一個例子中，所述第三計算單元包括：

第一計算子單元，用于根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的零階自相關(guān)；

第二計算子單元，用于根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的一階自相關(guān)；

第三計算子單元，用于計算每個距離庫的一階自相關(guān)與該距離庫的零階自相關(guān)的商作為該距離庫的SQI。

在一個例子中，所述濾波單元包括：

獲取子單元，用于獲取窗口長度中每個距離庫的第一回波功率，所述窗口長度包括連續(xù)的預(yù)設(shè)個數(shù)的距離庫，所述預(yù)設(shè)個數(shù)為奇數(shù)；

第四計算子單元，用于計算所述窗口長度中所有距離庫的第一回波功率的均值作為第一均值；

第五計算子單元，用于計算所述第一均值與所述窗口長度中位于中心位置的距離庫的第一回波功率的差的絕對值；

第六計算子單元，用于當所述差的絕對值大于第一閾值時，計算所述窗口長度中除了位于中心位置的距離庫以外，其他所有距離庫的第一回波函數(shù)的均值作為第二均值，所述第二均值為所述窗口長度中位于中心位置的距離庫的第二回波函數(shù)；當所述差的絕對值小于等于第一閾值時，所述位于中心位置的距離庫的第二回波功率是所述位于中心位置的距離庫的第一回波功率。

在一個例子中，所述第一計算單元，用于采用下述公式根據(jù)每個距離庫中所有脈沖信號的數(shù)據(jù)計算該距離庫的第一回波功率：

$P\left(k\right)=\frac{1}{M}\underset{m=0}{\overset{M-1}{\Σ}}|x{\left(m\right)}_k{|}^2;$

其中，P(k)為第k個距離庫的第一回波功率，M為距離庫中脈沖信號的采樣數(shù)，x(m)_k為距離庫中第m個脈沖信號的數(shù)據(jù)，m的取值范圍為0至M-1的正整數(shù)。

在一個例子中，所述第二計算單元，用于采用下述公式根據(jù)所有距離庫的第二回波功率計算每個距離庫的回波功率標準差：

$P_{sm}std\left(k\right)={\[\frac{1}{N-1}\underset{k=1}{\overset{N-1}{\Σ}}{\left(P_{sm}\right(k)-{\stackrel{\‾}{P}}_{sm}(N\left)\right)}^2\]}^{0.5};$

其中，P_smstd(k)為k個距離庫的回波功率標準差，N為所述回波信號中距離庫的個數(shù)，P_sm(k)為第k個距離庫的第二回波功率，為N個距離庫的第二回波功率的平均值。

在一個例子中，所述第四計算單元包括：

第一提取子單元，用于從所有距離庫的第二回波功率中提取所有的第一數(shù)據(jù)段，每個所述第一數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率小于第二閾值，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于第一長度，所述第二閾值大于所有距離庫的第二回波功率中最小的第二回波功率，并且所述第二閾值不大于10倍的所述最小的第二回波功率，所述第一長度不小于2公里；

第二提取子單元，用于從所有的第一數(shù)據(jù)段中提取所有的第二數(shù)據(jù)段，每個所述第二數(shù)據(jù)段中所有距離庫的SQI小于第三閾值，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于所述第一長度，所述第三閾值不小于0.4，并且所述第三閾值不大于0.6；

第三提取子單元，用于從所有的第二數(shù)據(jù)段中提取所有的第三數(shù)據(jù)段，每個所述第三數(shù)據(jù)段中的所有距離庫的回波功率標準差小于所述第四閾值，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于第二長度，所述第二長度不小于4公里；

第七計算子單元，用于計算每個第三數(shù)據(jù)段的第三均值，將最小的第三均值作為第一近似噪聲功率，每個第三數(shù)據(jù)段的第三均值為該第三數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率的平均值；

第八計算子單元，用于根據(jù)所述第一近似噪聲功率計算第五閾值；

第四提取子單元，用于從所有第三數(shù)據(jù)段中提取所有第四數(shù)據(jù)段，每個所述第四數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率小于所述第五閾值，獲取所有第四數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率的中值作為中值回波功率；

第五提取子單元，用于從所有第四數(shù)據(jù)段中提取所有第五數(shù)據(jù)段，每個所述第五數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率不大于所述中值回波功率，所有距離庫中的脈沖信號連續(xù)并且不小于第三長度，所述第三長度不小于1.5公里；

第九計算子單元，用于計算所有第五數(shù)據(jù)段中所有距離庫的第二回波功率的平均值作為第二近似噪聲功率；

第十計算子單元，用于根據(jù)所述第二近似噪聲功率計算第六閾值；

第六提取子單元，用于從所有第五數(shù)據(jù)段中提取所有小于所述第六閾值的距離庫的第二回波功率，當所有小于所述第六閾值的距離庫中的脈沖信號長度和大于第七閾值時，計算所有小于所述第六閾值的距離庫的第二回波功率的平均值作為噪聲功率。

圖3所示的裝置是與圖1所示的方法所對應(yīng)的裝置，具體實現(xiàn)方法與圖1所示的方法類似，參考圖1所示的方法中的描述，這里不再贅述。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。