一種不同空間位置上的多點(diǎn)協(xié)作干擾識別方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種不同空間位置上的多點(diǎn)協(xié)作干擾識別方法，該方法將多個(gè)節(jié)點(diǎn)的干擾檢測和識別的結(jié)果進(jìn)行信息融合，從而得到干擾信號的準(zhǔn)確參數(shù)。本方法首先將整個(gè)可用頻段進(jìn)行信道化，分成多個(gè)可以檢測的子頻段，在進(jìn)行能量檢測后進(jìn)行初步識別，得到單節(jié)點(diǎn)的識別結(jié)果，然后將多個(gè)不同空間位置的節(jié)點(diǎn)的識別結(jié)果融合到一起，進(jìn)行協(xié)作識別，從而得到干擾信號的頻率、帶寬和強(qiáng)度等參數(shù)。
【專利說明】—種不同空間位置上的多點(diǎn)協(xié)作干擾識別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】的干擾識別技術(shù)，涉及本地干擾識別、干擾信息選擇和傳輸以及干擾信息融合判斷等內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0002]在復(fù)雜的電磁環(huán)境下，存在著大量的有意和無意的干擾，并且干擾是隨著時(shí)間變化的。單純靠開機(jī)的一次干擾檢測無法保證整個(gè)通信過程中識別結(jié)果的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，因此必須周期性的進(jìn)行干擾識別來修正通信頻點(diǎn)和速率。
[0003]由于單節(jié)點(diǎn)的干擾識別存在遮擋和信道衰落等問題，造成每個(gè)節(jié)點(diǎn)的干擾識別結(jié)果都不準(zhǔn)確:有的節(jié)點(diǎn)由于遮擋而造成無法檢測到干擾形成漏檢，而有的節(jié)點(diǎn)由于信道衰落等原因形成虛警和漏檢。這兩種情況都可以通過協(xié)作干擾識別來解決。
[0004]尤其是在寬帶無線傳輸當(dāng)中，干擾信號到達(dá)接收機(jī)同樣存在多徑衰落。接收機(jī)接收到的干擾信號在頻域會(huì)有很大的衰落，單靠一個(gè)節(jié)點(diǎn)的干擾檢測和識別是無法準(zhǔn)確得到干擾信號的特征的。
[0005]協(xié)作干擾識別就是不同空間位置上多個(gè)節(jié)點(diǎn)分別對信號進(jìn)行干擾檢測和識別，然后將多個(gè)節(jié)點(diǎn)的識別結(jié)果進(jìn)行信息融合，從而得到準(zhǔn)確的干擾識別結(jié)果，為躲避和抵抗干擾提供依據(jù)。這其實(shí)是協(xié)作分集的一種應(yīng)用場合，多個(gè)節(jié)點(diǎn)的協(xié)作處理可以達(dá)到空間分集的效果，從而有效抵抗多徑衰落。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是由于遮擋和信道衰落引起的單節(jié)點(diǎn)干擾檢測和識別不準(zhǔn)確以及開機(jī)單次識別無法適應(yīng)變化電磁環(huán)境的問題。
[0007]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:一種多點(diǎn)協(xié)作干擾檢測和識別的方法，其特征在于包括以下步驟:
[0008]( I)開始工作，用于檢測干擾信號的各節(jié)點(diǎn)對干擾信號分別進(jìn)行檢測，檢測時(shí)將整個(gè)可用頻段分成可以檢測的多個(gè)信道，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均按照頻率從低到高的順序?qū)Ω鱾€(gè)信道依次進(jìn)行能量檢測；
[0009](2)各節(jié)點(diǎn)各自將多個(gè)信道的能量檢測結(jié)果進(jìn)行拼接，得到對于各節(jié)點(diǎn)各自的整個(gè)可用頻段的干擾檢測結(jié)果；
[0010](3)各節(jié)點(diǎn)對各自的整個(gè)可用頻段的干擾檢測結(jié)果進(jìn)行門限識別，超過設(shè)定門限的信號認(rèn)為是本地干擾識別信號；
[0011](4)各節(jié)點(diǎn)各自將本地干擾識別信號以帶寬Af為步進(jìn)進(jìn)行平均計(jì)算，得到本地干擾識別信號以帶寬Af為步進(jìn)的干擾強(qiáng)度信息；
[0012](5)各節(jié)點(diǎn)各自將以帶寬Λ f為步進(jìn)的干擾強(qiáng)度信息分別發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn)；
[0013](6)匯聚節(jié)點(diǎn)對所有節(jié)點(diǎn)的以帶寬Λ f為步進(jìn)的干擾強(qiáng)度信息采用K秩準(zhǔn)則進(jìn)行融合:假設(shè)總共有N個(gè)節(jié)點(diǎn)的干擾強(qiáng)度信息匯聚在一起，其中有K個(gè)節(jié)點(diǎn)識別某段頻率內(nèi)有干擾則認(rèn)為該段頻率存在干擾，干擾的強(qiáng)度為各節(jié)點(diǎn)干擾強(qiáng)度信息的均值；其中，N為大于I的自然數(shù)，K為小于或等于N的自然數(shù)；
[0014](7)間隔設(shè)定時(shí)間后，重復(fù)步驟(I)到(6)重新進(jìn)行干擾識別，對干擾識別結(jié)果進(jìn)行更新。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下有益效果:
[0016]1、通過多個(gè)節(jié)點(diǎn)協(xié)作進(jìn)行干擾檢測和識別，可以解決單節(jié)點(diǎn)情況下由于陰影遮擋以及多徑衰落造成的干擾識別不準(zhǔn)確的問題；
[0017]2、通信過程中周期性的對干擾信號進(jìn)行檢測，可以將其與選擇抗干擾策略相結(jié)合，從而可以解決環(huán)境變化的情況下始終可以避開動(dòng)態(tài)的干擾信號，達(dá)到最佳的通信效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是多節(jié)點(diǎn)協(xié)作干擾識別示意圖。
[0019]圖2是單節(jié)點(diǎn)干擾識別仿真圖。
[0020]圖3是多節(jié)點(diǎn)協(xié)作干擾識別仿真圖。
[0021]圖4是多節(jié)點(diǎn)協(xié)作干擾識別檢測概率仿真曲線。
[0022]圖5是多節(jié)點(diǎn)協(xié)作干擾識別虛警概率仿真曲線。
[0023]圖6是周期性干擾識別時(shí)隙結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面，結(jié)合圖1至圖6對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0025]一種不同空間位置上的多點(diǎn)協(xié)作干擾識別方法，假設(shè)有一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)可以進(jìn)行信息融合，各節(jié)點(diǎn)可以準(zhǔn)確地將檢測和識別信息匯聚到匯聚節(jié)點(diǎn)，然后在匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行干擾識別結(jié)果融合，示意圖如圖1所示。
[0026]( I)開始工作，用于檢測干擾信號的各節(jié)點(diǎn)對干擾信號分別進(jìn)行檢測，檢測時(shí)將整個(gè)可用頻段分成可以檢測的多個(gè)信道，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均按照頻率從低到高的順序?qū)Ω鱾€(gè)信道依次進(jìn)行能量檢測；
[0027]該方法是對一段寬帶的可用頻段進(jìn)行干擾檢測和識別，以IOOMHz (假設(shè)為300MHz?400MHz)的帶寬為例進(jìn)行說明和仿真。假設(shè)接收機(jī)的最大帶寬為20MHz，那么至少需要將整個(gè)可用頻段分成5個(gè)信道，然后將中心頻率分別設(shè)置為310MHz，330MHz，350MHz，370MHz 和 390MHz 依次進(jìn)行 20MHz 的能量檢測，得到 300MHz ?320MHz，320MHz ?340MHz，340MHz?360MHz，360MHz?380MHz，380MHz?400MHz五個(gè)頻段的能量檢測結(jié)果。
[0028](2)各節(jié)點(diǎn)各自將多個(gè)信道的能量檢測結(jié)果進(jìn)行拼接，得到對于各節(jié)點(diǎn)各自的整個(gè)可用頻段的干擾檢測結(jié)果；
[0029]各節(jié)點(diǎn)分別將300MHz ?320MHz，320MHz ?340MHz，340MHz ?360MHz，360MHz ?380MHz, 380MHz?400MHz五個(gè)頻段的能量檢測結(jié)果拼接在一起，得到300MHz?400MHz頻段的干擾檢測結(jié)果。
[0030](3)各節(jié)點(diǎn)對各自的整個(gè)可用頻段的干擾檢測結(jié)果進(jìn)行門限識別，超過設(shè)定門限的信號認(rèn)為是本地干擾識別信號；
[0031]這里的設(shè)定門限可以是固定門限或者可變門限，其中固定門限可以根據(jù)背景噪聲強(qiáng)度來進(jìn)行設(shè)置。本示例中采用固定門限。
[0032](4)各節(jié)點(diǎn)各自將本地干擾識別信號以帶寬Λ f為步進(jìn)進(jìn)行平均計(jì)算，得到本地干擾識別信號以帶寬Af為步進(jìn)的干擾強(qiáng)度信息；
[0033]各節(jié)點(diǎn)對超過門限的干擾信號以IMHz為步進(jìn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和平均，單節(jié)點(diǎn)本地干擾識別信號以帶寬Af為步進(jìn)的干擾強(qiáng)度信息如圖2所示，圖中橫線為門限，超過門限的為干擾。這里假設(shè)存在一個(gè)30MHz到50MHz的20MHz帶寬的寬帶干擾，信道為多徑衰落信道?？梢钥闯鲇捎诙鄰剿ヂ涞拇嬖?，單節(jié)點(diǎn)識別的干擾結(jié)果存在很大的誤差，存在較多的虛警和漏檢。
[0034](5)各節(jié)點(diǎn)各自將以帶寬Λ f為步進(jìn)的干擾強(qiáng)度信息分別發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn)；
[0035]發(fā)送干擾強(qiáng)度信息的信道為特定的抗干擾信道，可以使用系統(tǒng)的信令信道或者設(shè)置專門的低速率抗干擾信道。
[0036](6)匯聚節(jié)點(diǎn)對所有節(jié)點(diǎn)的以帶寬Λ f為步進(jìn)的干擾強(qiáng)度信息采用K秩準(zhǔn)則進(jìn)行融合:假設(shè)總共有N個(gè)節(jié)點(diǎn)的干擾強(qiáng)度信息匯聚在一起，其中有K個(gè)節(jié)點(diǎn)識別某段頻率內(nèi)有干擾則認(rèn)為該段頻率存在干擾，干擾的強(qiáng)度為各節(jié)點(diǎn)干擾強(qiáng)度信息的均值；其中，N為大于I的自然數(shù)，K小于或等于N的自然數(shù)；
[0037]多節(jié)點(diǎn)融合后的干擾識別信號以帶寬Af為步進(jìn)的干擾強(qiáng)度信息如圖3所示，圖中橫線為門限，超過門限的為干擾。與圖2相比來看，多節(jié)點(diǎn)協(xié)作識別的干擾結(jié)果則與實(shí)際情況比較相符。
[0038]此處分別針對N=5和N=IO進(jìn)行仿真，假設(shè)M=2 (有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)檢測出干擾就認(rèn)為存在干擾)，那么多點(diǎn)協(xié)作干擾識別的檢測概率虛警概率如圖4和圖5所示?？梢钥闯鱿啾葐喂?jié)點(diǎn)檢測，協(xié)作干擾的檢測概率和虛警概率都有明顯改善，并且節(jié)點(diǎn)數(shù)越多，改善效果越明顯。
[0039](7)間隔設(shè)定時(shí)間后，重復(fù)步驟(I)到(6)重新進(jìn)行干擾識別，對干擾識別結(jié)果進(jìn)行更新。
[0040]干擾識別需要周期性的進(jìn)行，設(shè)計(jì)時(shí)隙結(jié)構(gòu)如圖6所示。整個(gè)時(shí)隙可以分為信令時(shí)隙、數(shù)據(jù)時(shí)隙、檢測時(shí)隙和協(xié)作時(shí)隙。由于干擾檢測的周期較長，可以將多個(gè)幀組成一個(gè)復(fù)幀，每個(gè)復(fù)幀設(shè)置一個(gè)本地檢測時(shí)隙和協(xié)作時(shí)隙。這樣每個(gè)復(fù)幀都會(huì)對干擾進(jìn)行識別。
【權(quán)利要求】
1.一種不同空間位置上的多點(diǎn)協(xié)作干擾識別方法，其特征在于包括以下步驟: (1)開始工作，用于檢測干擾信號的各節(jié)點(diǎn)對干擾信號分別進(jìn)行檢測，檢測時(shí)將整個(gè)可用頻段分成可以檢測的多個(gè)信道，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均按照頻率從低到高的順序?qū)Ω鱾€(gè)信道依次進(jìn)行能量檢測； (2)各節(jié)點(diǎn)各自將多個(gè)信道的能量檢測結(jié)果進(jìn)行拼接，得到對于各節(jié)點(diǎn)各自的整個(gè)可用頻段的干擾檢測結(jié)果； (3)各節(jié)點(diǎn)對各自的整個(gè)可用頻段的干擾檢測結(jié)果進(jìn)行門限識別，超過設(shè)定門限的信號認(rèn)為是本地干擾識別信號； (4)各節(jié)點(diǎn)各自將本地干擾識別信號以帶寬△f為步進(jìn)進(jìn)行平均計(jì)算，得到本地干擾識別信號以帶寬Af為步進(jìn)的干擾強(qiáng)度信息； (5)各節(jié)點(diǎn)各自將以帶寬Af為步進(jìn)的干擾強(qiáng)度信息分別發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn)； (6)匯聚節(jié)點(diǎn)對所有節(jié)點(diǎn)的以帶寬Af為步進(jìn)的干擾強(qiáng)度信息采用K秩準(zhǔn)則進(jìn)行融合:假設(shè)總共有N個(gè)節(jié)點(diǎn)的干擾強(qiáng)度信息匯聚在一起，其中有K個(gè)節(jié)點(diǎn)識別某段頻率內(nèi)有干擾則認(rèn)為該段 頻率存在干擾，干擾的強(qiáng)度為各節(jié)點(diǎn)干擾強(qiáng)度信息的均值；其中，N為大于I的自然數(shù)，K為小于或等于N的自然數(shù)； (7)間隔設(shè)定時(shí)間后，重復(fù)步驟(I)到(6)重新進(jìn)行干擾識別，對干擾識別結(jié)果進(jìn)行更新。
【文檔編號】H04W24/00GK103457681SQ201310394863
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】王荊寧, 何占林 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所