背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及頻率管理技術(shù)，特別涉及一種背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 背景干擾噪聲是影響接收機(jī)信號(hào)干擾噪聲比的決定因素之一，其預(yù)測(cè)精度直接影 響到動(dòng)態(tài)頻率管理的準(zhǔn)確性和有效性。背景干擾噪聲是影響或破壞無(wú)線電設(shè)備正常工作的 電磁輻射的總和，由干擾信號(hào)和背景噪聲組成。目前圍繞背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)的主要技 術(shù)有以下幾種：
[0003] (l)ITU-RP. 372建議書(shū)提供了 0. 1Hz~100GHz范圍內(nèi)背景噪聲電平的參考值，該 建議書(shū)將背景噪聲規(guī)定為各種來(lái)源的無(wú)用輻射的總和，且專門(mén)排除了來(lái)自單一可識(shí)別發(fā)射 信號(hào)，這種方式對(duì)實(shí)際環(huán)境特別是城市和居民區(qū)等噪聲發(fā)射設(shè)備密集地區(qū)并不適用，估算 的背景噪聲值會(huì)普遍偏低。
[0004] (2)ITU-RSM. 1753建議書(shū)給出了一種實(shí)際無(wú)線電應(yīng)用中測(cè)量和評(píng)估背景噪聲的 方法。該建議書(shū)將背景噪聲分為高斯白噪聲、脈沖噪聲和單載波噪聲三個(gè)組成部分。對(duì)高 斯白噪聲的測(cè)量采用"20%方法"，即首先對(duì)所研宄的頻段進(jìn)行掃描，選取一個(gè)或多個(gè)不存 在發(fā)射的頻點(diǎn)，記錄一定時(shí)間段的電平值，并采用其中最低的20%的電平值的中值作為噪 聲電平。該方法舍棄了 80%的樣本，精度不高，且需要人工參與選擇空閑頻點(diǎn)，實(shí)施較為復(fù) 雜。
[0005] (3)目前還有一種基于分層-聚類(lèi)算法的電磁背景噪聲提取方法，該方法將采集 的頻譜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)子集劃分和場(chǎng)強(qiáng)分層，獲取各聚類(lèi)簇的中心場(chǎng)強(qiáng)值，通過(guò)對(duì)中心 場(chǎng)強(qiáng)值排序得到背景噪聲樣本值，形成背景噪聲樣本序列，獲取單位時(shí)間內(nèi)的背景噪聲電 平。該方法相比上述兩種方法，精度顯著提高，且不需要人工參與。但該方法以及上述兩種 方法均只提供了對(duì)背景噪聲的預(yù)測(cè)，而在實(shí)際的動(dòng)態(tài)頻率管理應(yīng)用中，還需要考慮干擾信 號(hào)的影響。
[0006] 在頻譜監(jiān)測(cè)中，每個(gè)頻點(diǎn)采集的電磁能量為該頻點(diǎn)的干擾噪聲電平總和。由于干 擾的隨機(jī)性，特別是短波頻段，干擾噪聲電平往往在較大范圍內(nèi)波動(dòng)，采用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)或一段 時(shí)間內(nèi)的均值作為短期內(nèi)的干擾噪聲電平預(yù)測(cè)值，精度亦難以滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 基于此，為解決現(xiàn)有背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種 背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，科學(xué)分析累積的歷史頻譜監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，得出較高精度的 背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)值。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例中采用如下技術(shù)方案：
[0009] 一種背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟：
[0010] 根據(jù)預(yù)測(cè)頻點(diǎn)的歷史背景干擾噪聲電平均值數(shù)據(jù)集構(gòu)建相關(guān)系數(shù)矩陣；所述歷史 背景干擾噪聲電平均值數(shù)據(jù)集包括所述預(yù)測(cè)頻點(diǎn)在若干個(gè)不同時(shí)間段的背景干擾噪聲電 平均值；
[0011] 求解所述相關(guān)系數(shù)矩陣獲得相關(guān)系數(shù)；
[0012] 根據(jù)所述相關(guān)系數(shù)及所述歷史背景干擾噪聲電平均值數(shù)據(jù)集中預(yù)測(cè)時(shí)刻所對(duì)應(yīng) 的若干個(gè)不同時(shí)間段的背景干擾噪聲電平均值，獲取所述預(yù)設(shè)頻點(diǎn)在預(yù)測(cè)時(shí)刻的背景干擾 噪聲電平預(yù)測(cè)值。
[0013] 本發(fā)明根據(jù)歷史背景干擾噪聲電平均值數(shù)據(jù)集進(jìn)行相關(guān)性分析，獲取相關(guān)系數(shù)， 根據(jù)歷史數(shù)據(jù)以及相關(guān)系數(shù)獲取預(yù)測(cè)頻點(diǎn)在預(yù)測(cè)時(shí)刻的背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)值，具有較 高的預(yù)測(cè)精度。另外，本發(fā)明在處理數(shù)據(jù)時(shí)采用相關(guān)性法，因而對(duì)歷史數(shù)據(jù)量的要求較低， 在保證良好的預(yù)測(cè)精度時(shí)提高了計(jì)算效率，且適用于全頻段。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)方法的流程示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中構(gòu)建相關(guān)系數(shù)矩陣的流程示意圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中6MHz的背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果的對(duì)比示 意圖；
[0017] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中6MHz的背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)誤差分布圖；
[0018] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中11MHz的背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果的對(duì)比示 意圖；
[0019] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例中11MHz的背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)誤差分布圖；
[0020] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例中15MHz的背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果的對(duì)比示 意圖；
[0021] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例中15MHz的背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)誤差分布圖；
[0022] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例中背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖10為本發(fā)明實(shí)施例中另一背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例中又一背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步描述。
[0026] 如圖1所示，本實(shí)施例中提供一種背景干擾噪聲電平預(yù)測(cè)方法，包括如下步驟：
[0027] S100根據(jù)預(yù)測(cè)頻點(diǎn)的歷史背景干擾噪聲電平均值數(shù)據(jù)集構(gòu)建相關(guān)系數(shù)矩陣；所 述歷史背景干擾噪聲電平均值數(shù)據(jù)集包括所述預(yù)測(cè)頻點(diǎn)在若干個(gè)不同時(shí)間段的背景干擾 噪聲電平均值；
[0028] S200求解所述相關(guān)系數(shù)矩陣獲得相關(guān)系數(shù)；
[0029] S300根據(jù)所述相關(guān)系數(shù)及所述歷史背景干擾噪聲電平均值數(shù)據(jù)集中預(yù)測(cè)時(shí)刻所 對(duì)應(yīng)的若干個(gè)不同時(shí)間段的背景干擾噪聲電平均值，獲取所述預(yù)設(shè)頻點(diǎn)在預(yù)測(cè)時(shí)刻的背景 干擾噪聲電平預(yù)測(cè)值。
[0030] 具體的，本實(shí)施例的基本原理為：假設(shè)某個(gè)時(shí)間段的背景干擾噪聲電平與之前一 定時(shí)間內(nèi)（例如同一天之前一段時(shí)間和前幾天相近時(shí)間）的背景干擾噪聲電平成線性關(guān) 系，則找出這種線性關(guān)系，就可以預(yù)測(cè)未來(lái)時(shí)間的背景干擾噪聲電平。因此，首先根據(jù)預(yù)測(cè) 頻點(diǎn)的歷史背景干擾噪聲電平均值數(shù)據(jù)集構(gòu)建相關(guān)系數(shù)矩陣。其中，歷史背景干擾噪聲電 平均值數(shù)據(jù)集中涵蓋了預(yù)測(cè)頻點(diǎn)的歷史數(shù)據(jù)，即預(yù)測(cè)頻點(diǎn)在多個(gè)不同時(shí)間段的背景干擾噪 聲電平均值。然后根據(jù)相關(guān)系數(shù)矩陣即可以求解出相關(guān)系數(shù)，獲得相關(guān)系數(shù)后，也就是說(shuō)找 出了上述的線性關(guān)系，因此根據(jù)相關(guān)系數(shù)以及與預(yù)測(cè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的若干個(gè)不同時(shí)間段的背景 干擾噪聲電平均值即可對(duì)預(yù)測(cè)頻點(diǎn)在預(yù)測(cè)時(shí)刻的背景干擾噪聲進(jìn)行預(yù)測(cè)。
[0031] 在一種【具體實(shí)施方式】中，可通過(guò)如下方法獲取預(yù)測(cè)頻點(diǎn)的歷史背景干擾噪聲電平 均值數(shù)據(jù)集：
[0032] 采集所述預(yù)測(cè)頻點(diǎn)若干個(gè)觀察周期的背景干擾噪聲電平瞬時(shí)值；
[0033] 將一個(gè)觀察周期按照預(yù)設(shè)粒度劃分為若干個(gè)時(shí)間段，根據(jù)各個(gè)時(shí)間段內(nèi)的背景干 擾噪聲電平瞬時(shí)值，統(tǒng)計(jì)所述預(yù)測(cè)頻點(diǎn)各個(gè)時(shí)間段的背景干擾噪聲電平均值；
[0034] 根據(jù)各個(gè)時(shí)間段的背景干擾噪聲電平均值生成所述預(yù)測(cè)頻點(diǎn)的歷史背景干擾噪 聲電平均值數(shù)據(jù)集。
[0035] 舉例而言，假設(shè)以一天為一個(gè)觀察周期，設(shè)預(yù)測(cè)頻點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集為匕，匕的表達(dá) 式為：
[0036] P0= [p 0 (d，n) ] d = 1，2,…，D ;n = 1，2,…，N
[0037]其中：
[0038] P(l為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中的元素，即每個(gè)觀察周期監(jiān)測(cè)到的預(yù)測(cè)頻點(diǎn)的背景干擾噪聲電 平瞬時(shí)值（單位為dB);
[0039] D為采集的天數(shù)；
[0040]N為一天中的預(yù)測(cè)頻點(diǎn)原始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的樣本數(shù)，N= 24X60/t。，其中，tQ為頻譜監(jiān) 測(cè)設(shè)備的掃描周期。
[0041] 然后將一天（24小時(shí)）按預(yù)設(shè)粒度劃分為若干個(gè)時(shí)間段，統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)頻點(diǎn)每個(gè)時(shí)間 段的背景干擾噪聲電平均值。
[0042] 設(shè)預(yù)測(cè)頻點(diǎn)的歷史背景干擾噪聲電平均值數(shù)據(jù)集為PpPi的表達(dá)式為：
[0043] ?x=[p ^d, m)]d = 1, 2, ???,0 ；m = 1, 2,---
[0044]其中：
[0045]Pl為歷史背