[發明專利]一種頻譜占用度測量方法及設備

在審

• 申請號: 201410256165.5
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104796207A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 姜化京
• 申請（專利權）人: 上海特金信息科技有限公司
• 主分類號: H04B17/382
• 分類號: H04B17/382
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無線電管理與監測技術領域，尤其涉及一種頻譜占用度的測量方法及設備。

背景技術

頻道（信道）占用度測量是無線電日常監測的重要內容之一，是進行頻譜利用的監測和管理的主要技術手段。在無線電日常監測中對某些無線電頻段進行占用度測量有助于了解和掌握每一個正在使用的或已經指配的頻道占用和使用的情況。在國際電聯（ITU）的ITU-R建議SM.1536《信道占用度測量》和SM.184-2《頻譜占用度的自動監測》中給出了頻譜占用度的測量方法，《頻譜監測手冊》中也有關于頻譜占用度的描述。在這些文件中，都列出了在一定相對精度和置信度條件下，采樣（測量）點數與占用度的對應關系。目前已有的頻譜占用度測試原理為：利用信號采樣原理，對超過信號檢測門限電平的頻道信號持續時間進行統計，將在一段時間內得到的統計數值與測試時間的比值（×％）作為頻道占用度測試值。

η＝（T1/T）×％

式中

η：頻道占用度測試數值；

T1：被檢測信號超過檢測門限電平值的持續時間；

T：測試時間。

目前，關于頻譜占用度的測量方法有很多，多數方法都是在長時間的測量基礎上求出占用度數值，但是這些文獻或者專利大多給出了置信區間和相對精度的求法，只有空泛的理論，卻沒有給出具體的監測計算步驟，使得方法和實用性脫離。發明人在實現發明的過程中，發現現有的頻譜占用度測量技術有如下不足：

在實際監測計算中，ITU測量方法采用泊松分布的數學模型進行頻譜占用度計算，有一定局限性，只考慮到了獨立采樣的情況，沒有考慮非獨立采樣的情況。而很多頻道，不同時刻的發射具有一定的相關性，獨立采樣無法體現這種相關性。

發明內容

本發明創造提供一種頻譜占用度測量方法，在考慮頻道發射相關性的情況下進行非獨立采樣的占用度測量，并保證占用度估值的置信區間和相對精度。其方法為：

將接收的信號場強與門限電平進行比較，獲得比較結果序列。

將比較結果序列按照一階馬爾科夫鏈的分布規律進行分析計算，計算出頻譜占用度值及置信區間和相對精度。

優選的，檢測頻道內信號場強，與門限場強進行比較，比較結果序列為隨機過程x(n)，為0，1序列，超過門限記為1，不超過門限記為0。

x(n)符合一階馬爾科夫鏈，對一階馬爾科夫鏈，第i次事件的概率依賴于i-1次，但不依賴于i-2次及之前的事件。假設馬爾科夫過程達到穩定狀態，令，?p的估計值為占用度估值，即事件發生的概率，轉移概率。

在n次掃描中，頻道被占用次數為c，則p的最大似然估計為，用相關序列估計，其中。

p的（大量采樣，）上下置信界限為，，其中和是獨立采樣的上下置信界限。如果算出來是負的，上下置信界限替換為，。

相對精度為，其中UI和LI代表獨立采樣的上下置信因子，，為均值0、方差1正態分布處的上邊界值。

令P表示M次試驗中至少發生一次的概率，即置信度，則，在給出置信度P的情況下，頻道的最少檢測次數M由此式給出。

在頻段監測中，經過K>M次掃描之后，根據上述計算，大部分頻道占用度都達到了置信區間，但仍有少部分頻道未達到置信區間，對這部分頻道增加掃描次數，并重復上述計算步驟，直至達到置信區間。

本發明還提供一種頻譜占用度測量設備，用于頻譜的檢測和占用度計算，該設備包括：

射頻接收模塊，用于接收頻道內信號；

檢測比較模塊，將接收的信號場強與門限電平進行比較，獲得比較結果序列；

占用度計算模塊：將比較結果序列按照一階馬爾科夫鏈的分布規律進行分析計算，計算出頻譜占用度值及置信區間和相對精度；

比較反饋模塊：將某一頻道占用度計算值的置信度與設定的置信區間比較，如果達到置信區間，可將結果直接輸出，如果未達到置信區間，則將增加掃描次數指令反饋給檢測比較模塊，對該頻道繼續掃描檢測；

輸出模塊：以圖和表的形式輸出頻譜占用度分析數據。

附圖說明

下面將對實施例或技術描述中所需要使用的附圖做簡單說明，顯而易見的，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發明的頻譜占用度測量方法流程圖。

圖2為輸出模塊輸出的頻道占用度示意圖。