[發明專利]基于空間局部估計的海上短波頻率數據重構方法

有效

• 申請號: 201410321642.1
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104125023A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 張海勇;徐池;韓東;李梁;任重;李利
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍大連艦艇學院
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于無線通信頻率預測技術領域，涉及到一種基于空間局部估計的海上短波頻率數據重構方法。

背景技術

短波通信是一種主要借助電離層反射天波實現遠距離通信的通信方式，是海上艦船實現中遠程通信的重要手段之一。頻率的選用制約著短波通信的發展，實現短波通信頻率的優選是發揮短波通信設備性能，提高短波通信效果的關鍵。

目前，海上艦船在短波通信頻率優選過程中，主要使用中、長期預測和實時探測兩種手段和方法。中、長期預測方法依據電離層特性參量的時空變化和太陽活動性指數的歷史數據，推斷出最高可用頻率等參數的中值。缺點是該方法預測的中值與實際通信過程中的最高可用頻率值有較大偏差。頻率實時探測方法是對短波頻段進行掃描探測，實時處理收端信號的頻率、誤碼率、信噪比等參數，按照信道質量給頻率打分排隊，獲得可以實時利用的頻率數據。缺點是需要發射無線電探測信號，容易造成電磁環境的惡化，影響通信效果；探測體制與通信體制不一致時，頻率數據的參考價值不高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是運用空間局部重構方法，以海上艦船實際通信頻率數據為重構樣本，實現利用已知海域頻率數據重構未知海域數據的目的，為海上短波通信頻率選擇提供一種可操作性強的新方法。

本發明的技術方案是：

一種基于空間局部估計的海上短波頻率數據重構方法，首先以頻管設備采集的海上短波通信頻率數據為樣本，計算各分離距離內樣本點對的平均距離和實驗變異函數值；利用實驗變異函數點對數據對指數模型變異函數進行擬合，得到理論指數變異函數參數；根據短波頻率數據重構區域樣本點求解空間局部

估計方程組，獲得各樣本點參與數據重構的權重系數。建立待重構點在空間局部的頻率值重構公式，求出待重構點的短波通信頻率數據。

根據分離距離區間將樣本點對分類，計算不同分離距離區間內樣本點對的平均距離，計算落在每段分離距離內的樣本點對的實驗變異函數值，由各平均距離和實驗變異函數值組成實驗變異函數點對。

利用得到的實驗變異函數點對，對指數模型變異函數進行最小二乘法擬合，刪除嚴重偏離擬合曲線的特異值點，利用新的實驗變異函數點對進行再次擬合，擬合出理論指數變異函數參數，得到理論指數變異函數。

選取參與短波頻率數據重構的樣本點，計算樣本點間及各樣本點與待重構點之間的電離層距離及變異函數值。

列出并求解空間局部估計方程組，求出各樣本點參與數據重構的權重系數。

建立待重構點在空間局部的頻率值重構公式，求出待重構點的短波通信頻率數據。

本發明充分考慮了短波頻率數據的空間相關性，根據艦船實際使用的數據進行頻率數據重構，數據重構精度較準確，能夠有效縮短自適應短波通信設備的選頻時間，提高海上短波中遠程通信的效果。

具體實施方式

以下結合技術方案詳細敘述本發明的具體實施例。

步驟一：利用短波頻譜管理設備采集重構區域的樣本數據，檢查樣本數據質量，要求樣本數據要素完整，必須包含的數據要素有：通信收發兩端的地理位置信息、通信時間信息、頻率數據信息。