[發明專利]一種智能電磁監測系統

有效

• 申請號: 201610877636.3
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN106253970B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 吳建
• 申請（專利權）人: 廣州粵訊信息科技有限公司
• 主分類號: H04B7/26
• 分類號: H04B7/26;H04B17/382;G08C17/02;H04W16/14;H04W84/18
• 代理公司: 北京精金石專利代理事務所(普通合伙)11470
• 代理人: 劉曄

技術領域

本發明一般地涉無線通信技術，并且更特別地，涉及一種智能電磁監測系統。

背景技術

無線電頻譜不是取之不盡、用之不竭的公共資源，其有限性日益凸顯。隨著無線通信技術的飛速發展，蜂窩移動通信、數字電視廣播系統、無線寬帶接入系統、超短距離無線通信系統以及其他各類專用無線通信系統等，越來越多地出現在人們日常生活中。各種無線電技術與應用的競爭愈加激烈，使無線電頻譜資源擁擠不堪。近幾年，用戶對各類數據傳輸業務的需求越來越多樣化、高速化。為滿足用戶對不同業務傳輸質量的需求，也為了能夠在各種傳輸環境中為用戶提供盡可能最佳的數據傳輸服務，各種短距離通信系統得到了空前的發展。而這些系統的使用，使得原本較擁擠的無線頻譜資源變得日益稀缺，導致用戶需求與頻譜資源稀缺之間矛盾不斷加大。針對頻譜資源嚴峻的供需矛盾，盡管已經提出了很多先進技術來提高系統頻譜利用率，諸如鏈路自適應技術、多天線技術、正交頻分復用等，但這些技術受到香濃定理的限制，只能以犧牲復雜度為代價接近香農極限，不能為系統增加額外的通信容量。頻譜資源日益緊張的局面并沒有從根本上得到解決，頻譜資源供需矛盾依然突出。

基于以上原因，已有專家和學者引入認知無線電技術，改造傳統的無線傳感器網絡，使傳感器節點可以感知頻譜環境，檢測主用戶，使用閑置頻譜，成為具備動態頻譜利用能力的無線認知傳感器網絡。

頻譜感知是區分傳統無線傳感器網絡和無線認證傳感網絡的主要功能之一，也是頻譜監管系統的核心。目前比較成熟的感知技術多為單節點感知技術，例如匹配濾波器感知技術、能量檢測感知技術、干擾溫度檢測感知技術和循環平穩特征感知技術。然而在針對認知傳感器不斷變化的網絡拓撲時，這些技術不能簡單直接應用在能力有限的傳感器上。

一些基于多節點協同頻譜檢測的方案可以適應認知傳感器不斷變化的網絡拓撲，如基于雙門賢能量檢測和循環品味檢測的混合感知方案等。然而，這些方案不能夠解決由于傳感器節點因地形、天氣等原因造成的信號微弱或不穩而造成網絡構架局部失效的問題。

發明內容

為了解決現有技術存在不能有效接收信號微弱或不穩的傳感器節點的信號問題，本發明的目的是提供一種智能電磁監測系統，其特征在于，包括：

多個電磁信息傳感器，其用于采集電磁信息、向無線網絡發射所采集的電磁信息以及接收無線網絡中電磁信息并存儲信息；

一個或多個巡視采集器，其用于在移動中采集、處理并儲存相近電磁信息傳感器通過無線網絡發射出的電磁信息以及向無線網絡發射所存儲的信息；

數據服務器，其用于采集、處理并儲存節點機和巡視采集器通過無線網絡發射出的電磁信息，生成各個頻段的歷史檢測概率分布信息，以及向巡視采集器發射所存儲的信息和各個頻段的歷史檢測概率分布信息；

信息管理終端，其可以通過有線或無線網絡調閱和顯示數據服務器中存儲的信息。

進一步地，所述電磁信息傳感器之間通過混合協作的方式感受、采集和處理無線網絡覆蓋區域中的信道，即電磁信息傳感器被設定有兩個判斷門限ξ₁和ξ₂，當檢測到的頻段信號的能量小于ξ₁時，電磁信息傳感器可判斷該頻段不存在主用戶信號，當檢測到的頻段信號的能量大于ξ₂時，電磁信息傳感器可判斷該頻段存在主用戶信號，當檢測到的頻段信號的能量在ξ₁和ξ₂之間時，電磁信息傳感器則將該頻段信號的能量本地存儲待巡視采集器采集，由巡視采集器綜合其他電磁信息傳感器所收集到的信息綜合判斷；

其中，

N為頻譜信息取樣數，

Q^-1為函數的反函數，

P_fa為虛警概率，

σ_n為實際噪聲功率，

δ_n為虛擬噪聲功率，

P_S為所測頻段的歷史檢測概率分布，

P_S(t)為t時段內所測頻段的歷史檢測概率。