[發(fā)明專利]一種背景噪聲的提取方法及提取系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810083729.8
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108270495B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐國強(qiáng);彭濤;楊文翰;韓仿仿;王孟;馬俊
• 申請（專利權(quán)）人: 國家無線電監(jiān)測中心烏魯木齊監(jiān)測站
• 主分類號: H04B17/309
• 分類號: H04B17/309;H04B17/345
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王戈

本發(fā)明公開一種背景噪聲的提取方法及提取系統(tǒng)，所述提取方法包括：獲取電平樣本數(shù)據(jù)集，確定多個樣本子集，根據(jù)最小二乘法確定各樣本子集的擬合曲線，根據(jù)擬合曲線確定各待測點的斜率特征值，根據(jù)各斜率特征值信號點，將信號點的電平數(shù)值替換為相鄰噪聲點的電平數(shù)值，相鄰噪聲樣本點為距離信號點最近的噪聲點。本發(fā)明采用最小二乘線性曲線擬合算法對頻段內(nèi)各個頻點對應(yīng)的電平數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，提取樣本的斜率特征值，通過比較特征值與設(shè)定的信號判定門限，實現(xiàn)信噪分離，將信號頻點值對應(yīng)的電平值替換為鄰近噪聲頻點對應(yīng)的電平值，從而準(zhǔn)確獲取該頻段的背景噪聲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線電監(jiān)測領(lǐng)域，特別是涉及一種背景噪聲的提取方法及提取系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著無線電技術(shù)與信號處理技術(shù)的快速發(fā)展，無線電業(yè)務(wù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域，無線電頻譜資源日趨緊張，各種無線電干擾時有發(fā)生。為保障無線電頻譜資源得到合理高效使用，及時發(fā)現(xiàn)并排除無線電干擾，無線電管理部門不斷加強(qiáng)對頻譜資源的監(jiān)測，密切關(guān)注頻譜使用動態(tài)，其中一項重要工作就是頻譜占用度測量。通過頻譜占用度測量，頻譜管理人員可以確定信道或頻段是否被有效利用，及時掌握頻譜實際使用情況，為新用戶指配頻率提供依據(jù)；頻譜管理部門可以及時了解頻譜使用趨勢，評估頻率規(guī)劃。根據(jù)《超短波頻段占用度測試技術(shù)規(guī)范(試行)》，在頻譜占用度測量工作中，將占用度統(tǒng)計門限規(guī)定為當(dāng)?shù)亟邮諜C(jī)平均噪聲功率電平或電壓值以上5dB。實際中，空中各種信號的疊加導(dǎo)致不同頻段的噪聲電平不是唯一的，而且會隨時間變化而變化，因此必須考慮動態(tài)確定噪聲電平的方法。準(zhǔn)確提取頻段內(nèi)的背景噪聲，并據(jù)此來設(shè)定占用度測量門限，可提高占用度統(tǒng)計結(jié)果的準(zhǔn)確性。當(dāng)前常用的人工獲取背景噪聲的方法誤差較大，并且由于頻段內(nèi)背景噪聲存在起伏不平情況，必須人工分段進(jìn)行判讀，工作量大大增加且誤差較大。國內(nèi)外無線電監(jiān)測工作者及專家已經(jīng)開始就無線電背景噪聲的測量展開研究，并提出了合理的背景噪聲測量方法，積極應(yīng)用于監(jiān)測實踐，比如基于紋理特征的背景噪聲提取，鄰值判別提取算法，K-均值聚類提取算法等。

鄰值判別提取算法受信號帶寬、設(shè)備差異影響大，當(dāng)信號為寬帶信號時，提取效果較差。基于紋理特征的背景噪聲提取方法沒有給出閾值的確定方法，平滑窗的尺寸也是工程經(jīng)驗值，當(dāng)頻段內(nèi)信號帶寬大于平滑窗的尺寸時，且信號包絡(luò)較平坦時，會把信號誤判為噪聲。K-均值聚類提取算法提取的背景噪聲為仍為一固定值，據(jù)此設(shè)置的占用度門限仍為固定門限，無法解決因?qū)嶋H電磁環(huán)境不斷變化引起的變底噪問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種背景噪聲的提取方法及提取系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確提取背景噪聲。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種背景噪聲的提取方法，所述提取方法包括：

獲取電平樣本數(shù)據(jù)集，所述電平樣本數(shù)據(jù)集包括多個樣本點，所述樣本點分為信號點和噪聲點；

確定多個樣本子集，所述樣本子集包括N個所述電平樣本數(shù)據(jù)集中連續(xù)的樣本點，所述樣本子集中的第一個樣本點為待測點；相鄰兩個所述樣本子集包括相同的樣本點；

根據(jù)最小二乘法確定各所述樣本子集的擬合曲線；

根據(jù)所述擬合曲線確定各待測點的斜率特征值；

根據(jù)各所述斜率特征值確定多個開始點和多個結(jié)束點，所述開始點的斜率特征值大于等于T，位于所述開始點之前距離所述開始點最近的待測點的斜率特征值小于T，所述結(jié)束點的斜率特征值大于-T，位于所述結(jié)束點之前距離所述結(jié)束點最近的待測點的斜率特征值小于等于-T，所述之前是指待測點的時間順序，T為設(shè)定閾值；

確定所述電平樣本數(shù)據(jù)集中處于第一信號點和第二信號點的之間所有的樣本點為第三信號點，所述第一信號點為開始點，所述第二信號點為結(jié)束點，所述第一信號點位于所述第二信號點之前，所述第一信號點是距離所述第二信號點最近的開始點；