一种不同空间位置上的多点协作干扰识别方法

摘要

本发明公开了一种不同空间位置上的多点协作干扰识别方法，该方法将多个节点的干扰检测和识别的结果进行信息融合，从而得到干扰信号的准确参数。本方法首先将整个可用频段进行信道化，分成多个可以检测的子频段，在进行能量检测后进行初步识别，得到单节点的识别结果，然后将多个不同空间位置的节点的识别结果融合到一起，进行协作识别，从而得到干扰信号的频率、带宽和强度等参数。

权利要求

1.一种不同空间位置上的多点协作干扰识别方法，其特征在于包括以下步骤：（1）开始工作，用于检测干扰信号的各节点对干扰信号分别进行检测，检测时将整个可用频段分成可以检测的多个信道，每个节点均按照频率从低到高的顺序对各个信道依次进行能量检测；

（2）各节点各自将多个信道的能量检测结果进行拼接，得到对于各节点各自的整个可用频段的干扰检测结果；

（3）各节点对各自的整个可用频段的干扰检测结果进行门限识别，超过设定门限的信号认为是本地干扰识别信号；

（4）各节点各自将本地干扰识别信号以带宽Δf为步进进行平均计算，得到本地干扰识别信号以带宽Δf为步进的干扰强度信息；

（5）各节点各自将以带宽Δf为步进的干扰强度信息分别发送给汇聚节点；

（6）汇聚节点对所有节点的以带宽Δf为步进的干扰强度信息采用K秩准则进行融合：假设总共有N个节点的干扰强度信息汇聚在一起，其中有K个节点识别某段频率内有干扰则认为该段频率存在干扰，干扰的强度为各节点干扰强度信息的均值；其中，N为大于1的自然数，K为小于或等于N的自然数；

（7）间隔设定时间后，重复步骤（1）到（6）重新进行干扰识别，对干扰识别结果进行更新。

说明书

一种不同空间位置上的多点协作干扰识别方法

技术领域

[0001] 本发明属于无线通信技术领域的干扰识别技术，涉及本地干扰识别、干扰信息选择和传输以及干扰信息融合判断等内容。

背景技术

[0002] 在复杂的电磁环境下，存在着大量的有意和无意的干扰，并且干扰是随着时间变化的。单纯靠开机的一次干扰检测无法保证整个通信过程中识别结果的实时性和准确性，因此必须周期性的进行干扰识别来修正通信频点和速率。

[0003] 由于单节点的干扰识别存在遮挡和信道衰落等问题，造成每个节点的干扰识别结果都不准确：有的节点由于遮挡而造成无法检测到干扰形成漏检，而有的节点由于信道衰落等原因形成虚警和漏检。这两种情况都可以通过协作干扰识别来解决。

[0004] 尤其是在宽带无线传输当中，干扰信号到达接收机同样存在多径衰落。接收机接收到的干扰信号在频域会有很大的衰落，单靠一个节点的干扰检测和识别是无法准确得到干扰信号的特征的。

[0005] 协作干扰识别就是不同空间位置上多个节点分别对信号进行干扰检测和识别，然后将多个节点的识别结果进行信息融合，从而得到准确的干扰识别结果，为躲避和抵抗干扰提供依据。这其实是协作分集的一种应用场合，多个节点的协作处理可以达到空间分集的效果，从而有效抵抗多径衰落。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题是由于遮挡和信道衰落引起的单节点干扰检测和识别不准确以及开机单次识别无法适应变化电磁环境的问题。

[0007] 本发明所采取的技术方案为：一种多点协作干扰检测和识别的方法，其特征在于包括以下步骤：

[0008] （1）开始工作，用于检测干扰信号的各节点对干扰信号分别进行检测，检测时将整个可用频段分成可以检测的多个信道，每个节点均按照频率从低到高的顺序对各个信道依次进行能量检测；

[0009] （2）各节点各自将多个信道的能量检测结果进行拼接，得到对于各节点各自的整个可用频段的干扰检测结果；

[0010] （3）各节点对各自的整个可用频段的干扰检测结果进行门限识别，超过设定门限的信号认为是本地干扰识别信号；

[0011] （4）各节点各自将本地干扰识别信号以带宽Δf为步进进行平均计算，得到本地干扰识别信号以带宽Δf为步进的干扰强度信息；

[0012] （5）各节点各自将以带宽Δf为步进的干扰强度信息分别发送给汇聚节点；

[0013] （6）汇聚节点对所有节点的以带宽Δf为步进的干扰强度信息采用K秩准则进行融合：假设总共有N个节点的干扰强度信息汇聚在一起，其中有K个节点识别某段频率内有干扰则认为该段频率存在干扰，干扰的强度为各节点干扰强度信息的均值；其中，N为大于1的自然数，K为小于或等于N的自然数；

[0014] （7）间隔设定时间后，重复步骤（1）到（6）重新进行干扰识别，对干扰识别结果进行更新。

[0015] 本发明与现有技术相比有如下有益效果：

[0016] 1、通过多个节点协作进行干扰检测和识别，可以解决单节点情况下由于阴影遮挡以及多径衰落造成的干扰识别不准确的问题；

[0017] 2、通信过程中周期性的对干扰信号进行检测，可以将其与选择抗干扰策略相结合，从而可以解决环境变化的情况下始终可以避开动态的干扰信号，达到最佳的通信效果。

附图说明

[0018] 图1是多节点协作干扰识别示意图。

[0019] 图2是单节点干扰识别仿真图。

[0020] 图3是多节点协作干扰识别仿真图。

[0021] 图4是多节点协作干扰识别检测概率仿真曲线。

[0022] 图5是多节点协作干扰识别虚警概率仿真曲线。

[0023] 图6是周期性干扰识别时隙结构。

具体实施方式

[0024] 下面，结合图1至图6对本发明作进一步说明：

[0025] 一种不同空间位置上的多点协作干扰识别方法，假设有一个汇聚节点可以进行信息融合，各节点可以准确地将检测和识别信息汇聚到汇聚节点，然后在汇聚节点进行干扰识别结果融合，示意图如图1所示。

[0026] （1）开始工作，用于检测干扰信号的各节点对干扰信号分别进行检测，检测时将整个可用频段分成可以检测的多个信道，每个节点均按照频率从低到高的顺序对各个信道依次进行能量检测；

[0027] 该方法是对一段宽带的可用频段进行干扰检测和识别，以100MHz（假设为300MHz～400MHz）的带宽为例进行说明和仿真。假设接收机的最大带宽为20MHz，那么至少需要将整个可用频段分成5个信道，然后将中心频率分别设置为310MHz，330MHz，350MHz，
370MHz和390MHz依次进行20MHz的能量检测，得到300MHz～320MHz，320MHz～340MHz，
340MHz～360MHz，360MHz～380MHz，380MHz～400MHz五个频段的能量检测结果。

[0028] （2）各节点各自将多个信道的能量检测结果进行拼接，得到对于各节点各自的整个可用频段的干扰检测结果；

[0029] 各节点分别将300MHz～320MHz，320MHz～340MHz，340MHz～360MHz，360MHz～380MHz，380MHz～400MHz五个频段的能量检测结果拼接在一起，得到300MHz～400MHz频段的干扰检测结果。

[0030] （3）各节点对各自的整个可用频段的干扰检测结果进行门限识别，超过设定门限的信号认为是本地干扰识别信号；

[0031] 这里的设定门限可以是固定门限或者可变门限，其中固定门限可以根据背景噪声强度来进行设置。本示例中采用固定门限。

[0032] （4）各节点各自将本地干扰识别信号以带宽Δf为步进进行平均计算，得到本地干扰识别信号以带宽Δf为步进的干扰强度信息；

[0033] 各节点对超过门限的干扰信号以1MHz为步进进行统计和平均，单节点本地干扰识别信号以带宽Δf为步进的干扰强度信息如图2所示，图中横线为门限，超过门限的为干扰。这里假设存在一个30MHz到50MHz的20MHz带宽的宽带干扰，信道为多径衰落信道。可以看出由于多径衰落的存在，单节点识别的干扰结果存在很大的误差，存在较多的虚警和漏检。

[0034] （5）各节点各自将以带宽Δf为步进的干扰强度信息分别发送给汇聚节点；

[0035] 发送干扰强度信息的信道为特定的抗干扰信道，可以使用系统的信令信道或者设置专门的低速率抗干扰信道。

[0036] （6）汇聚节点对所有节点的以带宽Δf为步进的干扰强度信息采用K秩准则进行融合：假设总共有N个节点的干扰强度信息汇聚在一起，其中有K个节点识别某段频率内有干扰则认为该段频率存在干扰，干扰的强度为各节点干扰强度信息的均值；其中，N为大于1的自然数，K小于或等于N的自然数；

[0037] 多节点融合后的干扰识别信号以带宽Δf为步进的干扰强度信息如图3所示，图中横线为门限，超过门限的为干扰。与图2相比来看，多节点协作识别的干扰结果则与实际情况比较相符。

[0038] 此处分别针对N=5和N=10进行仿真，假设M=2（有两个节点检测出干扰就认为存在干扰），那么多点协作干扰识别的检测概率虚警概率如图4和图5所示。可以看出相比单节点检测，协作干扰的检测概率和虚警概率都有明显改善，并且节点数越多，改善效果越明显。

[0039] （7）间隔设定时间后，重复步骤（1）到（6）重新进行干扰识别，对干扰识别结果进行更新。

[0040] 干扰识别需要周期性的进行，设计时隙结构如图6所示。整个时隙可以分为信令时隙、数据时隙、检测时隙和协作时隙。由于干扰检测的周期较长，可以将多个帧组成一个复帧，每个复帧设置一个本地检测时隙和协作时隙。这样每个复帧都会对干扰进行识别。