一种信道状态检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种信道状态检测方法及装置，通过获取当前检测周期内的系统观测值，根据所述系统观测值和先验信息计算所述当前检测周期的信道估计值和脉冲噪声估计值，根据所述信道估计值和脉冲噪声估计值确定所述当前检测周期内的信道状态。在含有随机脉冲噪声的无线电磁环境下，通过对脉冲噪声的估计，有效消除了信道状态检测过程中的统计信息不确定性，极大限度降低了由于脉冲能量导致的虚警检测，显著提升了复杂电磁脉冲噪声下信道状态检测的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种信道状态检测方法及装置
本专利技术涉及通信
，具体涉及一种信道状态检测方法及装置。
技术介绍
智能电网技术借助于先进的无线通信与自动控制技术，为复杂电磁环境下的变电设备的实时监管与异常处理提供了变革性的实现方案，确保无线变电站安全与正常运转。然而，在复杂的电磁环境下，其噪声与干扰和变电设备的运转息息相关，已不再服从蜂窝无线通信中所通常架设的高斯统计分布；以脉冲噪声或干扰为例，其在时间上呈现出一定的稀疏性，且幅值能量通常远超于有用信号，这使得传统无线通信信号处理技术已很难适用于复杂的脉冲电磁环境。信道状态检测对于复杂无线电磁环境中的可靠通信至关重要。空闲信道虚警检测可能浪费宝贵的时隙与频谱资源，而占用信道漏检则会导致发送数据碰撞，继而影响自身与其余用户的通信质量。因此，复杂无线电磁环境中对信道状态检测要求较高的准确度。对面向变电站应用的复杂无线电磁环境而言，信道状态检测过程中可能含有持续时间很短、但幅值很高的脉冲噪声，致使传统的能量观测量呈现出显著随机波动，其统计特性的不确定性将导致信道状态检测的准确性严重下降。在这种情况下，传统的基于能量检测的信道状态检测方法的虚警概率会显著增大，导致复杂电磁脉冲噪声下信道状态检测的准确度较低。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有的复杂电磁脉冲噪声下信道状态检测准确度较低的缺陷。本专利技术提供一种信道状态检测方法，包括：获取当前检测周期内的系统观测值，所述系统观测值包括占用信道的用户信号能量或脉冲噪声能量或背景噪声能量或所述用户信号能量、所述脉冲噪声能量、所述背景噪声能量中至少两者的能量和；根据所述系统观测值和先验信息计算所述当前检测周期的信道估计值和脉冲噪声估计值，所述先验信息是前一周期的系统观测值或者前N个周期的系统估计值，其中N大于或等于1；根据所述信道估计值和脉冲噪声估计值确定所述当前检测周期内的信道状态。优选地，所述根据所述信道估计值和脉冲噪声估计值确定所述当前检测周期内的信道状态，包括：根据所述信道估计值判断所述当前检测周期内的信道是否为空闲状态；当所述当前检测周期内的信道为空闲状态时，根据所述脉冲噪声估计值判断所述当前检测周期内的信道是否存在脉冲噪声；当所述当前检测周期内的信道存在脉冲噪声时，计算所述脉冲噪声的幅值。优选地，所述根据所述信道估计值判断所述当前检测周期内的信道是否为空闲状态，包括：将所述信道估计值与预设信道判决门限值进行比较；当所述信道估计值小于所述预设信道判决门限值时，判定所述当前检测周期内的信道为空闲状态。优选地，当所述信道估计值大于等于所述预设信道判决门限值时，判定所述当前检测周期内的信道为占用状态。优选地，所述根据所述脉冲噪声估计值判断所述当前检测周期内的信道是否存在脉冲噪声，包括：将所述脉冲噪声估计值与预设噪声判决门限值进行比较；当所述脉冲噪声估计值大于等于所述预设噪声判决门限值时，判定所述当前检测周期内的信道存在脉冲噪声。优选地，当所述脉冲噪声估计值小于所述预设噪声判决门限值时，判定所述当前检测周期内的信道不存在脉冲噪声。本专利技术还提供一种信道状态检测装置，包括：获取单元，用于获取当前检测周期内的系统观测值，所述系统观测值包括占用信道的用户信号能量或脉冲噪声能量或背景噪声能量或所述用户信号能量、所述脉冲噪声能量、所述背景噪声能量中至少两者的能量和；计算单元，用于根据所述系统观测值和先验信息计算所述当前检测周期的信道估计值和脉冲噪声估计值，所述先验信息是前一周期的系统观测值或者前N个周期的系统估计值，其中N大于或等于1；信道状态确定单元，用于根据所述信道估计值和脉冲噪声估计值确定所述当前检测周期内的信道状态。优选地，所述信道状态确定单元包括：信道状态判断单元，用于根据所述信道估计值判断所述当前检测周期内的信道是否为空闲状态；脉冲噪声判断单元，用于当所述当前检测周期内的信道为空闲状态时，根据所述脉冲噪声估计值判断所述当前检测周期内的信道是否存在脉冲噪声；脉冲噪声幅值计算单元，用于当所述当前检测周期内的信道存在脉冲噪声时，计算所述脉冲噪声的幅值。优选地，所述信道状态判断单元包括：信道估计值比较单元，用于将所述信道估计值与预设信道判决门限值进行比较；信道状态判定单元，用于当所述信道估计值小于所述预设信道判决门限值时，判定所述当前检测周期内的信道为空闲状态；当所述信道估计值大于等于所述预设信道判决门限值时，判定所述当前检测周期内的信道为占用状态。优选地，所述脉冲噪声判断单元包括：脉冲噪声估计值比较单元，用于将所述脉冲噪声估计值与预设噪声判决门限值进行比较；脉冲噪声判定单元，用于当所述脉冲噪声估计值大于等于所述预设噪声判决门限值时，判定所述当前检测周期内的信道存在脉冲噪声；当所述脉冲噪声估计值小于所述预设噪声判决门限值时，判定所述当前检测周期内的信道不存在脉冲噪声。本专利技术技术方案，具有如下优点：本专利技术提供一种信道状态检测方法及装置，通过获取当前检测周期内的系统观测值，根据所述系统观测值和先验信息计算所述当前检测周期的信道估计值和脉冲噪声估计值，根据所述信道估计值和脉冲噪声估计值确定所述当前检测周期内的信道状态。在含有随机脉冲噪声的无线电磁环境下，通过对脉冲噪声的估计，有效消除了信道状态检测过程中的统计信息不确定性，极大限度降低了由于脉冲能量导致的虚警检测，显著提升了复杂电磁脉冲噪声下信道状态检测的准确度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为一种信道状态检测方法的流程图；图2为图1所示的信道状态检测方法中信道状态确定的流程图；图3为图2所示的信道状态确定中判断信道是否为空闲状态的流程图；图4为图2所示的信道状态确定中判断信道是否存在脉冲噪声的流程图；图5为一种信道状态检测装置的示意图；图6为图5所示的信道状态检测装置中信道状态确定单元的示意图；图7为图6所示的信道状态确定单元中信道状态判断单元的示意图；图8为图6所示的信道状态确定单元中脉冲噪声判断单元的示意图；图9为通过计算机仿真得到的脉冲噪声幅值估计的均方差的示意图；图10为复杂电磁环境下的信道状态检测性能的示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信道状态检测方法，其特征在于，包括：获取当前检测周期内的系统观测值，所述系统观测值包括占用信道的用户信号能量或脉冲噪声能量或背景噪声能量或所述用户信号能量、所述脉冲噪声能量、所述背景噪声能量中至少两者的能量和；根据所述系统观测值和先验信息计算所述当前检测周期的信道估计值和脉冲噪声估计值，所述先验信息是前一周期的系统观测值或者前N个周期的系统估计值，其中N大于或等于1；根据所述信道估计值和脉冲噪声估计值确定所述当前检测周期内的信道状态。

【技术特征摘要】
1.一种信道状态检测方法，其特征在于，包括：获取当前检测周期内的系统观测值，所述系统观测值包括占用信道的用户信号能量或脉冲噪声能量或背景噪声能量或所述用户信号能量、所述脉冲噪声能量、所述背景噪声能量中至少两者的能量和；根据所述系统观测值和先验信息计算所述当前检测周期的信道估计值和脉冲噪声估计值，所述先验信息是前一周期的系统观测值或者前N个周期的系统估计值，其中N大于或等于1；根据所述信道估计值和脉冲噪声估计值确定所述当前检测周期内的信道状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述信道估计值和脉冲噪声估计值确定所述当前检测周期内的信道状态，包括：根据所述信道估计值判断所述当前检测周期内的信道是否为空闲状态；当所述当前检测周期内的信道为空闲状态时，根据所述脉冲噪声估计值判断所述当前检测周期内的信道是否存在脉冲噪声；当所述当前检测周期内的信道存在脉冲噪声时，计算所述脉冲噪声的幅值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述信道估计值判断所述当前检测周期内的信道是否为空闲状态，包括：将所述信道估计值与预设信道判决门限值进行比较；当所述信道估计值小于所述预设信道判决门限值时，判定所述当前检测周期内的信道为空闲状态。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述信道估计值大于等于所述预设信道判决门限值时，判定所述当前检测周期内的信道为占用状态。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述脉冲噪声估计值判断所述当前检测周期内的信道是否存在脉冲噪声，包括：将所述脉冲噪声估计值与预设噪声判决门限值进行比较；当所述脉冲噪声估计值大于等于所述预设噪声判决门限值时，判定所述当前检测周期内的信道存在脉冲噪声。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述脉冲噪声估计值小于所述预设噪声判决门限值时，判定所述当前检测周期内的信道不存在脉...

【专利技术属性】
技术研发人员：安春燕，陆阳，李建岐，刘伟麟，李斌，陶艺文，赵成林，章扬，刘文亮，林树，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院，北京邮电大学，国网福建省电力有限公司，国网福建省电力有限公司厦门供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11