[发明专利]一种背景噪声的提取方法及提取系统

说明书

本发明公开一种背景噪声的提取方法及提取系统，所述提取方法包括：获取电平样本数据集，确定多个样本子集，根据最小二乘法确定各样本子集的拟合曲线，根据拟合曲线确定各待测点的斜率特征值，根据各斜率特征值信号点，将信号点的电平数值替换为相邻噪声点的电平数值，相邻噪声样本点为距离信号点最近的噪声点。本发明采用最小二乘线性曲线拟合算法对频段内各个频点对应的电平数据进行处理，提取样本的斜率特征值，通过比较特征值与设定的信号判定门限，实现信噪分离，将信号频点值对应的电平值替换为邻近噪声频点对应的电平值，从而准确获取该频段的背景噪声。

技术领域

本发明涉及无线电监测领域，特别是涉及一种背景噪声的提取方法及提取系统。

背景技术

随着无线电技术与信号处理技术的快速发展，无线电业务的应用已经渗透到各个领域，无线电频谱资源日趋紧张，各种无线电干扰时有发生。为保障无线电频谱资源得到合理高效使用，及时发现并排除无线电干扰，无线电管理部门不断加强对频谱资源的监测，密切关注频谱使用动态，其中一项重要工作就是频谱占用度测量。通过频谱占用度测量，频谱管理人员可以确定信道或频段是否被有效利用，及时掌握频谱实际使用情况，为新用户指配频率提供依据；频谱管理部门可以及时了解频谱使用趋势，评估频率规划。根据《超短波频段占用度测试技术规范(试行)》，在频谱占用度测量工作中，将占用度统计门限规定为当地接收机平均噪声功率电平或电压值以上5dB。实际中，空中各种信号的叠加导致不同频段的噪声电平不是唯一的，而且会随时间变化而变化，因此必须考虑动态确定噪声电平的方法。准确提取频段内的背景噪声，并据此来设定占用度测量门限，可提高占用度统计结果的准确性。当前常用的人工获取背景噪声的方法误差较大，并且由于频段内背景噪声存在起伏不平情况，必须人工分段进行判读，工作量大大增加且误差较大。国内外无线电监测工作者及专家已经开始就无线电背景噪声的测量展开研究，并提出了合理的背景噪声测量方法，积极应用于监测实践，比如基于纹理特征的背景噪声提取，邻值判别提取算法，K-均值聚类提取算法等。

邻值判别提取算法受信号带宽、设备差异影响大，当信号为宽带信号时，提取效果较差。基于纹理特征的背景噪声提取方法没有给出阈值的确定方法，平滑窗的尺寸也是工程经验值，当频段内信号带宽大于平滑窗的尺寸时，且信号包络较平坦时，会把信号误判为噪声。K-均值聚类提取算法提取的背景噪声为仍为一固定值，据此设置的占用度门限仍为固定门限，无法解决因实际电磁环境不断变化引起的变底噪问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种背景噪声的提取方法及提取系统，能够准确提取背景噪声。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种背景噪声的提取方法，所述提取方法包括：

获取电平样本数据集，所述电平样本数据集包括多个样本点，所述样本点分为信号点和噪声点；

确定多个样本子集，所述样本子集包括N个所述电平样本数据集中连续的样本点，所述样本子集中的第一个样本点为待测点；相邻两个所述样本子集包括相同的样本点；

根据最小二乘法确定各所述样本子集的拟合曲线；

根据所述拟合曲线确定各待测点的斜率特征值；

根据各所述斜率特征值确定多个开始点和多个结束点，所述开始点的斜率特征值大于等于T，位于所述开始点之前距离所述开始点最近的待测点的斜率特征值小于T，所述结束点的斜率特征值大于-T，位于所述结束点之前距离所述结束点最近的待测点的斜率特征值小于等于-T，所述之前是指待测点的时间顺序，T为设定阈值；

确定所述电平样本数据集中处于第一信号点和第二信号点的之间所有的样本点为第三信号点，所述第一信号点为开始点，所述第二信号点为结束点，所述第一信号点位于所述第二信号点之前，所述第一信号点是距离所述第二信号点最近的开始点；