移动通信信号干扰防护评估系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种移动通信信号干扰防护评估系统，包括实际测量模块、时域有限差分预测模块、非参数回归预测模块、数据库模块、模型校正模块和分析及结果显示模块。在给定场景下，合理布点后利用专业测量仪器对实际值进行测量。使用时域有限差分模块和非参数回归模块和分别对信号强度进行预测，然后通过模型校正模块优化预测算法中的参数，最后分析及结果显示模块得到干信比，对比由实际干扰效果得到的干扰防护评估指标体系，进行全方位预测和评估，从而判定移动通信信号干扰防护效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及移动通信干扰评估技术，具体涉及一种移动通信信号干扰防护评估系统。
技术介绍
移动通信干扰器是为了保证政府、金融机构、监狱、医院、考场、加油站、重要会议等禁止使用手机场所的秩序和安全，从而对移动设备进行屏蔽的一种便携式装置。屏蔽原理是对信号网络实行有效阻断，使之无法与信号最强或者最近的基站取得链路连接，破坏手机和基站的联络，使得手机脱离于基站而不能发挥其功能。干扰效果是衡量一个干扰方式或干扰技术的重要性能指标。由于通信环境的差异性和复杂性，以及接受者的不同，即使是接收设备在收信过程中对同一信号也会存在不同的接收效果。因此，干扰防护的评估对实施干扰的过程具有重要意义。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种移动通信信号干扰防护评估系统，其能够对移动通信干扰器的干扰效果进行评估。为解决上述问题，本技术通过以下技术方案实现：移动通信信号干扰防护评估系统，包括实际测量模块、时域有限差分预测模块、非参数回归预测模块、数据库模块、模型校正模块和分析及结果显示模块；其中实际测量模块，在实际场景中设置测量点，并分别测得预定频率f下干扰器开启前后各个实际测量点处的信号强度，其中干扰器开启前测量的前实测信号强度类型为峰值功率P实测_before，干扰器开启后测量的后实测信号强度类型为最小值功率P实测_after；同时测量时域有限差分仿真参数；非参数回归预测模块，对实际测量模块输出的前实测信号强度P实测_before和后实测信号强度P实测_after分别采用非参数回归法进行预测，获得前非参数回归信号强度P非参回归_before和后非参数回归信号强度P非参回归_after；时域有限差分预测模块，基于实际测量模块输出的时域有限差分仿真参数对实际场景进行几何建模，并采用时域有限差分法对各个模拟测量点处的信号强度进行预测，获得干扰器开启后的后时域有限差分预测信号强度PFDTD_after；数据库模块，用于存储实际测量模块的实测数据、非参数回归预测模块的预测数据和时域有限差分预测模块的预测数据；模型校正模块，将非参数回归预测模块输出的后非参数回归信号强度P非参回归_after与时域有限差分预测模块输出的后时域有限差分预测信号强度PFDTD_after进行加权处理，得到后校正信号强度Pm_after；分析及结果显示模块，将模型校正模块输出的后校正信号强度Pm_after作为干扰信号强度，非参数回归预测模块输出的前非参数回归信号强度P非参回归_before作为原信号强度得到干信比JSR；将所得干信比JSR与预定的干扰防护干信比等级划分标准进行对比分析，对干扰效果进行定性评估。与现有技术相比，本技术构建了一种全频段移动通信信号干扰防护评估系统结构。该系统由实际测量模块、非参数回归预测模块、时域有限差分预测模块、数据库模块、模型校正模块和分析及结果显示模块构成。能够在给定场景下，合理布点后利用专业测量仪器对实际值进行测量。时域有限差分预测模块和非参数回归预测模块分别使用现有技术已有的时域有限差分算法(简称FDTD)和非参数回归算法分别对信号强度进行预测，然后通过模型校正模块通过简单地加权优化预测所得的参数，对结果进行分析校正，分析及结果显示模块将干信比与预定的干扰防护评估指标进行比对，从而判定移动通信信号干扰防护效果。附图说明图1为一种室内移动通信信号干扰防护评估系统原理框图。具体实施方式移动通信信号干扰防护评估系统，如图1所示，包括实际测量模块、时域有限差分预测模块、非参数回归预测模块、数据库模块、模型校正模块和分析及结果显示模块。实际测量模块，一方面，合理布点并选择测量高度，选择移动通信制式及测量频率，采用手持式射频分析仪和便携式宽带全向天线组合的方式，分别测得预定频率f下干扰器开启前后各个实际测量点处的信号强度，其中干扰器开启前测量的前实测信号强度类型为峰值功率P实测_before，干扰器开启后测量的后实测信号强度类型为最小值功率P实测_after；对信号强度的实测采用手持式射频分析仪和便携式宽带全向天线组合的方式，对干扰器最大发射功率的测量采用实时频谱分析系统。本技术采用专业仪器对实际环境的数据进行测量。其中，频谱仪为N9912A安捷伦手持式射频分析仪。相比于手机测试，专业仪器测试得到的数据更为精准，经过计算后可以为屏蔽范围等提供更为精确的理论依据。测量过程中，有以下注意事项：测量应选择在晴天进行，避免在潮湿环境下测量；要求测量高度固定；测量观察时间应大于等于10秒；移动通信干扰器开启后信号强度的测量取最小值功率作为干扰压制的极端情况。另一方面，通过实际测试和文献调研得到主要物体(包括干扰器)的位置、形状、几何尺寸、材质及其介电常数ε、电导率σ和磁导率μ。时域有限差分仿真相关参数包括目标场景内主要物体(包括干扰器)的位置、形状、几何尺寸。通过文献调研法得到主要物体的材质及其介电常数ε、电导率σ和磁导率μ。非参数回归预测模块，对前实测信号强度P实测_before和后实测信号强度P实测_after分别采用非参数回归法进行预测，通过选择不同的核函数K、窗口形状以及窗宽hn，计算出前非参数回归信号强度P非参回归_before和后非参数回归信号强度P非参回归_after。非参数回归预测是确定具有两种或两种以上相互依赖的变量间定量关系的一种统计分析方法，它基于观测数据建立变量间适当的依赖关系，以分析数据内在规律，并可用于预测、控制等问题，是应用极其广泛的数据分析方法之一。时域有限差分预测模块，用于针对干扰器开启后，采用时域有限差分法对各个模拟测量点处的信号强度进行预测，通过几何建模以及设置x、y、z方向步长(Δx、Δy和Δz)、介电常数ε、电导率σ、磁导率μ、时间步长Δt和时间步数n等参数，迭代计算运算得到EFDTD_after，然后统一量纲，将以V/m为单位的场强值EFDTD_after转换为以dBm为单位的信号强度值PFDTD_after，计算出干扰器开启后的后时域有限差分预测信号强度PFDTD_after。时域有限差分预测是先直接用有限差分式代替麦克斯韦时域场旋度方程中的微分式，得到关于场分量的有限差分式，选取适当的场的初始值与边界条件，然后通过计算机编程计算，最终得到包括时间变量在内的麦克斯韦方程的数值解的一种数值计算方法，也是应用极其广泛的数据分析方法之一。数据库模块，用于存储实际测量模块的实测数据P实测_before和P实测_after，非参数回归预测模块的预测数据P非参回归_before和P非参回归_after，以及时域有限差分预测模块的预测数据PFDTD_after。模型校正模块，将后非参数回归信号强度P非参回归_after与后时域有限差分预测信号强度PFDTD_after进行加权处理，得到后校正信号强度Pm_after。为了降低误差，将二者进行加权处理：Pm_after＝a·PFDTD_after+(1-a)·P非参回归_after，其中a为设定的加权系数，经过优化处理，本技术中a的值设本文档来自技高网...

【技术保护点】
移动通信信号干扰防护评估系统，其特征是，包括实际测量模块、时域有限差分预测模块、非参数回归预测模块、数据库模块、模型校正模块和分析及结果显示模块；其中实际测量模块，在实际场景中设置测量点，并分别测得预定频率f下干扰器开启前后各个实际测量点处的信号强度，其中干扰器开启前测量的前实测信号强度类型为峰值功率P实测_before，干扰器开启后测量的后实测信号强度类型为最小值功率P实测_after；同时测量时域有限差分仿真参数；非参数回归预测模块，对实际测量模块输出的前实测信号强度P实测_before和后实测信号强度P实测_after分别采用非参数回归法进行预测，获得前非参数回归信号强度P非参回归_before和后非参数回归信号强度P非参回归_after；时域有限差分预测模块，基于实际测量模块输出的时域有限差分仿真参数对实际场景进行几何建模，并采用时域有限差分法对各个模拟测量点处的信号强度进行预测，获得干扰器开启后的后时域有限差分预测信号强度PFDTD_after；数据库模块，用于存储实际测量模块的实测数据、非参数回归预测模块的预测数据和时域有限差分预测模块的预测数据；模型校正模块，将非参数回归预测模块输出的后非参数回归信号强度P非参回归_after与时域有限差分预测模块输出的后时域有限差分预测信号强度PFDTD_after进行加权处理，得到后校正信号强度Pm_after；分析及结果显示模块，将模型校正模块输出的后校正信号强度Pm_after作为干扰信号强度，非参数回归预测模块输出的前非参数回归信号强度P非参回归_before作为原信号强度得到干信比JSR；将所得干信比JSR与预定的干扰防护干信比等级划分标准进行对比分析，对干扰效果进行定性评估。...

【技术特征摘要】
1.移动通信信号干扰防护评估系统，其特征是，包括实际测量模块、时域有限差分预测模块、非参数回归预测模块、数据库模块、模型校正模块和分析及结果显示模块；其中
实际测量模块，在实际场景中设置测量点，并分别测得预定频率f下干扰器开启前后各个实际测量点处的信号强度，其中干扰器开启前测量的前实测信号强度类型为峰值功率P实测_before，干扰器开启后测量的后实测信号强度类型为最小值功率P实测_after；同时测量时域有限差分仿真参数；
非参数回归预测模块，对实际测量模块输出的前实测信号强度P实测_before和后实测信号强度P实测_after分别采用非参数回归法进行预测，获得前非参数回归信号强度P非参回归_before和后非参数回归信号强度P非参回归_after；
时域有限差分预测模块，基于实际测量模块输出的时域有限差分仿真参数对实际场景进行几何...

【专利技术属性】
技术研发人员：李燕龙，李尚坤，覃义，符杰林，王俊义，丁勇，詹德满，陈晓，仇洪冰，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：新型
国别省市：广西;45