频谱侦测器制造技术

一种用于监视环境中的射频(RF)发射机的方法，该方法将包括多个概率密度函数(PDF)的概率混合模型(PMM)拟合到在环境中接收的RF信号的RF功率测量值，以确定在环境中操作的RF发射机的数量和特性，其中概率密度函数(PDF)中的至少两个是不同类型的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】频谱侦测器
技术介绍
用于无线通信的电磁频谱的射频(RF)部分支持多种不同的通信应用，诸如移动语音和数据通信、FM和AM无线电、TV、远程监督和传感器监视、以及日益频繁的机器人机器、车辆和空中无人机的控制。监视和表征RF频谱的使用对于调节频谱以及分配与管制频谱中频率信道的使用是必不可少的，使得频谱可以支持使用频谱的不同通信任务能够令人满意地运转。RF频谱的有效监视和管制通常取决于检测和识别使用RF频谱的许可和/或盗用发射机的方法，并确定其相应传输带宽、它们使用其带宽的时间百分比、传输强度和/或编码格式中的至少一个或多于一个的组合。
技术实现思路
本公开实施例的一个方面涉及提供用于监视和管理RF频谱的使用的装置，在下文中也被称为“RF侦测器”(RF-Sleuth)。RF侦测器可选地包括至少一个RF监听站，该RF监听站被配置为获取功率测量值，功率测量值是它在至少一个RF监听站中的每一个RF监听站的位置处接收到的RF信号的时间和频率的函数。RF侦测器包括处理器，处理器可选地根据无监督机器学习过程来接收和处理RF功率测量值，以识别至少一个RF发射机，该至少一个RF发射机生成由至少一个监听站接收的RF信号。在一个实施例中，处理器对接收到的RF信号的RF功率建模一个概率密度函数(PDF)，也被称为“RF”概率混合模型(RF-PMM)。RF-PMM包括也被称为“RF-PDF”的PDF的总和，其中的至少两个PDF具有不同的形式。总和可以包括针对处理器识别为对接收到的RF信号做出贡献的至少一个RF发射机中的每一个RF发射机的不同RF-PDF，以及针对对接收信号做出贡献的RF噪声的RF-PDF。处理器将RF-PMM拟合到RF功率测量值以确定至少一个发射机的数量，以及定义与至少一个发射机中的每一个发射机相关联的RF-PDF和针对RF噪声的RF-PDF的参数。其中RF-PMM包括RF-PDF的RF发射机可以被称为“被识别的发射机”。在一个实施例中，针对RF噪声的幅度的RF-PDF可以被建模为高斯PDF，并且针对至少一个被识别的发射机中的发射机的幅度的RF-PDF可以被建模为瑞利PDF。在一个实施例中，处理器使用针对在RF-PMM中设备的RF发射机所确定的RF-PDF，来针对由至少一个RF监听站获取的多个RF功率测量值中的每一个RF功率测量值确定针对RF功率测量值和被识别的RF发射机的“关联似然性(likelihood)”。针对给定的RF功率测量值和给定的被识别的RF发射机的关联似然性提供给定的被识别的RF发射机生成给定的RF功率测量值是针对被获取的RF信号的似然性。关联似然性是与它们相关联的RF功率测量值的相应时间和频率的函数。在一个实施例中，对于给定的被识别的发射机，RF侦测器处理器在时间上将相关似然性进行积分，或者在假设相关似然性是离散变量的情况下将相关似然性相加，以便为被识别的发射机提供频率签名。可以响应于频率签名来确定用于被识别的发射机的带宽。在一个实施例中，RF侦测器处理器在频率上对关联似然性进行积分或求和，以为被识别的发射机提供时间签名。响应于时间签名，可以确定被识别的发射机进行发射的时间的百分比，在下文中也被称为“使用占空比”。在下文中，“积分”可以一般性地用于指示连续变量的积分或在变量的范围内的离散变量的总和。提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的概念的选择。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。附图说明下面参考在本段之后列出的附图来描述本公开的实施例的非限制性示例。对于多于一个附图中出现的相同特征，通常在它们出现的所有附图中用相同的标签来标记。可以使用在附图中标记表示本公开的实施例的给定特征的图标的标签，来引用给定的特征。附图中所示的特征的维度是为了方便和清楚进行呈现而选择的，并且不一定是按比例示出的。图1A示意性地示出了根据本公开实施例的在城市环境中监视RF信号的RF侦测器；图1B示意性地示出了根据本公开实施例的针对由图1A中所示出的RF侦测器监视的RF信号所获取的RF功率测量值的阵列；图2示出了根据本公开实施例的一个过程的流程图，通过该过程，图1中示出的RF侦测器处理其获取的RF测量值以识别城市环境中的RF发射机。图3示出了根据本公开实施例的一个过程的流程图，通过该过程，图1中所示的RF侦测器将包括瑞利和高斯PDF的RF-PMM拟合到RF功率测量值以识别城市环境中的RF发射机；以及图4示出了根据本公开实施例的一个过程的详细流程图，通过该过程，图1中所示的RF侦测器确定所识别的RF发射机的特征。具体实施方式在以下详细描述中，分别参考图1A和图1B来讨论操作来监视RF信号(可选地在城市环境的区域中)的RF侦测器的示意图以及针对RF侦测器获取的RF信号的RF功率测量值的阵列的可视化。图2示出了由包括在RF侦测器中的处理器执行的过程的流程图，以便处理由RF侦测器获取的RF功率测量值，并识别城市环境中的RF发射机。由图3中的流程图来图示根据本公开实施例的用于将包括瑞利和高斯PDF的RF-PMM拟合到由RF-Sleuth获取的RF功率测量值的过程的概述，并且参照该流程图进行讨论。参考图4中的流程图来讨论根据本公开实施例的用于将RF-PMM拟合到RF功率测量值的迭代方法，其包括迭代地将RF功率测量值划分成RF功率测量值的子块。在讨论中，除非另有说明，修饰本公开实施例的一个或多个特征的条件或关系特性的诸如“基本上”和“大约”的形容词被理解为意指该条件或特性被限定在对于其意图的应用的实施例的操作而言可接受的容差之内。无论在本公开中的通用术语是通过参考示例实例还是示例实例的列表来示出，所提及的一个或多个实例都是作为通用术语的非限制性示例实例，并且通用术语不旨在被限制于所提及的一个或多个特定示例实例。除非另外指明，否则说明书和权利要求书中的词语“或”被认为是包含性的“或”，而不是排他性的或，并且指示它所连结的条目中的至少一个或者多于一个的任何组合。图1A示意性地示出了根据本公开实施例的在城市环境60中监视RF传输的RF侦测器20。城市环境60包括多个建筑物62，并且作为示例，包括在城市环境内操作的多个(“K”个)射频发射机70k，1≤k≤K。给定的RF发射机70k可以是用于传送视频、语音和/或数据的各种固定或移动RF发射机中的任何一种。作为示例，给定的RF发射机70k可以是包括在移动电话网络中的基站RF发射机、WiFi热点、蓝牙发射机、无线电或电视台发射机、机场控制塔发射机、雷达发射机、用于控制遥控陆地车辆或空中无人机的发射机、或者非法RF发射机。发射机70k一般可以用没有下标k的数字70来指代。而在图1中，如通过示例K＝5所示，根据本公开实施例的由RF侦测器监视的环境可以具有操作在其周边地区中的多于或少于五个的有源发射机。RF侦测器20可选地包括(可选地一般由数字22来指代的)多个(“M”个)RF监听站22m，1≤m≤M，以及可选地基于云的数据处理中心30。每个监听站22包括至少一个(可选地多极化的)天线24和电路(未示出)，所述电路被配置用于接收监听站的期望“监听”带宽中的RF信号并确定所接收信号的RF功率测量值。监听站还包括有线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于识别环境中的射频(RF)发射机的系统，所述装置包括：至少一个RF监听站，所述至少一个RF监听站被配置为接收RF信号并获取作为接收时间t和频率f的函数的它们的RF功率的测量值；以及处理中心，所述处理中心被配置为通过以下方式识别在所述环境中操作的RF发射机：接收所述RF功率测量值；将作为所述RF功率测量值的量值的函数的提供概率密度的概率混合模型(PMM)拟合到所述RF功率测量值，所述PMM包括多个概率密度函数(PDF)，其中的至少两个PDF是不同的类型；以及响应于所述PMM来识别所述环境中的RF发射机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.10 US 14/822,1771.一种用于识别环境中的射频(RF)发射机的系统，所述装置包括：至少一个RF监听站，所述至少一个RF监听站被配置为接收RF信号并获取作为接收时间t和频率f的函数的它们的RF功率的测量值；以及处理中心，所述处理中心被配置为通过以下方式识别在所述环境中操作的RF发射机：接收所述RF功率测量值；将作为所述RF功率测量值的量值的函数的提供概率密度的概率混合模型(PMM)拟合到所述RF功率测量值，所述PMM包括多个概率密度函数(PDF)，其中的至少两个PDF是不同的类型；以及响应于所述PMM来识别所述环境中的RF发射机。2.根据权利要求1所述的系统，其中拟合包括确定用于所述PMM的一组定义参数θPMM，所述定义参数包括针对所述多个PDF的数量的数字“K”以及针对每个PDF的定义所述PDF的参数。3.根据权利要求2所述的系统，其中拟合包括：将所述RF功率测量值迭代地划分为功率测量值的多个子块；在第i次迭代中对于每个给定子块，独立于所述第i次迭代的其他子块中的RF功率测量值，将包括多个子块PDF的子块PMM拟合到所述给定子块中的所述RF功率测量值，以确定针对所述子块PMM的一组定义参数，针对所述子块PMM的所述一组定义参数具有针对所述子块PMM中的多个PDF的数量；对来自不同子块的子块PDF进行聚类以确定PDF的聚类；以及响应于聚类的数量来确定K。4.根据权利要求2或权利要求3所述的系统，其中识别RF发射机包括假定所述环境中的RF发射机的数量等于K，并且将每个RF发射机与所述K个PDF中的不同的一个PDF相关联。5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，其中所述处理中心被配置为针对多个RF功率测量值中的每一个RF功率测量值确定针对所述RF功率测量值和被识别的K个RF发射机中的至少一个RF发射机中的每一个RF发射机的关联概率，所述关联概率提供了所述RF功率测量值被获取的RF信号是由被识别的所述RF发射机发射的概率的度量。6.根据权利要求5所述的系统，其中针对所述RF功率测量值和K个被识别的所述RF发射机中的给定的被识别RF发射机的关联概率是与在所述RF功率测量值的量值处进行评估的被识别的所述RF发射机相关联的PD...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·乔德赫里，M·翟勒瓦，R·钱德拉，A·卡珀尔，P·加内特，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US