估计使用信道集合的射频系统上的干扰的方法、计算机程序、装置和射频系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种估计使用信道(CHi)的集合射频系统上的干扰的方法，所述干扰由使用传输频带(TBi)的集合的干扰系统的干扰源引起，所述传输频带中的每一个在所述信道的集合的多个连续信道上扩展。该方法包括：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】估计使用信道集合的射频系统上的干扰的方法、计算机程序、装置和射频系统


[0001]本专利技术涉及这样的系统：该系统可以使用给定的射频信道(例如，ISM公共频带(ISM表示“工业、科学和医疗无线电频带”)中的跳频)，并且于是可能受到其他装置(例如WiFi装置)的干扰。

技术介绍

[0002]可能遭受干扰源影响的这种系统的示例可以是例如自动驾驶汽车的计算机通信装置，或者，作为另一示例，具有无线电技术通信装置的基于通信的列车控制装置。
[0003]干扰问题可能导致这些自动驾驶车辆应用中的严重问题。
[0004]可以进一步开发基于认知无线电的干扰避免技术。例如，在每次车辆行驶时，对相邻干扰的测量可以与车辆位置一起从车辆反馈回到服务器。在服务器处，可以以统计函数建立数据库，以采集属于位置和频率信道的集群(cluster)的测量(通常用于常规的车辆路径)。例如在文献WO
‑
2017/122548和WO
‑
2017/122549中描述了这种实现类型的示例。
[0005]因此，该知识可以用于执行无线电资源管理和无线电系统监测。在车辆无线电监测的情况下，通常可以实现识别方法，以决定WiFi装置是否对发生在无线电级别的问题负责。然而，这种方法的缺点是需要将许多测量馈送给数据库。信号分析和识别是进行了良好研究的课题。通常，特别地设计装置以提供最佳检测性能，但是在下文的专利技术背景中，通信系统可能受到其自身无线电设计的限制。
[0006]对于作为用于基于通信的列车控制(CBTC)的系统的由申请人执行的实现方式的示例，这种系统使用ISM频带来建立列车和路边之间的连接。然而，该(公共)频带也被可能对CBTC信号造成干扰的许多其他装置(WiFi、蓝牙等)广泛使用。在文献EP
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18305112中，提出了一种能够识别每个WiFi信道中的干扰的活跃率的方法。该信息在反馈链路中是必要的，有助于服务器采集足够的知识以执行高效的资源管理或无线电状况监测。
[0007]更准确地说，在测量频带上的小于WiFi信号的功率的功率的情况下，除了文献EP
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18305112中提出的用于确定全部Wifi传输频带中的一些先验未知传输频带中的一个或几个干扰源的统计占用率的方法之外，没有已知的方法。一个困难是干扰源的辨别，因为这些干扰源可能有影响并且在其他传输频带中也是活跃的。
[0008]图5示出了在文献EP
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18305112中解决的问题。射频系统提供信道集合(在图5所示的示例中从1到16)。信道的索引标记为CHi。例如，这些信道中的每一个可以具有5MHz的带宽。
[0009]干扰射频系统(例如，Wifi系统)可具有一个或几个干扰源，这些干扰源中的每一个都易于在由几个连续信道构成的传输频带上活跃。在图5的示例中，干扰系统可以具有1到13个传输频带，传输频带在图5中具有标记为“TBi”的索引。
[0010]更具体地，在图5的示例中，每个传输频带TBi的带宽为20MHz，并且：
[0011]‑
TB1在四个连续信道1至4上扩展，
[0012]‑
TB2在四个连续信道2至5上扩展，
[0013]‑
TB3在四个连续信道3至6上扩展，
[0014]‑
等等
[0015]‑
TB13在四个连续信道13、14、15、16上扩展。
[0016]这里值得注意，索引TBi具有与连续信道的第一信道CHi相同的值。因此，在以下描述中该索引被简单地标记为“i”，并且被分配给干扰源索引(从1到I，在图5的示例中I＝13)。
[0017]这里还值得注意，两个干扰源可能例如在三个信道上重叠的两个连续传输频带上活跃。此外，干扰源可能不时地活跃而不是永久活跃。
[0018]然后，在文献EP
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18305112中解决的难题是在给定时间窗口帧内辨别干扰源最终在哪个传输频带上活跃，并通常给出该时间窗口内在对应传输频带中该干扰源的活跃率。
[0019]为了估计每个WiFi信道中的干扰的活跃率，文献EP
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18305112基于无竞争发生时由CSMA/CA协议产生的干扰结构的知识。然后，执行期望值最大化算法来求解估计问题。该算法的最大化步骤包括计算欠定系统的解。该问题通过使用简单近似解决。然而，在某些情况下，这种近似可能导致次优性。
[0020]通常，寻求对文献EP
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18305112中提出的解决方案进行改进，以实现更快的收敛和更高的活跃率估计的准确度。
[0021]此外，文献EP
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18305112提出建立满足非重叠条件的传输频带的占用或未占用的全部N种可能配置的集合Ω。该非重叠条件对应于这样的事实：在I个可能干扰源的集合中，在每个信道上在同一时间k只有一个干扰源i可以活跃，该信道与连续信道一起形成如图5所示的传输频带i。
[0022]全部N种可能配置的集合Ω如图2所示，并且在下文中进一步详细说明，因为其仍与本专利技术的可能实施方式相关。
[0023]该非重叠条件是为了利用文献EP
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18305112所提出的方法以更简单的方式求解问题而添加的约束。
[0024]然而，在非常罕见但可能的情况下，CBTC类型的系统中可能发生重叠。实际上，在所谓的“隐藏节点”的情况下，这种节点可能位于两个干扰源中间，于是“听到”两个重叠的干扰源。

技术实现思路

[0025]本专利技术旨在改善这种情况。
[0026]为此，本专利技术提出了一种由计算机装置实现的用于估计使用信道的集合的射频系统上的干扰的方法，所述干扰由使用传输频带的集合的干扰系统的干扰源引起，所述传输频带中的每一个在所述信道的集合的多个连续信道上扩展。
[0027]该方法包括：
[0028]‑
确定被定义为可能向量Z
k
＝[Z
1,k
,
…
,Z
i,k
,
…
Z
I,k
]集合的所述传输频带的集合的占用或未占用的全部N个可能配置的集合Ω，
[0029]‑
根据全部可能向量Z
k
的层叠来构建矩阵A，
[0030]‑
获得在相应的时刻k处对所述信道的集合的至少一部分的占用的测量X1,
…
,
X
k
,
…
,X
K
，0<k≤K，其中K定义给定观测时间窗口，
[0031]‑
计算被定义为的概率，其中P(X|Z)定义信道转移函数，以基于所述测量X1,
…
,X
k
,
…
,X
K
针对每个传输频带确定估计活跃率τ，所述估计活跃率τ对应于在所述给定观测时间窗口内的干扰源对传输频带本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种由计算机装置实现的方法，该方法用于估计使用信道(CHi)的集合的射频系统上的干扰，所述干扰由使用I个传输频带(TBi)的集合的干扰系统的干扰源引起，所述传输频带中的每一个在所述信道的集合的多个连续信道上扩展，其中，所述方法包括以下步骤：
‑
确定被定义为可能向量Z
k
＝[Z
1，k
，
…
，Z
i,k
，
…
Z
I，k
]的集合的所述传输频带的集合的占用或未占用的全部N个可能配置的集合Ω，
‑
根据全部可能向量Z
k
的层叠来构建矩阵A，
‑
获得在相应的时刻k对所述信道的集合的至少一部分的占用的测量X1，
…
，X
k
，
…
，X
K
，0<k≤K，其中K定义给定观测时间窗口，
‑
计算被定义为计算被定义为P(X
k
|Z
k
＝z
j
)的概率，其中P(X|Z)定义信道转移函数，以基于所述测量X1，
…
，X
k
，
…
，X
K
针对每个传输频带确定估计活跃率τ，所述估计活跃率τ对应于在所述给定观测时间窗口内干扰源对传输频带i的占用率，并且其中，所述概率的计算在每次迭代t中迭代地包括：*求解具有如下定义的约束的非线性优化问题：最大化受限于Aθ＝τ
(t)
其中，向量τ
(t)
是在迭代索引t处估计的相应传输频带i中的活跃率的列，并且向量θ是隐藏变量，*计算向量作为隐藏变量，使得：*并且将下一迭代索引t+1的活跃率的向量更新为2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可能向量Z
k
＝[Z
1，k
，
…
，Z
i,k

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：