一种通信信号检测装置及检测方法与流程

本技术涉及通信信号检测的，尤其是涉及一种通信信号检测装置及检测方法。

背景技术：

1、随着无线通信技术的飞速发展和应用范围的日益广泛，信号质量监测越来越受到重视。高质量的通信信号对于保障通信稳定性、网络安全和用户体验至关重要。无论是在移动通信、卫星通信还是在各种物联网应用中，有效地检测和优化信号品质均是确保整个通信系统高效运行的基础。

2、在通信信号检测的现有技术中，通常采用信号的采集、质量评估、异常检测和干扰消除等步骤。通过高精度采样和信号处理算法，技术人员能够对信号进行时域和频域分析，评估其调制质量，并通过各种算法监测信号的品质指标，如信噪比、误码率等。这样，可以及时发现并定位信号异常，如不稳定性、干扰现象等，从而确保通信信号的可靠传输。

3、针对上述技术方案，虽然通过采集信号数据和信道状态信息、使用时间序列分析和关联分析可以有效地评估和监控信号品质，但在面对复杂的通信环境和多样化的干扰源时，容易出现信号优化处理不及时或不准确，对实时通信网络的性能和服务质量造成了不利影响，存在着检测效率不高和干扰源定位不精确的问题。

技术实现思路

1、为了改善在面对复杂的通信环境和多样化的干扰源时，容易出现信号优化处理不及时或不准确，存在着检测效率不高和干扰源定位不精确的问题，本技术提供一种通信信号检测装置及检测方法。

2、本发明提供了一种通信信号检测方法，所述方法包括：获取通信网络中的信号采样数据和信道状态信息，对所述信号采样数据进行时间序列分析，得到调制特征值，将所述调制特征值与所述信道状态信息进行关联分析，得到信号品质指标；对所述信号品质指标进行阈值比较，得到偏差数据和稳定数据，利用所述偏差数据对所述调制特征值进行误码率预测，得到预测结果；根据所述预测结果对所述稳定数据进行信号稳定性增强处理，得到辨识结果，利用所述辨识结果监测所述信号采样数据的信号质量趋势；对所述信号质量趋势进行数据分析，得到若干个信号异常事件，对所有的所述信号异常事件进行因果分析，得到潜在干扰源；对所述潜在干扰源进行空间映射处理，得到干扰源定位信息和干扰强度信息，利用所述干扰源定位信息对所述信号采样数据进行干扰消除处理，得到优化信号，利用所述干扰强度信息对所述信道状态信息进行干扰补偿处理，得到补偿信号；根据所述优化信号对所述补偿信号进行综合效能评估，得到信号质量评分，根据所述信号质量评分生成信号检测报告。

3、作为优选方案，所述获取通信网络中的信号采样数据和信道状态信息，对所述信号采样数据进行时间序列分析，得到调制特征值，将所述调制特征值与所述信道状态信息进行关联分析，得到信号品质指标的步骤，包括：利用预设的传感器阵列获取在预设的时间窗口内捕获的原始电磁波形；其中，所述原始电磁波形代表通信网络传输的信号；对所述原始电磁波形进行预处理，得到信号采样数据；其中，所述预处理包括去噪、增益调整以及信号同步；基于所述传感器阵列收集通信网络的发送功率、频率范围以及环境噪声水平，基于所述发送功率、所述频率范围以及所述环境噪声水平生成信道状态信息；利用自适应非线性动态系统理论对所述信号采样数据进行时间序列分析，得到频域调制特征和时域调制特征，对所述频域调制特征和所述时域调制特征进行聚类分析，得到反映通信信号特性的调制特征值；根据数据挖掘算法对所述调制特征值和所述信道状态信息之间的潜在关系进行挖掘，得到调制特征与信道状态的关联分布；利用回归分析方法对所述调制特征与信道状态的关联分布进行参数评估，得到信号品质指标。

4、作为优选方案，所述对所述信号品质指标进行阈值比较，得到偏差数据和稳定数据，利用所述偏差数据对所述调制特征值进行误码率预测，得到预测结果的步骤，包括：利用预设信号品质指标的阈值对所述信号品质指标进行阈值比较，将超出所述阈值的信号品质指标作为偏差数据，将在所述阈值范围内的信号品质指标作为稳定数据；根据预设的支持向量机模型对所述偏差数据进行分类处理，得到异常信号特征和正常信号特征；对所述异常信号特征进行趋势分析，得到预测特征集，利用所述预测特征集对所述偏差数据进行误码率估计，得到误码率预测趋势；基于所述误码率预测趋势对所述调制特征值进行分析，得到误码率的预测结果。

5、作为优选方案，所述根据所述预测结果对所述稳定数据进行信号稳定性增强处理，得到辨识结果，利用所述辨识结果监测所述信号采样数据的信号质量趋势的步骤，包括：利用预设的数字信号处理技术对所述稳定数据和所述预测结果进行信号稳定性增强处理，得到信号波形；利用所述信号波形对所述预测结果和所述稳定数据进行质量辨识，得到辨识特征和质量衡量参数；基于所述质量衡量参数对所述辨识特征与所述信号采样数据进行对比分析，得到辨识结果；将所述辨识结果输入预设的趋势分析模型，在所述趋势分析模型中利用时间序列分析对所述辨识结果进行趋势预测，得到信号质量变化趋势和信号稳定性指标；利用所述信号稳定性指标对所述信号采样数据进行监测，得到衡量指标，基于所述衡量指标对所述信号采样数据进行长期稳定性评估，得到信号质量趋势。

6、作为优选方案，所述对所述信号质量趋势进行数据分析，得到若干个信号异常事件，对所有的所述信号异常事件进行因果分析，得到潜在干扰源的步骤，包括：将所述信号质量趋势输入预设的异常事件检测模型，在所述异常事件检测模型中利用统计异常值检测方法对所述信号质量趋势进行监控，得到异常信号特征和统计信号指标；通过预设的相关性分析工具对所述异常信号特征进行关联挖掘，得到相关性结果和潜在干扰因子；将所述相关性结果与所述统计信号指标进行因果推断，得到信号异常事件，根据所述信号异常事件对所述潜在干扰因子进行分析，得到若干个信号异常事件；利用各个信号异常事件的时间和空间特性对所述统计信号指标进行分析，得到时间序列参数和干扰事件地图；通过预设的推断分析方法对所述时间序列参数进行因果推断，得到因果关系图谱，基于所述干扰事件地图对所述因果关系图谱进行校准，得到干扰源校准结果；利用所述干扰源校准结果和所述统计信号指标对所述干扰事件地图进行空间分析，得到干扰影响范围，将所得干扰影响范围输入预设的地理空间分析模型，得到潜在干扰源。

7、作为优选方案，所述对所述潜在干扰源进行空间映射处理，得到干扰源定位信息和干扰强度信息，利用所述干扰源定位信息对所述信号采样数据进行干扰消除处理，得到优化信号，利用所述干扰强度信息对所述信道状态信息进行干扰补偿处理，得到补偿信号的步骤，包括：将所述潜在干扰源输入预设的地理信息系统，在所述地理信息系统中利用无线信号传播模型对所述潜在干扰源进行空间映射处理，得到干扰源物理坐标和干扰强度级别；根据所述干扰源物理坐标对所述信号采样数据进行方向性分析，得到方向性干扰影响图谱；将所述方向性干扰影响图谱对所述信号采样数据进行波束形成处理，得到空间滤波信号，将所述空间滤波信号作为干扰源定位信息；利用预设的信道特性模型对所述干扰强度级别和所述信道状态信息进行相应性分析，得到信道特性调整参数，将所述信道特性调整参数作为干扰强度信息；将所述干扰源定位信息输入预设的自适应滤波器，在所述自适应滤波器中利用自适应算法基于所述干扰源定位信息对所述信号采样数据进行干扰消除处理，得到优化信号；将所述干扰强度信息输入预设的信道补偿装置，在所述信道补偿装置中利用信道均衡技术基于所述干扰强度信息对所述信道状态信息进行干扰补偿处理，得到补偿信号。

8、作为优选方案，所述根据所述优化信号对所述补偿信号进行综合效能评估，得到信号质量评分，根据所述信号质量评分生成信号检测报告的步骤，包括：将所述优化信号和所述补偿信号输入预设的综合效能评估模型，在所述综合效能评估模型中利用多属性综合评估方法将所述优化信号和所述补偿信号的性能属性统一转换为单一指标，得到综合性能指数和信号稳定性分值；利用预设的评分阈值对所述综合性能指数进行等级划分，得到信号质量等级；对所述信号质量等级和所述信号稳定性分值进行汇总分析，得到信号质量评分，基于所述信号质量评分生成信号检测报告。

9、本技术还提供了一种通信信号检测装置，包括：获取模块，用于获取通信网络中的信号采样数据和信道状态信息，对所述信号采样数据进行时间序列分析，得到调制特征值，将所述调制特征值与所述信道状态信息进行关联分析，得到信号品质指标；预测模块，用于对所述信号品质指标进行阈值比较，得到偏差数据和稳定数据，利用所述偏差数据对所述调制特征值进行误码率预测，得到预测结果；增强模块，用于根据所述预测结果对所述稳定数据进行信号稳定性增强处理，得到辨识结果，利用所述辨识结果监测所述信号采样数据的信号质量趋势；分析模块，用于对所述信号质量趋势进行数据分析，得到若干个信号异常事件，对所有的所述信号异常事件进行因果分析，得到潜在干扰源；映射模块，用于对所述潜在干扰源进行空间映射处理，得到干扰源定位信息和干扰强度信息，利用所述干扰源定位信息对所述信号采样数据进行干扰消除处理，得到优化信号，利用所述干扰强度信息对所述信道状态信息进行干扰补偿处理，得到补偿信号；生成模块，用于根据所述优化信号对所述补偿信号进行综合效能评估，得到信号质量评分，根据所述信号质量评分生成信号检测报告。

10、本技术还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述中所述的通信信号检测方法。

11、本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时使得所述处理器执行如上述中所述的通信信号检测方法。

12、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：检测效率高、干扰源定位精确。通过获取通信网络中的信号采样数据和信道状态信息，进行时间序列分析以提取调制特征值，将调制特征值与信道状态信息进行关联分析，以获得信号品质指标；再对信号品质指标进行阈值比较，区分出偏差数据和稳定数据，利用偏差数据对调制特征值进行误码率预测，得到预测结果，利用预测结果将指导对稳定数据进行信号稳定性增强处理，并最终得到辨识结果，用于监测信号采样数据的信号质量趋势；再对信号质量趋势进行数据分析，从而识别信号异常事件，并对这些异常事件进行因果分析，以确定潜在干扰源；通过对潜在干扰源进行空间映射处理来定位干扰源，并获得干扰强度信息，利用干扰强度信息对信号采样数据执行干扰消除处理，并对信道状态信息进行干扰补偿处理，得出优化信号和补偿信号，并据此生成信号质量评分，形成信号检测报告，通过关联调制特征值与信道状态信息，利用数据分析方法筛选偏差数据，准确预测和改善信号品质，保障了信号传输的可靠性；再通过对信号异常事件的因果分析以及干扰源的空间映射与定位，有效地辨识和消除了潜在干扰，大幅优化了通信信号的质量，改善在面对复杂的通信环境和多样化的干扰源时，容易出现信号优化处理不及时或不准确，存在着检测效率不高和干扰源定位不精确的问题。