[发明专利]一种用于用电信息采集系统的无线通信干扰检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字干扰检测技术，具体涉及一种用于用电信息采集系统的无线通信干扰检测装置及方法。

背景技术

用电信息采集系统是建设智能电网的重要组成部分，建设该系统符合国际电网技术发展的方向。在用电信息采集系统中，稳定可靠的通信系统是至关重要的环节，采集终端或集中器和系统主站之间的远程通信必须保证其可靠、实时和安全，否则整个系统的有效性、安全性和稳定性都将面临很大的挑战。相对于专网，采用现有的无线通信网的投资成本更低，更有益于快速组网。

在复杂的无线通信环境中，干扰越来越多，干扰的存在将严重影响系统性能，为便于后续的信号解调过程的针对性处理，接收机有必要对干扰进行检测。

在无线公网的智能用电信息采集网中，特别是LTE(Long Term Evolution)系统，现有的干扰辨识技术可分为时域检测和频域检测两大类。

时域检测技术包括时域能量检测，基于协方差矩阵的检测，基于矩阵特征值分解的检测，广义最大似然检测，峰度检测算法等。现有的时域检测算法一般利用了干扰信号与噪声的差异来检测干扰，包括能量差异，多阶矩差异及相关性差异等，主要研究集中于对干扰存在性的检测。

频域检测技术包括均值检测算法，连续均值去除算法(CME)，前向连续均值去除算法(FCME)，双门限检测算法，最小值检测算法等。频域检测算法利用了干扰信号在频域的特征来检测是否有干扰存在。

分析上面两种类型的干扰检测算法，分别具有以下特点：时域检测技术利用了干扰信号与噪声的差异来检测干扰，但是在干噪比较低的情况下易发生误判；频域检测技术利用了干扰信号在频域的特征进行检测，例如，CME算法是通过不停的迭代，按照一定的虚警概率不停的删除大的信号谱线，得到没有受到干扰的信号频点，而迭代运算，收敛是一个相当费时的过程，计算量很大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于用电信息采集系统的无线通信干扰检测装置及方法，解决了现有的干扰检测方法在干噪比较低检测精度低，以及检测运算过于复杂，耗费时间和成本大的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于用电信息采集系统的无线通信干扰检测装置，包括信号组合模块、IFFT模块、空间自相关矩阵计算模块和干扰存在判断模块，

所述信号组合模块用于将M根接收天线的频域干扰噪声向量组合成一个矩阵U；

所述IFFT模块用于将频域干扰噪声矩阵U经IFFT变换到时域，得时域干扰噪声矩阵V；

所述空间自相关矩阵计算模块用于计算矩阵V的空间自相关矩阵；

所述干扰存在判断模块用于判断干扰是否存在。

更进一步的技术方案是，所述干扰存在判断模块包括度量值α计算子模块和比较判断子模块，所述度量值α计算子模块用于V的空间自相关矩阵计算出度量值α，所述比较判断子模块用于将计算出的度量值α和门限值做比较，判断干扰是否存在。

一种用于用电信息采集系统的无线通信干扰检测方法，包括以下步骤：

步骤一，接收M根接收天线的基带导引向量，然后减去插入的导引信号和信道估计值的乘积，得到频域干扰噪声向量u₁,u₂,…u_M，然后组合成矩阵U＝[u₁,u₂,…u_M ]；

步骤二，将频域干扰噪声矩阵经过IFFT变换到时域，得到时域干扰噪声矩阵V；

步骤三，计算矩阵V的转置矩阵V^T和共轭矩阵V^*，然后计算矩阵V的空间自相关矩阵

步骤四，计算判断干扰存在的度量值α，并判断干扰是否存在。

更进一步的技术方案是，所述步骤四中，计算判断干扰存在的度量值α具体是根据V的空间自相关矩阵计算出判断干扰存在的度量值α，将矩阵的第i行第j列记为定义度量值：

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明充分利用信号的空间相关性来判断干扰的存在性，可以在运算成本低，耗时较少的情况下有效避免干噪比较低时对检测准确率的影响。

附图说明

图1为用电信息采集系统组成结构图。

图2为本发明的典型的干扰检测模块位置示意图。

图3为本发明的干扰存在检测装置结构图。

图4为本发明的干扰存在判断模块结构图。

图5为本发明干扰存在检测CDF性能图。

具体实施方式