[发明专利]一种针对多径衰落的电磁波频谱选择方法和装置

说明书

本发明公开了一种针对多径衰落的电磁波频谱选择方法和装置，属于无线通信网络领域，所述方法包括：对电磁信号信道损耗值与频率的关系函数进行一阶求导，从而获取最低损耗频率组；从最低损耗频率组中选择基准频率作为二分寻根法的第一初值，对频点逐一分析计算获取二分寻根法的第二初值；通过二分寻根算法获取信道衰减符合条件的频段。本发明采用二分寻根算法与信道衰减曲线一阶求导相结合的方法，能够快速分析出多径衰落引起的电磁信号损耗较小的频段，为频谱管理系统提供数据参考，并且计算快速可靠，占用计算机资源少。

技术领域

本发明涉及无线通信网络领域，特别是涉及一种基于二分寻根算法的针对多径衰落的电磁波频谱选择方法和装置。

背景技术

电磁波信号在发射机和接收机之间进行传播时，由于电磁波信号在空间中传播会存在反射、绕射、衍射等，因此造成信号并不总是沿着视线直线传播的，而是可以经过多条路径到达接收端，而每个信号分量的时延、衰落和相位都不相同，会导致接收信号呈衰落状态，进而引起信号失真，甚至产生严重错误。

无论是军用还是民用通信领域，都希望能够避免多径衰落的发生。然而，完全避免是有违自然规则的。目前的解决方案是通过无线电频谱管理来减轻这一现象所带来负面影响。无线电频谱管理通过对不同频率下多径传播的电磁波信号的损耗情况进行分析，提取出损耗最小或者通信系统可接受的损耗的频段区间，再将这些频段进行科学的管理与合理的分配，实现对多径衰落的有效抑制。

在移动通信迅猛发展的今天，如何快速分析已有的电磁波信号损耗模型，高效提取可以使用的频段，为频谱管理系统提供重要数据参考，是目前需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种针对多径衰落的电磁波频谱选择方法和装置，主要用于快速分析出多径传播情况下多径衰落引起的电磁波信号损耗较小的频段，为频谱管理系统提供数据参考。并且该方法计算简单可靠，占用系统计算资源少。

根据本申请的一个方面，提供了一种针对多径衰落的电磁波频谱选择方法，包括：设置一最大信道损耗允许值；一阶求导步骤，对电磁波信号信道损耗值与频率的关系函数f(x)进行一阶求导，得到f′(x)；其中x为频率，f(x)为该频率对应的信道损耗值；获取最低损耗频率组步骤，对电磁波信号频率进行采样，得到频率升序序列A₁，A₂......A_i；对所述频率升序序列A₁，A₂......A_i按照由小到大的顺序逐一代入所述f′(x)，计算f(A_n)，获取所有符合f(A_n)＜0且f(A_n+1)＞0的频率A_n，为最低损耗频率组，记为A_n1，A_n2......A_nk；获取第一初始参数步骤，从所述最低损耗频率组中选择频率A_nm，所述频率A_nm满足f(A_nm)＜所述最大信道损耗允许值，设置所述频率A_nm为基准频率，其中m为正整数，且m≤k；对所述频率升序序列按照A_nm，A_nm-1......A₁由大到小的顺序逐一计算f(A_n)，获取满足(f(A_nj+1)-所述最大信道损耗允许值)×(f(A_nj)-所述最大信道损耗允许值)＜0的频率A_nj为所述第一初始参数；获取第二初始参数步骤，对所述频率升序序列按照A_nm，A_nm+1......A_i由小到大的顺序逐一计算f(A_n)，获取满足(f(A_nq-1)-所述最大信道损耗允许值)×(f(A_nq)-所述最大信道损耗允许值)＜0的频率A_nq为所述第二初始参数；二分寻根法步骤，配置一最大精度误差值；以所述基准频率A_nm和所述第一初始参数A_nj为二分寻根法的初值，通过使用二分寻根法迭代计算获取满足f(X_0a)-所述最大信道损耗允许值≤所述最大精度误差值的第一端值X_0a；以所述基准频率A_nm和所述第二初始参数A_nq为二分寻根法的初值，通过使用二分寻根法迭代计算获取满足f(X_0b)-所述最大信道损耗允许值≤所述最大精度误差值的第二端值X_0b；得到符合所述最大信道损耗允许值的频率区间为[X_0a，X_0b]；重复上述获取第一初始参数步骤、获取第二初始参数步骤和二分寻根法步骤，遍历所述最低损耗频率组，获得所有符合所述最大信道损耗允许值的频率区间。