[发明专利]一种无线电信号多维时变特征可视化方法

权利要求书

1.一种无线电信号多维时变特征可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：获取无线电信号数据

无线电信号数据为时间段[T_start,T_end]及频率段[F_start,F_end]内检测到的所有b个无线电信号，每个无线电信号数据记录都对应一个无线电信号，每个无线电信号包含的特征有中心频率、带宽、载噪比、信号强度、信号状态、载波序号和时间戳，时间戳为在该时间点无线电信号被检测到，其中第i个无线电信号S_i的中心频率为带宽为载噪比为信号强度为信号状态为时间戳为和载波序号为1≤i≤b；

步骤S2：对步骤S1的无线电信号分类

将无线电信号载波序列相同的划分为一类，步骤S1的无线电信号被划分为K类，每类含有的无线电信号的总个数为N，则第k类含有的无线电信号集合为{S_m，…，S_m+N}，并计算每类无线电信号的平均中心频率、平均带宽、平均信号强度以及平均载噪比；其中0≤N≤b，0＜k≤K；

步骤S3：绘制无线电信号数据的频率-时间摘要图

步骤S3.1：将时间段[T_start,T_end]划分为时间长度相等的n段，即n个时间片；

步骤S3.2：计算每个时间片内信号无线电信号的平均信号强度以及平均载噪比；

标记第j个时间段为t_j，每类无线电信号按照时间戳划分到相应的时间片中，每类得到一个时间序列其中t_kj表示一个信号点的集合{S_p，…，S_p+q}，集合内信号个数为q，该集合内的所有信号点的时间戳在t_j时间片内；其中，1≤j≤n，0≤q≤b；

步骤S3.3：绘制频率-时间摘要图

步骤S3.3.1：以频率为横坐标，频率区间为[F_start,F_end]，以时间为纵坐标且自上而下递增，时间区间为[T_start,T_end]，绘制频率-时间摘要图坐标系；

步骤S3.3.2：对第k类无线电信号，根据该类无线电信号的平均中心频率确定横坐标系位置，根据该类无线电信号的平均信号带宽绘制该类无线电信号在横坐标的宽度；

步骤S3.3.3：然后以第k类无线电信号每个时间片t_j的起始时间绘制上边缘线，终止时间绘制下边缘线，与步骤S3.3.2绘制的形状结合得到矩形区域；

步骤S3.3.4：矩形区域通过开关控制显示该时间片内平均信号强度或平均载噪比，平均信号强度采用蓝色系，每个平均信号强度对应着一个唯一的颜色，平均信号强度由强到弱表现为蓝色系由深到浅；平均载噪比采用绿色系，每个平均载噪比采用绿色系，平均载噪比由强到弱表现为绿色系由深到浅；

步骤S3.3.5：重复步骤S3.3.2至步骤S3.3.4，依次绘制余下的时间片及所有分类无线电信号；

步骤S3.4：对频率-时间摘要图进行视觉编码

步骤S3.4.1：以划分的时间片为编码单元，根据无线电信号在编码单元出现和消失情况绘制图形；

步骤S3.4.2：根据时间片内无线电信号瞬时中断情况，在步骤S3.4.1中绘制的图形上进行第二次编码；

步骤S3.4.3：根据时间片内无线电信号特征异常情况在第二次编码的基础上进行第三次编码；

步骤S4：绘制无线电信号数据信号流图

步骤S4.1：以频率为横坐标，频率区间为[F_start,F_end]；以时间为纵坐标且自上而下递增，时间区间为[T_start,T_end]，绘制无线电信号数据信号流图坐标系；

步骤S4.2：将时间区间[T_start,T_end]划分为时长相等的m个时间片，每类无线电信号被划分为m个矩形区域，然后将每类无线电信号中的无线电信号按时间戳划分到相应的时间片上；标记第g个时间段为t_g，按时间戳将每类无线电信号划分到相应的时间片中，每类得到一个时间序列其中t_kg表示一个信号点的集合{S_u，…，S_u+v}，集合内信号个数为v，该集合内的所有信号点的时间戳在t_g时间片内，并计算每个时间片内无线电信号的平均信号强度、平均载噪比；其中，1≤g≤m，0≤v≤b；

步骤S4.3：取第一类无线电信号的第一个时间片的无线电信号，该时间片无线电信号的平均中心频率确定其在横坐标上的位置，该时间片无线电信号的平均信号带宽绘制信号流的左边界和右边界，左边界到右边界的距离是其信号带宽的值；在矩形区域纵轴中心处绘制一条直线，将矩形区域均分为左右两部分，矩形区域纵轴中心处竖线代表时间片无线电信号的载波状态，颜色若为灰色，表示该时间片无线电信号为存在状态，颜色若为白色，代表该时间片无线电信号为消失状态；左边界到中间竖线的区域代表该时间片无线电信号的平均信号强度，平均信号强度采用蓝色系，每个信号强度对应着一个唯一的颜色，平均信号强度由强到弱表现为蓝色系由深到浅；右边界到中间竖线的区域代表该时间片无线电信号的平均载噪比，平均载噪比采用绿色系，平均载噪比由强到弱表现为绿色系由深到浅，重复上述步骤依次绘制余下的时间片；同理绘制所有分类无线电信号；

颜色的深浅和特征数值大小的唯一对应通过颜色RGB模式的数值和特征数值的对应来实现；

步骤S4.4：在步骤S4.3绘制的信号流图右侧绘制步骤S2中每类无线电信号特征信息表格，包含载波序列，及载波序列对应的平均中心频率、平均带宽、平均信号强度以及平均载噪比，当在绘制的表格中选中中心频率、平均带宽、平均信号强度以及平均载噪比中某个值时，该时间片无线电信号特征信息表格获取该时间片无线电信号的载波序列，并将该载波序列数值传递给信号流图的显示控制模块，实现信号流图中对应信号的高亮显示。