一种面向电力无线专网的干扰分析系统的制作方法

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种面向电力无线专网的干扰分析系统。

背景技术：

目前电力无线专网使用的频段是多行业共享使用的频段，相邻频段的信号泄露、重叠等问题会对无线专网的稳定造成干扰，影响业务接入质量，同时，各类非法电台的出现，给电力无线专网的可靠运行带来了更多的隐患。

为及时掌握电力无线专网的运行状态，保障业务的服务质量，现阶段主要采用网管系统对电力无线专网的状态进行监测，在一定程度上实现了对网络硬件物理网元状态的监测，但是目前对于无线覆盖地区的干扰类型判别、干扰定位及干扰轨迹追踪等缺少支撑手段，进而导致缺少智能化的电磁环境综合评估机制，无法实现无线侧的干扰预警和定位，容易造成业务大面积掉线，影响了电力无线专网的运维效率和电网稳定运行。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提出了一种面向电力无线专网的干扰分析系统，用以解决现有技术无法实现无线侧的干扰预警和定位，而造成业务大面积掉线和影响电网稳定运行的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面，提供了一种面向电力无线专网的干扰分析系统，该面向电力无线专网的干扰分析系统包括：综合分析单元和多个电磁干扰监测装置，所述综合分析单元包括：干扰识别模块和干扰定位模块；各所述电磁干扰监测装置采集无线信号，判断所述无线信号的场强值是否超过预警门限值，当所述无线信号的场强值超过所述预警门限值时，判定所述无线信号为干扰信号并生成预警信号，将所述干扰信号和预警信号发送至所述综合分析单元，所述预警信号包含预警信息和发送所述预警信号的第一电磁干扰监测装置的位置信息；所述干扰识别模块根据所述预警信息和干扰信号识别干扰类型，并将所述干扰类型发送至所述干扰定位模块；所述干扰定位模块根据所述第一电磁干扰监测装置的位置信息、干扰信号及干扰类型确定干扰源的位置。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述干扰识别模块包括：信号识别模块、数据解调模块和干扰类型确定模块；所述信号识别模块根据所述预警信息对所述干扰信号进行识别，得到干扰频率数据；所述数据解调模块对所述干扰频率数据进行解调，得到解调后的干扰频率数据；所述干扰类型确定模块根据所述解调后的干扰频率数据确定所述干扰类型为内部干扰或外部干扰，并将所述干扰类型发送至所述干扰定位模块。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述干扰类型确定模块包括：第一判断模块；所述第一判断模块判断所述解调后的干扰频率数据是否在预设频段内；如果所述解调后的干扰频率数据在预设频段内，所述第一判断模块判定所述干扰类型为内部干扰；如果所述解调后的干扰频率数据不在所述预设频段内，所述第一判断模块判定所述干扰类型为外部干扰。

结合第一方面第一实施方式或第一方面第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，当所述干扰类型为内部干扰时，所述干扰定位模块根据所述干扰信号确定基站编码，根据所述基站编码确定所述干扰源的位置。

结合第一方面第一实施方式或第一方面第二实施方式，在第一方面第四实施方式中，当所述干扰类型为外部干扰时，所述干扰定位模块根据所述第一电磁干扰监测装置的位置信息确定所述干扰源的位置。

结合第一方面第四实施方式，在第一方面第五实施方式中，所述干扰定位模块包括：第二判断模块、协作装置选择模块和干扰源确定模块；所述第二判断模块根据所述第一电磁干扰监测装置的位置信息，判断所述第一电磁干扰监测装置的数量是否大于或等于预设数量；如果发送所述预警信号的第一电磁干扰监测装置的数量小于预设数量，所述协作装置选择模块选择最先发送所述预警信号的所述第一电磁干扰监测装置作为基准电磁干扰监测装置，根据所述基准电磁干扰监测装置的位置信息，选择所述基准电磁干扰监测装置的大于或等于所述预设数量的协作装置；所述干扰源确定模块采用大于或等于所述预设数量的协作装置确定所述干扰源的位置。

结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，所述协作装置选择模块执行以下步骤选择所述基准电磁干扰监测装置的大于或等于所述预设数量的协作装置：步骤s1：根据所述基准电磁干扰监测装置的位置信息和预设半径确定所述协作装置的选择区域；步骤s2：判断所述选择区域内协作装置的数量是否小于所述预设数量，当所述选择区域内的协作装置数量小于所述预设数量时，执行步骤s3，当所述选择区域内的协作装置数量大于或等于所述预设数量时，执行步骤s4；步骤s3：根据所述基准电磁干扰监测装置的位置信息和另一预设半径更新所述选择区域，返回所述步骤s2；步骤s4：将所述选择区域内的协作装置作为大于或等于所述预设数量的协作装置。

结合第一方面第五实施方式或第一方面第六实施方式，在第一方面第七实施方式中，当所述第一电磁干扰监测装置的数量大于或等于所述预设数量时，所述干扰源确定模块采用各所述第一电磁干扰监测装置确定所述干扰源的位置。

结合第一方面第七实施方式，在第一方面第八实施方式中，所述综合分析单元还包括：监测参数配置模块，所述监测参数配置模块执行：根据所述基准电磁干扰监测装置的位置信息确定协作装置备选集合，对所述协作装置备选集合中的各备选协作装置配置与所述基准电磁干扰监测装置相同的监测参数，所述监测参数包括：电磁干扰监测的中心频率、带宽、步长、采样点数及采样周期；接收所述协作装置备选集合中各所述备选协作装置返回的监测结果，所述监测结果为所述协作装置备选集合中各所述备选协作装置根据采集的无线信号生成的表征所述无线信号是否为干扰信号的监测信息；根据所述监测结果判定所述协作装置备选集合中各所述备选协作装置是否为所述基准电磁干扰监测装置的协作装置。

结合第一方面或第一方面第一实施方式至第一方面第八实施方式中任一实施方式，在第一方面第九实施方式中，所述综合分析单元还包括：电磁环境综合评估模块，所述电磁环境综合评估模块通过如下公式得到电磁环境综合评估值：eq＝w1*d+w2*r+w3*s+w4*i，其中，eq表示电磁环境综合评估值，d表示频段占用度，r表示区域背景噪声强度，s表示实时频谱态势，i表示异常干扰数据，w1、w2、w3和w4分别表示频段占用度、区域背景噪声强度、实时频谱态势和异常干扰数据的权重。

本发明技术方案，与现有技术相比，至少具有如下优点：

本发明实施例提供了一种面向电力无线专网的干扰分析系统，该面向电力无线专网的干扰分析系统包括：综合分析单元和多个电磁干扰监测装置，各电磁干扰监测装置采集无线信号，判定场强值超过预警门限值的无线信号为干扰信号并生成预警信号，将干扰信号和预警信号发送至综合分析单元，综合分析单元通过干扰识别模块识别干扰类型，通过干扰定位模块确定干扰源的位置，实现了电网无线侧的干扰预警和定位，为排除干扰奠定了基础，提高了电网的运维抢修响应效率，避免了业务大面积掉线，从而保证了电网的稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中面向电力无线专网的干扰分析系统的一个具体示例的原理框图；

图2为本发明实施例中面向电力无线专网的干扰分析系统的另一个具体示例的原理框图；

图3为本发明实施例中协作装置选择模块执行步骤的一个具体示例的流程图；

图4为本发明实施例中干扰源类别判定的一个具体示例的原理图；

图5为本发明实施例中干扰源类别判定的另一个具体示例的原理图；

图6为本发明实施例中监测参数配置模块执行步骤的一个具体示例的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供了一种面向电力无线专网的干扰分析系统，如图1所示，该面向电力无线专网的干扰分析系统包括：综合分析单元1和多个电磁干扰监测装置2，电磁干扰监测装置2支持以太网、电力无线专网、无线公网的通信方式，监测范围大于3ghz，覆盖电力专用频率范围，支持北斗、gps定位。该综合分析单元1包括：干扰识别模块11和干扰定位模块12；各电磁干扰监测装置2采集无线信号，判断无线信号的场强值是否超过预警门限值，该预警门限值为综合分析单元1根据电磁干扰监测装置2返回的监测数据进行训练和统计平均得到的面向具体频率的正常频谱场强值，当无线信号的场强值超过预警门限值时，电磁干扰监测装置2判定无线信号为干扰信号并生成预警信号，将干扰信号和预警信号发送至综合分析单元1，预警信号包含预警信息和发送预警信号的电磁干扰监测装置2的位置信息；干扰识别模块11根据预警信息和干扰信号识别干扰类型，并将干扰类型发送至干扰定位模块12；干扰定位模块12根据发送预警信号的电磁干扰监测装置2的位置信息、干扰信号及干扰类型确定干扰源的位置。

本发明实施例提供的面向电力无线专网的干扰分析系统通过各电磁干扰监测装置2采集无线信号，判定场强值超过预警门限值的无线信号为干扰信号并生成预警信号，将干扰信号和预警信号发送至综合分析单元1，综合分析单元1通过干扰识别模块11识别干扰类型，通过干扰定位模块12确定干扰源的位置，实现了电网无线侧的干扰预警和定位，为排除干扰奠定了基础，提高了电网的运维抢修响应效率，避免了业务大面积掉线，从而保证了电网的稳定运行。

在一较佳实施例中，上述干扰识别模块11包括：信号识别模块、数据解调模块和干扰类型确定模块。信号识别模块根据预警信息对干扰信号进行识别，得到干扰频率数据；数据解调模块对干扰频率数据进行iq数据解调，得到解调后的干扰频率数据；干扰类型确定模块根据解调后的干扰频率数据确定干扰类型为内部干扰或外部干扰，并将干扰类型发送至干扰定位模块12。

在一较佳实施例中，上述干扰类型确定模块包括：第一判断模块。第一判断模块判断解调后的干扰频率数据是否在预设频段内，该预设频段是干扰分析系统已知的内部干扰频段；如果解调后的干扰频率数据在该预设频段内，第一判断模块判定干扰类型为内部干扰；如果解调后的干扰频率数据不在该预设频段内，第一判断模块判定干扰类型为外部干扰。

当干扰类型为内部干扰时，上述干扰定位模块12根据干扰信号确定基站编码，根据基站编码确定干扰源的位置；当干扰类型为外部干扰时，上述干扰定位模块12根据发送预警信号的电磁干扰监测装置2的位置信息确定干扰源的位置。

具体地，上述干扰定位模块12包括：第二判断模块、协作装置选择模块和干扰源确定模块。当干扰类型为外部干扰时，第二判断模块根据发送预警信号的电磁干扰监测装置2的位置信息，判断发送预警信号的电磁干扰监测装置2的数量是否大于或等于预设数量(一般为3个)；如果发送预警信号的发送预警信号的电磁干扰监测装置2的数量小于该预设数量，协作装置选择模块选择最先发送预警信号的发送预警信号的电磁干扰监测装置2作为基准电磁干扰监测装置，根据基准电磁干扰监测装置的位置信息，选择基准电磁干扰监测装置的大于或等于预设数量的协作装置；干扰源确定模块采用大于或等于预设数量的协作装置确定干扰源的位置。

在一较佳实施例中，如图3所示，上述协作装置选择模块执行以下步骤选择基准电磁干扰监测装置的大于或等于预设数量的协作装置：

步骤s1：根据基准电磁干扰监测装置的位置信息和预设半径确定协作装置的选择区域；

步骤s2：判断选择区域内协作装置的数量是否小于预设数量，当选择区域内的协作装置数量小于预设数量时，执行步骤s3，当选择区域内的协作装置数量大于或等于预设数量时，执行步骤s4；

步骤s3：根据基准电磁干扰监测装置的位置信息和另一预设半径更新选择区域，返回步骤s2；

步骤s4：将选择区域内的协作装置作为大于或等于预设数量的协作装置。

具体地，如图4和图5所示，装置m表示上述的基准电磁干扰监测装置，其他电磁干扰监测装置表示参与协作的电磁干扰监测装置(协作装置)，首先以装置m为圆心、以预设半径r2为半径进行搜索，判断该选择区域内协作装置的数量是否小于预设数量，当该选择区域内的协作装置数量小于预设数量时，扩大搜索半径，以装置m为圆心、以另一预设半径r3为半径进行搜索，如果该选择区域内的协作装置数量仍然小于预设数量，则继续扩大搜索半径至r4，直到协作装置的数量大于或等于预设数量。

在本发明的可选实施例中，上述协作装置的选择也可以是采用手动方式，具体可以是管理人员根据经验通过人工干预的方式选择参与干扰源定位的协作装置。

当上述第二判断模块判定发送预警信号的电磁干扰监测装置2的数量大于或等于预设数量时，干扰源确定模块直接采用发送预警信号的各发送预警信号的电磁干扰监测装置2确定干扰源的位置。

需要说明的是，无论是采用上述协作装置选择模块选择出的协作装置还是直接通过发送预警信号的各电磁干扰监测装置，均可通过多站联合定位算法确定外部干扰源的位置，该多站联合定位算法可以是基于tdoa(timedifferenceofarrival)和rssi(receivedsignalstrengthindication)的融合定位算法，现有技术中有多种通过基于tdoa和rssi的融合定位算法进行定位的具体算法，本发明实施例可采用现有算法中的任意一种。

在一较佳实施例中，如图2所示，上述综合分析单元1还包括：监测参数配置模块13，如图6所示，该监测参数配置模块13执行以下步骤：

步骤s5：根据基准电磁干扰监测装置的位置信息确定协作装置备选集合，对协作装置备选集合中的各备选协作装置配置与基准电磁干扰监测装置相同的监测参数，监测参数包括：电磁干扰监测的中心频率、带宽、步长、采样点数及采样周期；

步骤s6：接收协作装置备选集合中各备选协作装置返回的监测结果，监测结果为协作装置备选集合中各备选协作装置根据采集的无线信号生成的表征无线信号是否为干扰信号的监测信息；

步骤s7：根据监测结果判定协作装置备选集合中各备选协作装置是否为基准电磁干扰监测装置的协作装置。

需要说明的是，上述监测参数配置模块13除用于协作装置选择，还可用于根据电磁干扰监测装置返回的监测结果获取频谱数据以及根据需要对监测参数进行实时调整，本发明不以此为限。

实际应用中，监测参数的配置方式包括手动和自动两种方式。手动方式是管理人员根据监测需求进行相关参数设置，比如，管理人员需要了解区域a里的200mhz，10mhz带宽内的实时频谱情况，就可以通过监测参数配置模块13对电磁干扰监测装置2进行远程参数配置，相关指令发送给目标监测装置，监测装置调整参数，返回监测数据。自动方式是综合分析单元1根据实时监测结果或自动监测任务进行触发，智能调整监测参数。对于依据实时监测结果对监测参数的调整，可以是当综合分析单元1收到电磁干扰监测装置2发送的某个区域的干扰预警信号，为更清楚的识别干扰，调整监测参数实现对干扰频段的更精细化监测，比如，电磁干扰监测装置2发送某频段的2mhz带宽范围内存在100khz的干扰信号，综合分析单元1收到该干扰信号将调整监测参数，缩小监测带宽，提高采样点数等，针对这100khz频率范围进行更详细的监测。

在一较佳实施例中，上述干扰定位模块12在确定干扰源的位置之后，还可以通过该干扰源周围的电磁干扰监测装置监测到干扰的情况判断该干扰源的类别是全向干扰还是定向干扰。具体地，若该干扰源周围的电磁干扰监测装置均监测到干扰，例如，如图4所示(装置m可以是表示基准电磁干扰监测装置，其他电磁干扰监测装置可以是表示参与协作的电磁干扰监测装置)，电磁干扰监测装置23、24和25均监测到干扰，则判定该干扰源为全向干扰；若该干扰源的某个方向上的电磁干扰监测装置监测到干扰，而其他方向上的电磁干扰监测装置没有监测到干扰，例如，如图5所示(装置m可以是表示基准电磁干扰监测装置，其他电磁干扰监测装置可以是表示参与协作的电磁干扰监测装置)，电磁干扰监测装置21和22监测到干扰，电磁干扰监测装置23、24和25均没有监测到干扰，则判定该干扰源为定向干扰。

在一较佳实施例中，综合分析单元1还可将干扰类型、干扰源的位置、干扰方向、干扰频段以及干扰场强推送给通信运维人员，具体可以是通过短信、邮件或微信等方式推送。

在一较佳实施例中，如图2所示，上述综合分析单元1还包括：自动化监测任务设置模块14，用于设定不同区域、不同监测装置、不同时间、不同周期及不同频率维度下的监测任务，包括连续频段监测和离散频段监测，并根据预设条件生成发送指令交于监测装置自动执行。具体可以是根据监测任务分时段配置监测参数进行干扰监测，例如可以是设置一天中8点-10点执行200mhz-230mhz带宽范围内的干扰监测，10点-12点执行230-250mhz带宽范围内的干扰监测；又例如可以是设定a区域的某个监测装置在8点-10点，每半小时执行一次200mhz-230mhz带宽范围内的干扰监测，10点-12点每10分钟执行一次230-250mhz带宽范围内的干扰监测。

在一较佳实施例中，如图2所示，上述综合分析单元1还包括：电磁环境综合评估模块15，电磁环境综合评估模块15通过如下公式得到电磁环境综合评估值：eq＝w1*d+w2*r+w3*s+w4*i，其中，eq表示电磁环境综合评估值，d表示频段占用度，r表示区域背景噪声强度，s表示实时频谱态势，i表示异常干扰数据，w1、w2、w3和w4分别表示频段占用度、区域背景噪声强度、实时频谱态势和异常干扰数据的权重。在具体实施时，可以是根据实际需要设定频段占用度、区域背景噪声强度、实时频谱态势和异常干扰数据的权重w1、w2、w3和w4，例如，当管理人员想重点了解区域背景噪声强度信息，则将区域背景噪声强度的权重w2设置得相对其他三个权重高，具体高多少由管理人员的实际需要决定。在可选实施例中，电磁环境综合评估模块15还可以根据得到的电磁环境综合评估值进行电磁环境分级，具体可以是设置电磁环境综合评估值的四个区间分别对应差、中、良、优的分级结果。

在一较佳实施例中，如图2所示，上述综合分析单元1还包括：工作状态监测模块16，用于对电磁干扰监测装置2的在线、离线及故障等工作状态进行实时监测。

在一较佳实施例中，如图2所示，上述综合分析单元1还包括：信息维护模块17，用于对各电磁干扰监测装置2的位置、区域等信息进行维护，具体可以是对信息进行保存或更新。

在一较佳实施例中，如图2所示，上述综合分析单元1还包括：远程升级模块18，用于对各电磁干扰监测装置2中的软件进行远程升级。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。