基于核回歸的移動通信信號干擾評估算法研究

鄭州大學 田一君

經濟發展的過程中，人們更加重視對先進技術的研究和應用，科技帶動社會發展和社會進步，其中信息網絡技術的應用給人們的生活、工作、學習和娛樂休閑等帶來各種便利。現代社會發展中的信息化程度不斷加深，計算機技術和信號傳輸技術日趨成熟，移動通信信號傳輸速率提升，信息服務的功能大大增強。但是移動通信信號傳輸的過程中，也會因為受到不同因素的干擾導致信號傳輸出現問題，尤其是在較為復雜的環境下，移動通信信號傳輸的場景無法控制，導致移動通信信號干擾增強，在這種情況下，要有效提高移動通信信號傳輸和獲取的準確性以及時性，可以應用核回歸評估算法，建立非參數的預測模型，改進移動通信信號干擾的預測權重以及預測處理過程等，并在此基礎上，進一步優化核函數參數和窗寬，針對移動通信信號強度問題，提出非參數性的預測改進算法。關于核回歸的移動通信信號干擾評估算法均需要綜合實踐情況展開客觀研究與全面分析[1]。

一、關于移動通信信號干擾評估的必要性和相關背景分析

信息科技技術和互聯網技術的應用與發展，給人們的生活、工作帶來便利，移動通信技術的發展，則是為信號傳輸提供便利，但是移動通信信號在復雜場景下容易受到信號干擾，因此，要在移動通信信號干擾評估中研究信號的干擾防護措施[2]。一般使用信號屏蔽器可以保證信號秩序，但是屏蔽器的信號屏蔽原理是對有用的網絡信號進行阻斷，干擾信號則具有這種阻斷作用，使其無法在最近基站或者是最強信號進行鏈路連接，基站和手機之間的信號聯絡被阻斷和破壞后，則手機無法發揮功能。通常情況下，移動通信信號的無線電通信為有源干擾，有源干擾類型分為兩種，即欺騙性干擾和壓制式干擾這兩種方式，壓制式干擾將干擾信號發射后，對方信號的頻譜被遮蓋，則對方移動通信信號失去正常工作能力，接收機的信號接收能力大大降低。移動通信信號干擾器安裝完成后，對信號干擾是否有效進行測試，可以使用手機通話來測試，但是考慮到不同型號的手機，在信號接收參數和信號發射技術參數上存在較大差異，信號測試存在一定的安全隱患，并且電磁輻射的預測準確性也難以保證[3]。在這種傳統的信號預測基礎上，可以應用一定的組合方法，對信號強度進行預測，其中在復雜的室內場景中，使用專業的設備儀器和核回歸評估算法，對移動通信信號強度進行電磁輻射的定量分析，并運用圖形和數據形式，真實、客觀、科學的描述場所內的信號防護情況，為移動通信信號防護評估提供數據指導。

二、核回歸的移動通信信號干擾評估系統

核回歸的移動通信信號干擾評估是對移動通信信號的干擾情況應用非參數核回歸的方法進行干擾測算和評估，核回歸的移動通信信號干擾評估系統中包含的主要部分有六個，即核回歸算法預測及改進部分、信號干擾實際測量部分、整體預測部分、模型校正部分、制定評估指標以及干擾評估部分。在對移動通信信號干擾進行實地測量的過程中，測量點一般都是有限的，但是選取和確定的測量點要具有代表性，由于移動通信信號干擾測量的總體區域較大，并且在目標區域內，室內物體的分布較為復雜，選擇測量點可以將測量需要的精度、儀器設備參數以及房間結構等相關影響因素綜合考慮進去。移動通信信號的上行頻段受到干擾后，容易導致移動基站系統出現信噪，信號傳輸惡化，降低通信質量，因而在核回歸的移動通信信號干擾評估中，可以對移動通信信號的下行頻段使用干擾器進行測試。測試中使用的信號干擾器為MA-2006型，在保密場所可用，并且主要是采用壓制方式，對移動通信信號的下行頻段信號進行阻斷，在三角架上固定好信號干擾器，設備底部距離地面的高度控制在0.85m左右即可，設備頂部距離地面的高度在1.23m為宜[4]。其中關于信號干擾器的阻斷制式有GSM、TDSCDMA、CDMA、DCS1800、TD-SCDMA（PHS）、CDMA2000（WCDMA）幾種，GSM阻斷頻段為935MHZ～960MHZ、TDSCDMA阻斷頻段為2010MHZ～2025MHZ、CDMA阻斷頻段為870MHZ～880MHZ、DCS1800阻斷頻段為1805MHZ～1850MHZ、TD-SCDMA（PHS）阻斷頻段為2010MHZ～2025MHZ、CDMA2000（WCDMA）阻斷頻段為2110MHZ～2145MHZ。

三、核回歸的移動通信信號干擾評估算法

（一）預測算法分析

回歸的移動通信信號干擾評估算法，要提供有效的數據集合關系表示方法，抽取樣本后進行樣本估計，但是不用一味的依賴從屬總體的樣本分布形式，這是因為回歸的移動通信信號干擾評估算法的函數計算形式和參數內容等均不是固定的，在每個點上的函數值都是由其自身數據信息決定的。對給定的樣本中的空間未知數進行設定，即（X1，Y1），（X2，Y2），（X3，Y3）...（Xn，Yn），未知數空間分布為獨立形式的，因而屬于二維的隨機變量，在對移動通信信號干擾評估的預測值進行給定時，可以根據x=Xi，Y=Yi的期望條件計算m（Xi，Yi）[5]。在整個預測過程中，要先找到h在指定范圍內的鄰點，根據函數的構造權值，獲得目標點的預測值，即鄰點的加權值部分。

（二）改進評估算法

在評估測算的過程中，對增加的樣本量或者是領域內的鄰點進行分析，使用核回歸測量計算，預測移動通信信號的干擾程度，以此解決樣本點少的問題[6]。核回歸的移動通信信號干擾評估算法中，可以開啟信號干擾器，對信號強度進行校正，并將其設定為信號干擾強度N，開啟信號干擾器之前還要對非參數的回歸信號強度進行分析，將其作為原始信號強度S，在對干信比進行計算的過程中，重點衡量移動通信信號受干擾器的阻斷干擾效果。其中干信比為JSR，JSR=N/S，在計算公式中，對于預定的JSR信號干擾防護效果進行等級劃分，對比劃分的等級標準，完成定性評估后即可輸出結果。

（三）研究系統性能

信息技術和網絡技術的發展，給移動通信行業的發展帶來重要的契機，但是移動通信信號在實際的傳輸過程中，容易因外界干擾性因素的影響或者是內部系統運行問題，導致信號傳輸出現問題，對此，可以應用核回歸的算法對移動通信信號干擾進行估算。核回歸的移動通信信號干擾評估測算，以CDMA制式為例，對信號傳輸的布設點可以運用全向天線和頻譜儀相結合的方式進行相關測量，測量高度控制在1.3m左右。在此過程中，需要先關閉信號干擾器，在較為開闊的領域中選擇一點，將頻譜儀掃頻帶寬設置在870MHZ～880MHZ范圍內，找到其中的常發信號，在這一區間內測量頻點的最大功率值。對信號干擾器開啟前后的測量點分別進行測量，這些測量點均是預先布設好的[7]。

四、結語

移動通信技術在不斷的應用和發展中，重視對信號傳輸技術的改進和完善，保證移動通信信號傳輸、接收的及時性和準確性。移動通信信號在較為復雜的場景下容易受到干擾，使用非參數核回歸模型，可以改進移動通信信號干擾預測評估的過程和權重。移動通信信號干擾評估還可以結合工程移動通信設備以及頻譜儀等，對移動通信信號干擾的實際數據和相關干擾效果等進行實地測量與獲取，使用專門的測量儀器設備，可以對CDMA制式下移動通信信號干擾提出評價指標，并對移動通信信號干擾的防護等級進行分級。綜合實際分析來看，核回歸的移動通信信號干擾評估算法具有較高的評估準確率，在此研究基礎上，研發和使用移動通信信號干擾器，可以在考場、監獄或政府等禁用手機的場所發揮作用，維持正常的信號秩序和信號安全。應用核回歸的移動通信信號干擾評估算法，主要是對核回歸算法的非參數性相關參數予以優化，改進信號干擾預測模型，為信號干擾等級和信號防護等提供可靠的技術借鑒和數據參照。

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