胡 濤，蔣 維

（中國(guó)通信建設(shè)第三工程局有限公司，湖北 武漢 430022）

0 引 言

通信設(shè)備在通信技術(shù)發(fā)展過(guò)程中有所改變，從傳統(tǒng)功能單一的設(shè)備發(fā)展為智能化設(shè)備，使現(xiàn)代通信設(shè)備故障的發(fā)生率提高。信號(hào)跟蹤法是指對(duì)現(xiàn)代通信設(shè)備維修的檢測(cè)方法，此技術(shù)在不斷發(fā)展，并且廣泛應(yīng)用到我國(guó)商業(yè)、交通、國(guó)防以及軍事中[1]。因此，對(duì)信號(hào)跟蹤技術(shù)的要求高，我國(guó)對(duì)信號(hào)跟蹤技術(shù)也尤為重視。通過(guò)分析信號(hào)跟蹤技術(shù)的發(fā)展可知，要進(jìn)一步提升效率、精度等。

1 光纖信號(hào)復(fù)雜度數(shù)據(jù)的提取

光纖信號(hào)系統(tǒng)終端數(shù)據(jù)量比較大，包括信號(hào)機(jī)位置、信號(hào)狀態(tài)以及信號(hào)方向等，在數(shù)據(jù)鏈表結(jié)構(gòu)統(tǒng)一存儲(chǔ)。為了提取完整光纖信號(hào)系統(tǒng)中的復(fù)雜度數(shù)據(jù)，以不同數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置制定光纖信號(hào)系統(tǒng)復(fù)雜度數(shù)據(jù)的提取與服務(wù)方式[2]。

通過(guò)字符串表示信號(hào)系統(tǒng)的終端設(shè)備，終端數(shù)據(jù)字符串的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中包括特征屬性數(shù)據(jù)，能夠?qū)⑾到y(tǒng)復(fù)雜度展現(xiàn)出來(lái)。8位表示信號(hào)機(jī)名稱，2位表示信號(hào)機(jī)性質(zhì)、顯示方向、相對(duì)位置以及顯示狀態(tài)，16位表示接近區(qū)段名稱、信號(hào)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)首地址，21位表示空單元。

圖1 終端數(shù)據(jù)字符串整體結(jié)構(gòu)

針對(duì)靜態(tài)字符串，應(yīng)與終端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)鏈結(jié)構(gòu)相結(jié)合，在提取過(guò)程中根據(jù)需求判斷，使用功能子函數(shù)判斷輸入的字符串?dāng)?shù)據(jù)的完整性。如果輸入字符串?dāng)?shù)據(jù)出現(xiàn)越界，那么就是不完整字符串，要重新進(jìn)行輸入。假如完整，就要對(duì)字符串?dāng)?shù)據(jù)位動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)或者靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。

2 異常信號(hào)的定位

2.1 基于馬爾科夫鏈的異常信號(hào)定位

為了使離子退化問(wèn)題得到解決，本文使用Metropolis-Hasting算法（MH算法）的方法。傳統(tǒng)算法的粒子多樣性短缺，使用準(zhǔn)蒙特卡羅（Quasi-Monte Carlo，QMC）算法能夠去除異常偽信號(hào)，平衡算法運(yùn)算的時(shí)間效率和精準(zhǔn)度。使用濾波算法在采樣過(guò)程中對(duì)粒子均勻分布挑選，具有真實(shí)性，保證粒子采樣過(guò)程中的多樣性。為了避免粒子消耗問(wèn)題，使用MH改變粒子的分布，發(fā)揮多種算法共同的作用能力，加大粒子多樣性，使粒子數(shù)量降低，提高追蹤結(jié)果的精準(zhǔn)度[3]。

馬爾科夫鏈在定位過(guò)程中的問(wèn)題在于解決其無(wú)后效性，此問(wèn)題要對(duì)無(wú)源探測(cè)中微弱目標(biāo)的目前時(shí)間狀態(tài)和前個(gè)時(shí)間狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比分析，在已經(jīng)知道前個(gè)時(shí)間位置時(shí)，此時(shí)間之前的全部位置對(duì)目標(biāo)時(shí)間位置并沒(méi)有影響，因?yàn)榇藭r(shí)間的前一刻時(shí)間的目標(biāo)位置并沒(méi)有為此時(shí)間目標(biāo)位置提供可用信息。以無(wú)源微弱目標(biāo)的位置運(yùn)動(dòng)軌跡和當(dāng)前傳感器檢測(cè)結(jié)果預(yù)測(cè)下個(gè)時(shí)刻無(wú)源微弱目標(biāo)位置運(yùn)動(dòng)變化來(lái)源于哪個(gè)空間，從而對(duì)條件密度指數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

2.2 異常信號(hào)跟蹤

載波能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)碼和測(cè)距碼的傳輸，在容易受到低頻電磁波干擾的測(cè)距碼中，通過(guò)更高的電波承載測(cè)距碼，降低自身所承受的壓力，從而提供給組合碼合適頻率，還能夠有效使用頻譜數(shù)據(jù)資源。通過(guò)測(cè)距碼實(shí)現(xiàn)碼分多址（Code Division Multiple Access，CDMA），在接收衛(wèi)星發(fā)送信號(hào)時(shí)制造偽隨機(jī)噪聲碼，對(duì)周期性二次序制序列函數(shù)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定，迅速識(shí)別發(fā)送的信息，測(cè)量衛(wèi)星信號(hào)[4]。

在碼相位誤差為0時(shí)，測(cè)量結(jié)果達(dá)到了最大；在碼相位誤差為-1～+1時(shí)，結(jié)果和誤差絕對(duì)值為反比例系數(shù)，此情況的構(gòu)成條件為無(wú)噪聲環(huán)境。數(shù)據(jù)碼在導(dǎo)航系統(tǒng)自動(dòng)編譯后得到導(dǎo)航模板電文，本文使用AltBOC調(diào)制信號(hào)進(jìn)行研究。碼信號(hào)通道為數(shù)據(jù)通道，傳輸電文導(dǎo)航格式不同，圖2為數(shù)據(jù)碼結(jié)構(gòu)。圖2中的信號(hào)格式導(dǎo)航電文主幀頻率一組為600 s，每個(gè)主幀具有12個(gè)子幀，子幀持續(xù)時(shí)間為一組15 s，一個(gè)頁(yè)面持續(xù)時(shí)間為10 s。最后，結(jié)合各種測(cè)碼，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)追蹤。

圖2 數(shù)據(jù)碼結(jié)構(gòu)

通過(guò)2個(gè)正交負(fù)指數(shù)副載波移動(dòng)的正交信號(hào)頻道，衍生的E5信號(hào)碼在載波過(guò)程中和信號(hào)進(jìn)行交互，忽略交調(diào)分量調(diào)制結(jié)構(gòu)，通過(guò)E5測(cè)距碼構(gòu)成。

本文通過(guò)信號(hào)功率譜和捕獲結(jié)果對(duì)AltBOC調(diào)制E5信號(hào)進(jìn)行研究，在信號(hào)捕獲的過(guò)程中，AltBOC包括上、下兩條路線對(duì)兩路信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，使用基于快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT)的并行碼實(shí)現(xiàn)信號(hào)碼的捕獲。原理為實(shí)現(xiàn)通路信號(hào)和輸入信號(hào)的交互，根據(jù)頻率載頻混合，使偽碼實(shí)現(xiàn)共軛處理，并結(jié)合載頻混頻得出處理域中的相關(guān)知識(shí)，搜索綜合頻率單元的全部峰值，與得到的閾值相比，最終自動(dòng)追蹤信號(hào)[5]。

3 仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果

為了對(duì)本文方法進(jìn)行測(cè)試，設(shè)置光纖通信設(shè)備信號(hào)采樣長(zhǎng)度為1 024，信號(hào)異常特征采樣偏差為0.35，信號(hào)統(tǒng)計(jì)分析時(shí)延為200 ms。光纖通信設(shè)備的信號(hào)如圖3所示。

圖3 光纖通信設(shè)備信號(hào)

輸入信號(hào)為電子通信設(shè)備信號(hào)，使用本文方法對(duì)光纖通信設(shè)備信號(hào)異常特征進(jìn)行提取，得出如圖4所示的結(jié)果。對(duì)圖4進(jìn)行分析，本文方法能夠有效提取異常特征，自動(dòng)識(shí)別光纖通信設(shè)備信號(hào)的異常識(shí)別精度如表1所示。針對(duì)不同通信設(shè)備信號(hào)，本文方法識(shí)別精度超過(guò)96%，表示此方法能夠有效識(shí)別多種類型電子通信設(shè)備信號(hào)的異常問(wèn)題，識(shí)別結(jié)果可靠[6-9]。

圖4 通信設(shè)備信號(hào)異常提取結(jié)果

表1 光纖通信設(shè)備信號(hào)異常識(shí)別精度

4 結(jié) 論

本文通過(guò)創(chuàng)建系統(tǒng)分析模型，能夠精準(zhǔn)定位信號(hào)位置，使信號(hào)追蹤效率得到提高。在掌握信號(hào)位置的基礎(chǔ)上改進(jìn)算法，使用QMC、TBD以及馬爾科夫鏈算法對(duì)空間粒子分布進(jìn)行平衡，使追蹤效果得到提高，最終實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制。通過(guò)調(diào)制信號(hào)結(jié)構(gòu)能夠提高信號(hào)追蹤性能，提高信號(hào)自動(dòng)追蹤效率，有利于廣泛應(yīng)用到各領(lǐng)域。