基于时间序列分析的频谱异常自主检测和稳健估计方法.pdf

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1、第6期电子学报V01．42No．62014年6月A(1AEI且CrR0NICASINICAJun．2014基于时间序列分析的频谱异常自主检测和稳健估计方法王磊，谢树果，苏东林，王国玉(北京航空航天大学电子信息工程学院，北京100191)摘要：复杂电磁环境和无用频先验知识条件下有效检测电磁频谱异常使用信息，是无线电监测和电磁环境评估等领域的重要难题．本文基于时间序列分析理论，通过构建反映有限频谱占用度序列动态依存关系且包含频谱异常值的时序模型，实现对无线电频谱异常的自主检测和稳健估计．研究结果表明，该方法元需用频数据库或无线电监测历史数据支

2、持，能够有效识别典型频谱异常类型、发生时间以及异常影响强度等信息；同时通过对频谱占用度时序模型的稳健估计，能够显著降低模型拟合误差，提高模型对外部干扰环境的适应性和鲁棒性．关键词：频谱异常；自主检测；稳健估计；电磁环境中图分类号：TN98文献标识码：A文章编号：0372—2112(2014)06—1055—06电子学报URL：http：／／www．ejou,~．org．caDOI：10．3969／q．issn．0372—2112．2014．06．003AnAutonomousDetectionandRobustEstimationMeth

3、odofSpectrumAnomalyBasedonTimeSeriesAnalysisWANGLei，XIEShu—guo，SUDong一]in，WANGGuo—yu(SchoolofElectronicsandhoCormationEngineering，＆UniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijiag100191，China)。Abstract：Howtopreciselydetecteleclxomagneticspectrumanomalyisamajorchallengeforra

4、diomonitoringandelectro—magneticenvironmentevaluation，especiallyintheconditionofcomplexelectromagneticenvironmentandlackofpre-knowledgein—formationaboutfrequencyuse．Basedontimeseriesanalysistheory，atimingmodelwhichpresentsthecorrelationbetweenthepre—viousandthefollowingse

5、quenceofspeclrurnoccupancy，isbnilttohelpUSrealizetheautonomousidentificationandrobustestima—tionoftypicalspectrumanomaly．Theanalysisresultsindicatethat，withoutactuallyrequiringpre—knowledgeoffrequencydatabaseandradiomonitoringhistoricaldatasupport，thismethodcanefectivelyi

6、dentifythetypesofspectrumanomaly，occurrencetime，anomalyefectintensionandotherrelativeinformation．Furthermore，throughtherobustestimationofspectrumoccupancymodel，wecansignificantlyimprovethemodelSfittingperformanceandraisetheadaptabilityandrobustnessofthemodeltOexternalinte

7、rfer—enCes．Keywords：spectrumanomaly；autonomousdetection；robustestimation；electromagneticenvironment监测数据积累以及诸多用频参数先验概率分布知1引言识_2I3J，两者均很难满足复杂电磁环境下对无线电频谱通过无线电监测实现对电磁频谱非法占用、辐射超状态异常进行快速自主检测的需求I5j．标和电磁干扰等异常行为的有效检测和识别，对于无线时间序列分析是一种根据动态数据揭示系统动态电管理和电磁环境评估等具有重要意义．现代城市、战结构和规律的统计方法．它

8、不需要样本概率分布等先验场等复杂电磁环境中频谱使用行为往往具有很强的随信息支持，仅依靠对系统有限长度的观察样本数据，建机性和突发性，导致无线电监测频谱状态表现出显著的立能够精确反映序列中所包含