基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视方法及装置
阅读说明：本技术 基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视方法及装置 (Communication signal automatic detection and monitoring method and device based on frequency domain threshold progressive segmentation ) 是由 杨蛟龙 屈会鹏 孙亮亮 杨文洁 任颖 教富龙 吕波 张玉峰 于 2019-10-25 设计创作，主要内容包括：本申请实施例公开了一种基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视方法及装置,方法包括：定义初始化功率阈值对带宽内的频点进行分割,在低于功率阈值的频点集合中利用直方图法统计获取底噪分布区域,通过计算底噪分布区域中的各频点对应功率的一阶中心矩,估计底噪功率；定义功率阈值变化范围,在范围内从大至小,逐步递减阈值,对带宽内的频点进行分割；比较相邻两次分割得到的频率集合和功率值,更新频点集；根据阈值逐步递减得到的最终频点分割结果,提取各个载波并分别进行载波信号的关键特征参数估计。具有自动化、低成本、易实现、实时性好的特点,适用于多监测点布署的场景,扩展了通信信号载波监视系统的实现方式。(The embodiment of the application discloses a communication signal automatic detection and monitoring method and device based on frequency domain threshold progressive segmentation, wherein the method comprises the following steps: defining an initialization power threshold value to divide frequency points in a bandwidth, counting and acquiring a background noise distribution area in a frequency point set lower than the power threshold value by using a histogram method, and estimating background noise power by calculating a first-order central moment of power corresponding to each frequency point in the background noise distribution area; defining a power threshold variation range, gradually decreasing the threshold from large to small in the range, and segmenting frequency points in the bandwidth; comparing the frequency set and the power value obtained by two adjacent partitions, and updating the frequency point set; and extracting each carrier according to a final frequency point segmentation result obtained by gradually decreasing the threshold value and respectively estimating the key characteristic parameters of the carrier signals. The method has the characteristics of automation, low cost, easy realization and good real-time performance, is suitable for a scene of deployment of multiple monitoring points, and expands the realization mode of a communication signal carrier monitoring system.)
技术领域
本申请实施例涉及一种基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视方法及装置。
背景技术
在通信系统中，运营商或监管部门需对通信信号进行监视、分析，以便及时发现信号干扰或其他异常，该过程称为载波监视。载波监视主要包含信号检测和信号分析两个关键过程，信号检测完成对监视带宽内的信号的盲分析，提取所有载波信号；信号分析是基于信号检测的结果对各载波信号进行参数估计。
目前，载波监视主要有两类主要方法：基于时域的分析和基于频域的分析。前者需将通信信号变到中频，通过高速数据采集技术对中频信号进行采样，利用软件无线电方法对采样得到的数据进行深度分析，检测频带范围内的信号并估计其关键参数，如Kratos的Monics系统、Atos的SkyMon系统等，该方法分析参数范围广、准确度较高，但由于数据速率高且算法复杂，一般系统成本高、分析耗时长。后者直接将通信信号接入频域分析仪器，如频谱分析仪、LPT-3000R等，通过算法实时分析通信信号的频域数据(功率谱)，检测并提取监视带宽内的载波信号功率谱，分析各载波信号的关键参数，如中心频率、带宽、功率等，该方法系统构成较为简单，成本低廉、分析速度快，缺点是基于频域分析，缺乏时域数据，很难进行信号的深度分析，如调制方式识别、载波下载波(CUC)分析等。
随着通信技术的逐步发展，尤其是卫星通信点波束、高通量(HTS)等技术的应用，基于时域分析的载波监视系统成本高昂，很难满足对多点波束进行全监视的需求，此时，基于频域分析的载波监视系统由于具有灵活布署、成本低廉的优势，更适合实现此类场景下的通信业务监视。
载波监视系统中的信号盲检测技术几乎都是基于时域分析而展开的，基于频域的信号检测，在工程中大多需要依靠人工的判断来发现信号异常。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例期望提供一种基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视方法及装置。
本发明的技术方案是这样实现的：
本申请实施例提供一种基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视方法，包括：
获取待分析的数据帧，将所述数据帧的频域以频点(fn，Pn)集合PSD的方式表示，其中PSD＝{(fn，Pn)}，fn为第n+1个点的频率，Pn为测量的该频率处分辨率带宽内的功率，n＝0，1，2，…，N；
搜索集合PSD内的功率值Pn，确定最大值Pmax和最小值Pmin，当(Pmax-Pmin)≥2dB时，确定待分析的数据帧中包含通信信号。
上述技术方案中，确定待分析的数据帧中包含通信信号后，所述方法还包括：
初始化功率阈值Pthn0＝(Pmax-Pmin)/4+Pmin，利用Pthn0对集合PSD内的频点进行分割，得到集合NSI＝{(fn，Pn)}，其中，Pn≤Pth0，(fn，Pn)∈PSD；对集合NSI中频点的功率值按预设档进行直方图统计，确定出分布点数最多的一档，得到布点数最多的一档起止功率分别为Pnst和Pnsp；
根据Pnst和Pnsp，搜索集合PSD内的频点，得到集合NSF＝{(fn，Pn)}，Pnst≤Pn≤Pnsp，(fn，Pn)∈PSD，计算NSF集合中的功率值的一阶中心矩E(NSF)，即认为该帧频域数据的底噪功率电平Pnoise＝E(NSF)；
重新初始化功率初始阈值Pthf＝Pmax-2，利用Pthf对集合内的频点(fx，Px)进行分割，得到集合LP＝{(fpx，Ppx)}和Rp＝{(fpx，Ppx)}，其中，Ppx≤Pthf≤Ppx+1，(fpx，Ppx)∈PSD；Ppx≥Pthf≥Ppx+1，(fpx，Ppx)∈PSD，x＝0，1，2，…，N-1；保留LP和RP中成对出现的频点，成对出现即每一个LP中的点应对应一个RP中的点，这两个点分别对应同一个载波信号的左侧和右侧滚降沿与阈值功率的交点，共搜索到M组成对点；
将M组成对点分别作为LP和RP中的元素，每组成对点对应M个载波，用载波左侧带宽边界频率fplx、右侧带宽边界频率fprx组合定义一个载波，集合LP和RP将组成载波边界集合{(fplx，fprx)}，Pplx≤Pthf≤Pplx+1，Pprx≥Pthf≥Pprx+1，(fplx，Pplx)∈LP，(fprx，Pprx)∈RP，对载波边界集合中的所有元素构成的载波逐一进行确认，元素(fplk，fprk)确定的载波区域PCarrier＝{(fn，Pn)}，其中，fplk≤fn≤fprk，(fn，Pn)∈PSD，搜索集合PCarrier内的功率值Pn，找到最大值PPCmax和最小值PPCmin，当(PPCmax-PPCmin)≥2dB时，确定该载波边界构成的载波有效；
载波有效的载波边界形成新的载波边界集合CarrierBorder。
上述技术方案中，所述方法还包括：
将功率阈值Pthf按步进-1dB递减，即Pthf_New＝Pthf-1，利用递减后的阈值Pthf_New对对集合PSD内的频点(fn，Pn)重新进行分割，得到载波左侧带宽边界点集合LN和左侧带宽边界点集合RN，集合LN和RN将组成新的载波集合NCarrierBorder＝{(fnlx，fnrx)}；Pnlx≤Pthf_New≤Pnlx+1，Pnrx≥Pthf_New≥Pnrx+1，(fnlx，Pnlx)∈LN，(fnrx，Pnrx)∈RN，对集合中的所有元素构成的载波逐一进行确认，元素(fnlk，fnrk)确定的载波区域NCarrier＝{(fn，Pn)}，fnlk≤fn≤fnrk，(fn，Pn)∈PSD，搜索集合NCarrier内的功率值Pn，得到最大值PNCmax和最小值PNCmin，当(PNCmax-PNCmin)≥2dB时，确定该载波边界构成的载波有效；
载波有效的载波边界形成新的载波边界集合NCarrierBorder。
上述技术方案中，所述方法还包括：
对于集合CarrierBorder和NCarrierBorder，NCarrierBorder中由载波边界(fnlk，fnrk)确定的载波区域NCarrier＝{(fn，Pn)}，fnlk≤fn≤fnrk，(fn，Pn)∈PSD，如果NCarrier未包含由CarrierBorder中任意载波边界确定的载波区域，则将该载波边界(fnlk，fnrk)添加到新的载波边界CarrierBorder_New集合内；如果NCarrier包含由CarrierBorder中某载波边界确定的载波区域，判断该NCarrier中包含几个由CarrierBorder中载波边界确定的载波区域，如果仅包含一个，则将该载波边界(fnlk，fnrk)添加到CarrierBorder_New集合内，如果包含两个或两个以上，则将被包含的多个载波边界添加到CarrierBorder_New集合内；
更新载波边界集合CarrierBorder，使CarrierBorder＝CarrierBorder_New。
上述技术方案中，所述方法还包括：
当功率阈值Pthf＝Pnoise+2时，停止对功率阈值Pthf按步进-1dB的递减运算；
最终得到载波边界集合CarrierBorder，该集合中的每个元素构成一个载波，若元素(fplk，fprk)确定载波区域PCarrier＝{(fn，Pn)}，fplk≤fn≤fprk，(fn，Pn)∈PSD，则确定该载波带宽BW＝fprk-fplk，中心频率
本发明还提供一种基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视装置，包括：
获取单元，获取待分析的数据帧，将所述数据帧的频域以频点(fn，Pn)集合PSD的方式表示，其中PSD＝{(fn，Pn)}，fn为第n+1个点的频率，Pn为测量的该频率处分辨率带宽内的功率，n＝0，1，2，…，N；
处理单元，搜索集合PSD内的功率值Pn，确定最大值Pmax和最小值Pmin，当(Pmax-Pmin)≥2dB时，确定待分析的数据帧中包含通信信号。
上述技术方案中，所述处理单元确定待分析的数据帧中包含通信信号后，还用于：
初始化功率阈值Pthn0＝(Pmax-Pmin)/4+Pmin，利用Pthn0对集合PSD内的频点进行分割，得到集合NSI＝{(fn，Pn)}，其中，Pn≤Pth0，(fn，Pn)∈PSD；对集合NSI中频点的功率值按预设档进行直方图统计，确定出分布点数最多的一档，得到布点数最多的一档起止功率分别为Pnst和Pnsp；
根据Pnst和Pnsp，搜索集合PSD内的频点，得到集合NSF＝{(fn，Pn)}，Pnst≤Pn≤Pnsp，(fn，Pn)∈PSD，计算NSF集合中的功率值的一阶中心矩E(NSF)，即认为该帧频域数据的底噪功率电平Pnoise＝E(NSF)；
重新初始化功率初始阈值Pthf＝Pmax-2，利用Pthf对集合内的频点(fx，Px)进行分割，得到集合LP＝{(fpx，Ppx)}和RP＝{(fpx，Ppx)}，其中，Ppx≤Pthf≤Ppx+1，(fpx，Ppx)∈PSD；Ppx≥Pthf≥Ppx+1，(fpx，Ppx)∈PSD，x＝0，1，2，…，N-1；保留LP和RP中成对出现的频点，成对出现即每一个LP中的点应对应一个RP中的点，这两个点分别对应同一个载波信号的左侧和右侧滚降沿与阈值功率的交点，共搜索到M组成对点；
将M组成对点分别作为LP和RP中的元素，每组成对点对应M个载波，用载波左侧带宽边界频率fplx、右侧带宽边界频率fprx组合定义一个载波，集合LP和RP将组成载波边界集合{(fplx，fprx)}，Pplx≤Pthf≤Pplx+1，Pprx≥Pthf≥Pprx+1，(fplx，Pplx)∈LP，(fprx，Pprx)∈RP，对载波边界集合中的所有元素构成的载波逐一进行确认，元素(fplk，fprk)确定的载波区域PCarrier＝{(fn，Pn)}，其中，fplk≤fn≤fprk，(fn，Pn)∈PSD，搜索集合PCarrier内的功率值Pn，找到最大值PPCmax和最小值PPCmin，当(PPCmax-PPCmin)≥2dB时，确定该载波边界构成的载波有效；
载波有效的载波边界形成新的载波边界集合CarrierBorder。
上述技术方案中，所述处理单元，还用于：
将功率阈值Pthf按步进-1dB递减，即Pthf_New＝Pthf-1，利用递减后的阈值Pthf_New对对集合PSD内的频点(fn，Pn)重新进行分割，得到载波左侧带宽边界点集合LN和左侧带宽边界点集合RN，集合LN和RN将组成新的载波集合NCarrierBorder＝{(fnlx，fnrx}；Pnlx≤Pthf_New≤Pnlx+1，Pnrx≥Pthf_New≥Pnrx+1，(fnlx，Pnlx)∈LN，(fnrx，Pnrx)∈RN，对集合中的所有元素构成的载波逐一进行确认，元素(fnlk，fnrk)确定的载波区域NCarrier＝{(fn，Pn)}，fnlk≤fn≤fnrk，(fn，Pn)∈PSD，搜索集合NCarrier内的功率值Pn，得到最大值PNCmax和最小值PNCmin，当(PNCmax-PNCmin)≥2dB时，确定该载波边界构成的载波有效；
载波有效的载波边界形成新的载波边界集合NCarrierBorder。
上述技术方案中，所述处理单元，还用于：
对于集合CarrierBorder和NCarrierBorder，NCarrierBorder中由载波边界(fnlk，fnrk)确定的载波区域NCarrier＝{(fn，Pn)}，fnlk≤fn≤fnrk，(fn，Pn)∈PSD，如果NCarrier未包含由CarrierBorder中任意载波边界确定的载波区域，则将该载波边界(fnlk，fnrk)添加到新的载波边界CarrierBorder_New集合内；如果NCarrier包含由CarrierBorder中某载波边界确定的载波区域，判断该NCarrier中包含几个由CarrierBorder中载波边界确定的载波区域，如果仅包含一个，则将该载波边界(fnlk，fnrk)添加到CarrierBorder_New集合内，如果包含两个或两个以上以上，则将被包含的多个载波边界添加到CarrierBorder_New集合内；
更新载波边界集合CarrierBorder，使CarrierBorder＝CarrierBorder_New。
上述技术方案中，所述处理单元，还用于：
当功率阈值Pthf＝Pnoise+2时，停止对功率阈值Pthf按步进-1dB的递减运算；
最终得到载波边界集合CarrierBorder，该集合中的每个元素构成一个载波，若元素(fplk，fprk)确定载波区域PCarrier＝{(fn，Pn)}，fplk≤fn≤fprk，(fn，Pn)∈PSD，则确定该载波带宽BW＝fprk-fplk，中心频率
本申请实施例的技术方案，现了基于频域数据的通信信号自动检测和分析，具有自动化、低成本、易实现、实时性好的特点，适用于多监测点布署的场景，扩展了通信信号载波监视系统的实现方式。
附图说明
图1为本申请实施例的基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视方法的流程示意图；
图2为本申请实施例的基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视方法的实现流程示意图；
图3为本申请实施例的基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视装置的组成结构示意图。
具体实施方式
在不冲突的情况下，本发明所记载的实施例之间的技术方案能够合并。
图1为本申请实施例的基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视方法的流程示意图，如图1所示，本示例的基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视方法包括以下步骤：
步骤101，获取待分析的数据帧，将所述数据帧的频域以频点(fn，Pn)集合PSD的方式表示，其中PSD＝{(fn，Pn)}，fn为第n+1个点的频率，Pn为测量的该频率处分辨率带宽内的功率，n＝0，1，2，…，N；
步骤102，搜索集合PSD内的功率值Pn，确定最大值Pmax和最小值Pmin，当(Pmax-Pmin)≥2dB时，确定待分析的数据帧中包含通信信号。
上述技术方案中，确定待分析的数据帧中包含通信信号后，还包括：
初始化功率阈值Pthn0＝(Pmax-Pmin)/4+Pmin，利用Pthn0对集合PSD内的频点进行分割，得到集合NSI＝{(fn，Pn)}，其中，Pn≤Pth0，(fn，Pn)∈PSD；对集合NSI中频点的功率值按预设档进行直方图统计，确定出分布点数最多的一档，得到布点数最多的一档起止功率分别为Pnst和Pnsp；这里，预设档可以为10档，15档，20档，5档等，可以根据处理需要而设置。
根据Pnst和Pnsp，搜索集合PSD内的频点，得到集合NSF＝{(fn，Pn)}，Pnst≤Pn≤Pnsp，(fn，Pn)∈PSD，计算NSF集合中的功率值的一阶中心矩E(NSF)，即认为该帧频域数据的底噪功率电平Pnoise＝E(NSF)；
重新初始化功率初始阈值Pthf＝Pmax-2，利用Pthf对集合内的频点(fx，Px)进行分割，得到集合LP＝{(fpx，Ppx)}和RP＝{(fpx，Ppx)}，其中，Ppx≤Pthf≤Ppx+1，(fpx，Ppx)∈PSD；Ppx≥Pthf≥Ppx+1，(fpx，Ppx)∈PSD，x＝0，1，2，…，N-1；保留LP和RP中成对出现的频点，成对出现即每一个LP中的点应对应一个RP中的点，这两个点分别对应同一个载波信号的左侧和右侧滚降沿与阈值功率的交点，共搜索到M组成对点；
将M组成对点分别作为LP和RP中的元素，每组成对点对应M个载波，用载波左侧带宽边界频率fplx、右侧带宽边界频率fprx组合定义一个载波，集合LP和RP将组成载波边界集合{(fplx，fprx)}，Pplx≤Pthf≤Pplx+1，Pprx≥Pthf≥Pprx+1，(fplx，Pplx)∈LP，(fprx，Pprx)∈RP，对载波边界集合中的所有元素构成的载波逐一进行确认，元素(fplk，fprk)确定的载波区域PCarrier＝{(fn，Pn)}，其中，fplk≤fn≤fprk，(fn，Pn)∈PSD，搜索集合PCarrier内的功率值Pn，找到最大值PPCmax和最小值PPCmin，当(PPCmax-PPCmin)≥2dB时，确定该载波边界构成的载波有效；
载波有效的载波边界形成新的载波边界集合CarrierBorder。
具体实现时，还可以包括以下处理步骤：
将功率阈值Pthf按步进-1dB递减，即Pthf_New＝Pthf-1，利用递减后的阈值Pthf_New对对集合PSD内的频点(fn，Pn)重新进行分割，得到载波左侧带宽边界点集合LN和左侧带宽边界点集合RN，集合LN和RN将组成新的载波集合NCarrierBorder＝{(fnlx，fnrx)}；Pnlx≤Pthf_New≤Pnlx+1，Pnrx≥Pthf_New≥Pnrx+1，(fnlx，Pnlx)∈LN，(fnrx，Pnrx)∈RN，对集合中的所有元素构成的载波逐一进行确认，元素(fnlk，fnrk)确定的载波区域NCarrier＝{(fn，Pn)}，fnlk≤fn≤fnrk，(fn，Pn)∈PSD，搜索集合NCarrier内的功率值Pn，得到最大值PNCmax和最小值PNCmin，当(PNCmax-PNCmin)≥2dB时，确定该载波边界构成的载波有效；
载波有效的载波边界形成新的载波边界集合NCarrierBorder。
具体实现时，还可以包括以下处理步骤：
对于集合CarrierBorder和NCarrierBorder，NCarrierBorder中由载波边界(fnlk，fnrk)确定的载波区域NCarrier＝{(fn，Pn)}，fnlk≤fn≤fnrk，(fn，Pn)∈PSD，如果NCarrier未包含由CarrierBorder中任意载波边界确定的载波区域，则将该载波边界(fnlk，fnrk)添加到新的载波边界CarrierBorder_New集合内；如果NCarrier包含由CarrierBorder中某载波边界确定的载波区域，判断该NCarrier中包含几个由CarrierBorder中载波边界确定的载波区域，如果仅包含一个，则将该载波边界(fnlk，fnrk)添加到CarrierBorder_New集合内，如果包含两个或两个以上，则将被包含的多个载波边界添加到CarrierBorder_New集合内；
更新载波边界集合CarrierBorder，使CarrierBorder＝CarrierBorder_New。
具体实现时，还可以包括以下处理步骤：
当功率阈值Pthf＝Pnoise+2时，停止对功率阈值Pthf按步进-1dB的递减运算；
最终得到载波边界集合CarrierBorder，该集合中的每个元素构成一个载波，若元素(fplk，fprk)确定载波区域PCarrier＝{(fn，Pn)}，fplk≤fn≤fprk，(fn，Pn)∈PSD，则确定该载波带宽BW＝fprk-fplk，中心频率信号功率
本申请实施例的技术方案，现了基于频域数据的通信信号自动检测和分析，具有自动化、低成本、易实现、实时性好的特点，适用于多监测点布署的场景，扩展了通信信号载波监视系统的实现方式。
本申请实施例以白俄罗斯通信卫星项目为例，进一步阐明说明本发明实施例技术方案的本质。
白俄罗斯通信卫星包含白俄罗斯区域波束和非洲区域波束，地面载波监视系统由两部分组成，一部分部署在白俄罗斯地面站内，系统由基于时域分析的Zodiac产品搭建；另一部分部署在非洲尼日利亚地面站内，系统由基于频域分析的LPT-3000R构成。LPT-3000R是由LPT公司提供的低成本简易频谱分析仪器，每一帧功率谱数据由401个点组成。监视客户端在白俄罗斯地面站内通过VPN网络连接LPT-3000R。
图2为本申请实施例的基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视方法的实现流程示意图，如图2所示，本申请实施例的基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视方法的实现包括以下处理步骤：
1、设置LPT-3000R的RBW为100kHz，VBW为1kHz，根据卫星转发器的频率范围设置SPAN带宽为40MHz；
2、获取一帧功率谱数据，搜索功率最大值Pmax和最小值Pmin，(Pmax-Pmin)≥2dB时，认为该帧数据中包含通信信号；
3、定义初始化功率阈值为Pthn0＝(Pmax-Pmin)/4+Pmin，利用该阈值对401个(频率，功率)点进行分割，对阈值以下区域进行10档或15档等的直方图统计，搜索得到点数分布最多的一档直方图，对分布在该档直方图内的点对应的功率进行统计，计算其一阶中心矩，作为该帧功率谱数据的底噪功率电平Pnoise；
4、重新定义功率初始阈值Pthf＝Pmax-2，利用该阈值对401个(频率，功率)点进行分割，剔除不成对出现的分割点，成对出现的分割点作为左、右边界构成载波，对载波区域内的点，搜索其功率最大值PPCmax和最小值PPCmin，(PPCmax-PPCmin)≥2dB时，认为该载波边界构成的载波有效，否则，将该载波边界元素丢弃。有效的成对分割点组成载波边界集合CarrierBorder；
5、对功率阈值Pthf按步进-1dB递减，即Pthf_New＝Pthf-1，利用新的阈值对401个(频率，功率)点进行分割，按步骤4中方法进行筛选后得到新的载波边界集合NCarrierBorder；
6、比较前述步骤4和步骤5中的集合CarrierBorder和NCarrierBorder，对于NCarrierBorder中由载波边界(fnlk，fnrk)确定的载波区域NCarrier＝{(fn，Pn)|fnlk≤fn≤fnrk，(fn，Pn)∈PSD，n＝0，1，2，...，N}，如果NCarrier不包含由CarrierBorder中任意载波边界确定的载波区域，则将该载波边界(fnlk，fnrk)添加到新的载波边界CarrierBorder_New集合内；如果NCarrier包含由CarrierBorder中某个载波边界确定的载波区域，此时需判断该NCarrier中包含几个由CarrierBorder中载波边界确定的载波区域，如果仅包含一个，则将该载波边界(fnlk，fnrk)添加到CarrierBorder_New集合内，如果包含多个(两个或两个以上)，则将被包含的多个载波边界添加到CarrierBorder_New集合内；
7、更新步骤4中的载波边界集合CarrierBorder，CarrierBorder＝CarrierBorder_New；
8、重复步骤5、步骤6、步骤7中的过程，当步骤5中功率阈值Pthf＝Pnoise+2时，停止对功率阈值Pthf递减；
9、最终得到载波边界集合CarrierBorder，该集合中的每个元素构成一个载波，如元素(fplk，fprk)确定载波区域PCarrier＝{(fn，Pn)|fplk≤fn≤fprk，(fn，Pn)∈PSD，n＝0，1，2，...，N}，该载波带宽BW＝fprk-fplk，中心频率
图3为本申请实施例的基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视装置的组成结构示意图，如图3所示，本申请实施例的基于频域阈值递进分割的通信信号自动检测与监视装置包括：
获取单元30，获取待分析的数据帧，将所述数据帧的频域以频点(fn，Pn)集合PSD的方式表示，其中PSD＝{(fn，Pn)}，fn为第n+1个点的频率，Pn为测量的该频率处分辨率带宽内的功率，n＝0，1，2，…，N；
处理单元31，搜索集合PSD内的功率值Pn，确定最大值Pmax和最小值Pmin，当(Pmax-Pmin)≥2dB时，确定待分析的数据帧中包含通信信号。
上述技术方案中，所述处理单元31确定待分析的数据帧中包含通信信号后，还用于：
初始化功率阈值Pthn0＝(Pmax-Pmin)/4+Pmin，利用Pthn0对集合PSD内的频点进行分割，得到集合NSI＝{(fn，Pn)}，其中，Pn≤Pth0，(fn，Pn)∈PSD；对集合NSI中频点的功率值按预设档进行直方图统计，确定出分布点数最多的一档，得到布点数最多的一档起止功率分别为Pnst和Pnsp；
根据Pnst和Pnsp，搜索集合PSD内的频点，得到集合NSF＝{(fn，Pn)}，Pnst≤Pn≤Pnsp，(fn，Pn)∈PSD，计算NSF集合中的功率值的一阶中心矩E(NSF)，即认为该帧频域数据的底噪功率电平Pnoise＝E(NSF)；
重新初始化功率初始阈值Pthf＝Pmax-2，利用Pthf对集合内的频点(fx，Px)进行分割，得到集合LP＝{(fpx，Ppx)}和RP＝{(fpx，Ppx)}，其中，Ppx≤Pthf≤Ppx+1，(fpx，Ppx)∈PSD；Ppx≥Pthf≥Ppx+1，(fpx，Ppx)∈PSD，x＝0，1，2，…，N-1；保留LP和RP中成对出现的频点，成对出现即每一个LP中的点应对应一个RP中的点，这两个点分别对应同一个载波信号的左侧和右侧滚降沿与阈值功率的交点，共搜索到M组成对点；
将M组成对点分别作为LP和RP中的元素，每组成对点对应M个载波，用载波左侧带宽边界频率fplx、右侧带宽边界频率fprx组合定义一个载波，集合LP和RP将组成载波边界集合{(fplx，fprx)}，Pplx≤Pthf≤Pplx+1，Pprx≥Pthf≥Pprx+1，(fplx，Pplx)∈LP，(fprx，Pprx)∈RP，对载波边界集合中的所有元素构成的载波逐一进行确认，元素(fplk，fprk)确定的载波区域PCarrier＝{(fn，Pn)}，其中，fplk≤fn≤fprk，(fn，Pn)∈PSD，搜索集合PCarrier内的功率值Pn，找到最大值PPCmax和最小值PPCmin，当(PPCmax-PPCmin)≥2dB时，确定该载波边界构成的载波有效；
载波有效的载波边界形成新的载波边界集合CarrierBorder。
上述技术方案中，所述处理单元31，还用于：
将功率阈值Pthf按步进-1dB递减，即Pthf_New＝Pthf-1，利用递减后的阈值Pthf_New对对集合PSD内的频点(fn，Pn)重新进行分割，得到载波左侧带宽边界点集合LN和左侧带宽边界点集合RN，集合LN和RN将组成新的载波集合NCarrierBorder＝{(fnlx，fnrx)}；Pnlx≤Pthf_New≤Pnlx+1，Pnrx≥Pthf_New≥Pnrx+1，(fnlx，Pnlx)∈LN，(fnrx，Pnrx)∈RN，对集合中的所有元素构成的载波逐一进行确认，元素(fnlk，fnrk)确定的载波区域NCarrier＝{(fn，Pn)}，fnlk≤fn≤fnrk，(fn，Pn)∈PSD，搜索集合NCarrier内的功率值Pn，得到最大值PNCmax和最小值PNCmin，当(PNCmax-PNCmin)≥2dB时，确定该载波边界构成的载波有效；
载波有效的载波边界形成新的载波边界集合NCarrierBorder。
上述技术方案中，所述处理单元31，还用于：
对于集合CarrierBorder和NCarrierBorder，NCarrierBorder中由载波边界(fnlk，fnrk)确定的载波区域NCarrier＝{(fn，Pn)}，fnlk≤fn≤fnrk，(fn，Pn)∈PSD，如果NCarrier未包含由CarrierBorder中任意载波边界确定的载波区域，则将该载波边界(fnlk，fnrk)添加到新的载波边界CarrierBorder_New集合内；如果NCarrier包含由CarrierBorder中某载波边界确定的载波区域，判断该NCarrier中包含几个由CarrierBorder中载波边界确定的载波区域，如果仅包含一个，则将该载波边界(fnlk，fnrk)添加到CarrierBorder_New集合内，如果包含两个或两个以上，则将被包含的多个载波边界添加到CarrierBorder_New集合内；
更新载波边界集合CarrierBorder，使CarrierBorder＝CarrierBorder_New。
上述技术方案中，所述处理单元31，还用于：
当功率阈值Pthf＝Pnoise+2时，停止对功率阈值Pthf按步进-1dB的递减运算；
最终得到载波边界集合CarrierBorder，该集合中的每个元素构成一个载波，若元素(fplk，fprk)确定载波区域PCarrier＝{(fn，Pn)}，fplk≤fn≤fprk，(fn，Pn)∈PSD，则确定该载波带宽BW＝fprk-fplk，中心频率
本申请实施例的技术方案，现了基于频域数据的通信信号自动检测和分析，具有自动化、低成本、易实现、实时性好的特点，适用于多监测点布署的场景，扩展了通信信号载波监视系统的实现方式。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。
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