無線電頻譜監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)

張亮亮

摘 要：隨著我國的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，近年來在我國科學(xué)技術(shù)的帶動(dòng)下，無線電技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)深入到幾乎當(dāng)今社會(huì)的每一個(gè)角落，為我們的日常生活帶來了極大的改善，為我們帶來了十分便利的生活體驗(yàn)。隨著無線電技術(shù)的不斷推廣和增加，隨之而來的管理問題逐漸成為了當(dāng)前無線電發(fā)展面臨的主要限制因素。本文就無線電的多種頻譜檢測技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析討論。文章從無線電的基本功能以及其具體的工作方式開始分析，之后對認(rèn)知無線電頻譜的檢測方式進(jìn)行了討論分析，并對單點(diǎn)頻譜檢測技術(shù)和多點(diǎn)頻譜監(jiān)測技術(shù)在認(rèn)知無線電技術(shù)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析，最后對無線電監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用和意義進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：無線電；認(rèn)知無線電；頻譜監(jiān)測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.093

1 引言

無線電技術(shù)在本質(zhì)上是通過利用無線電磁波搭載信息進(jìn)行傳輸?shù)囊豁?xiàng)通信技術(shù)，在通電的導(dǎo)線中改變電流的大小會(huì)在導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場，變化的磁場又會(huì)產(chǎn)生電場從而形成電磁波以無線電波的形式傳播出去，利用這個(gè)原理可以將電信號(hào)進(jìn)行調(diào)制搭載與無線電波上進(jìn)行傳輸。

無線電監(jiān)測系統(tǒng)的主體功能可以分為以下三個(gè)部分：（1）對電磁環(huán)境的監(jiān)測，通過對目標(biāo)區(qū)域電磁環(huán)境的監(jiān)測，合理的分配所需使用的頻段；（2）查找并定位非法的無線電監(jiān)測，通過嚴(yán)格的監(jiān)測確保無線電的合理通暢；（3）對已有的合法無線電進(jìn)行控制管理，維持它們在特定的頻段中工作。隨著我國無線電技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，無線電技術(shù)對工作環(huán)境的要求越來越復(fù)雜，監(jiān)測難度逐漸增大，我國在無線電監(jiān)測方面建立了大量的無線電監(jiān)測系統(tǒng)，以滿足對無線電的測向、定位、管制等監(jiān)測需求。

2 無線電頻譜監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理及工作方式

2.1 無線電監(jiān)測系統(tǒng)的基本原理

當(dāng)下我國對無線電的使用方面，應(yīng)用最為廣泛的的主要可以分為三個(gè)模塊：監(jiān)測接收模塊、監(jiān)測軟件模塊、天線功能模塊。其中無線電監(jiān)測的系統(tǒng)核心是頻譜監(jiān)測系統(tǒng)，頻譜監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理較為簡單，其工作過程中主要以獲取無線電工作環(huán)境下的數(shù)據(jù)來滿足監(jiān)測要求，以及加強(qiáng)利用當(dāng)前閑置的頻譜系統(tǒng)來完善無線電資源的分配和及時(shí)利用，最大限度的降緊缺低頻譜資源對無線電監(jiān)測帶來的影響。并且無線電頻譜監(jiān)測技術(shù)可以在完全不影響用戶日常使用的情況下進(jìn)行，在不知不覺中進(jìn)行對閑置的無線電頻譜系統(tǒng)進(jìn)行精確的測量和利用。無線電檢測系統(tǒng)已經(jīng)深入的滲透到我們的日常生活中，同時(shí)也是現(xiàn)在普遍使用的監(jiān)測系統(tǒng)中效率非常好的一種監(jiān)測方法。

2.2 無線電監(jiān)測系統(tǒng)的主要工作方式

目前我國現(xiàn)在進(jìn)行無線電監(jiān)測的主要手段有日常例行監(jiān)測、異常行為監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)測量、移動(dòng)監(jiān)測以及干擾信號(hào)的相關(guān)監(jiān)測。這幾種無線電監(jiān)測的主要工作方式有著不同的工作流程和特性。其中日常監(jiān)測主要是對可靠的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，并且對已采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)合理的分析處理，并通過圖形表格及音像等形式反映出來。而對于異常監(jiān)測主要任務(wù)是對監(jiān)測點(diǎn)和監(jiān)測站以及其工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并且將監(jiān)測數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)或者設(shè)備正常工作狀態(tài)下的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，分析其中的偏差，并且將超過標(biāo)準(zhǔn)范圍的偏差上報(bào)主站，通過合理正確的方式對出現(xiàn)的偏差進(jìn)行修正。對頻率占有度的監(jiān)測的主要方式是統(tǒng)計(jì)測量，通過對頻率占有度的監(jiān)測和上報(bào)，為無線電監(jiān)控的調(diào)整提供參考。干擾信號(hào)相關(guān)性的測量主要是通過對比不同型號(hào)之間的關(guān)聯(lián)性對干擾源進(jìn)行監(jiān)測并結(jié)合用戶的實(shí)際反饋，通過對正確的波動(dòng)頻率的捕捉找到主信號(hào)。移動(dòng)監(jiān)測主要是用于對固定監(jiān)測站臺(tái)監(jiān)測工作的分散，移動(dòng)監(jiān)測的傳輸量非常大，同時(shí)其監(jiān)測也存在一定的盲區(qū)。

3 無線電頻譜監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)的分類

3.1 單點(diǎn)頻譜檢測技術(shù)

目前我們生活中最常見的無線電頻譜監(jiān)測技術(shù)就是單點(diǎn)頻譜監(jiān)測技術(shù)，單點(diǎn)頻譜監(jiān)測技術(shù)主要可以分為以下三種：（1）匹配濾波器監(jiān)測技術(shù)，匹配濾波器監(jiān)測技術(shù)在日常的無線電監(jiān)測中應(yīng)用效果非常好，由于匹配無線電監(jiān)測屬于硬件監(jiān)測，因此在通入運(yùn)行之前必須要做出相關(guān)的硬件系統(tǒng)；（2）能量監(jiān)測技術(shù)，能量監(jiān)測技術(shù)由于其屬于非相干監(jiān)測，在應(yīng)用過程中可以直接監(jiān)測到信道中正在傳輸?shù)男盘?hào)和其背景噪聲的功率，因此能量監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用十分方便；（3）循環(huán)頻譜監(jiān)測技術(shù)，循環(huán)頻譜監(jiān)測技術(shù)在對信號(hào)與噪聲的區(qū)分以及信號(hào)的類型的監(jiān)測方面有著突出的優(yōu)勢。

3.2 多點(diǎn)協(xié)作頻譜監(jiān)測技術(shù)

簡而言之，單點(diǎn)頻譜監(jiān)測的升級便是多點(diǎn)協(xié)作頻譜監(jiān)測技術(shù)，其在單點(diǎn)的基礎(chǔ)上克服了單點(diǎn)監(jiān)測的固有缺陷，打破了單點(diǎn)頻譜監(jiān)測的局限性，監(jiān)測的準(zhǔn)確性和及時(shí)性得到了很大的提高。多點(diǎn)協(xié)作監(jiān)測技術(shù)可以分為以下4個(gè)方面：（1）相關(guān)監(jiān)測，在應(yīng)用相關(guān)監(jiān)測時(shí)，必須確保信息來源的準(zhǔn)確可靠，避免監(jiān)測性能受到不必要的影響；（2）特征監(jiān)測，通過循環(huán)平穩(wěn)監(jiān)測法、特征值監(jiān)測法、周期圖法對不同的特征信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測便是特征監(jiān)測；（3）本振泄露功率監(jiān)測，本振泄露功率監(jiān)測主要是通過對信號(hào)的泄露情況進(jìn)行檢測從而判斷PU的工作狀況；（4）干擾溫度監(jiān)測，主要通過對SU造成的干擾溫度進(jìn)行監(jiān)測，并以監(jiān)測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值對比，通過判斷干擾溫度與標(biāo)準(zhǔn)值的差值大小來確定該頻帶內(nèi)通信系統(tǒng)的優(yōu)良性。

4 認(rèn)知無線電監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用意義

無線電技術(shù)目前已經(jīng)充斥著我們生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，對我們的日常生活有著十分重要的影響，無線電監(jiān)測技術(shù)的科學(xué)管理是無線電正常使用和發(fā)展的必要前提。認(rèn)知無線電技術(shù)在這樣的背景下誕生，極大的緩解了目前擁堵的頻率資源，而頻譜監(jiān)測技術(shù)又為認(rèn)知無線電技術(shù)的合理規(guī)劃管理及分配提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐，進(jìn)一步加強(qiáng)了應(yīng)用認(rèn)知無線電技術(shù)的可靠性、高效性。整個(gè)射頻環(huán)境客觀真實(shí)的基礎(chǔ)是認(rèn)知無線電的發(fā)展與頻譜監(jiān)測技術(shù)的更新及授權(quán)用戶，通過對射頻環(huán)境進(jìn)行合理統(tǒng)計(jì)和科學(xué)測量是為無線電頻譜監(jiān)測技術(shù)，不僅保證了射頻環(huán)境的安全性，同時(shí)對于決策者也提供了更為詳盡的數(shù)據(jù)資料，從而為決策者做出最正確的決定起著至關(guān)重要的幫助。

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