短波監(jiān)測數(shù)據(jù)庫建設中的監(jiān)測要素研究

周 明，陶建勝，周 霞

（國家無線電監(jiān)測中心上海監(jiān)測站，上海 201419）

0 引言

短波通信是發(fā)射電波經(jīng)電離層反射到達接收設備的一種遠 距離通信方式，在條件允許情況下，通過多跳反射就能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)球通信。由于短波通信的無國界傳播，加上通信本身易受電離層的高度和密度以及晝夜、季節(jié)、氣候等因素影響，導致這部分頻段的電磁環(huán)境非常復雜。在監(jiān)測過程中，對短波信號的監(jiān)測定位和定性，一直是短波監(jiān)測中的難度和重點。因此，短波數(shù)據(jù)庫的建設顯得尤其重要，在常年積累的監(jiān)測數(shù)據(jù)中提出個性化需求，縮小范圍以解決問題，特別針對信號特征明顯和無規(guī)律發(fā)射信號。

對于短波數(shù)據(jù)庫的研究，大多集中在數(shù)據(jù)庫設計[1][2]、數(shù)據(jù)研究方法[3]等方面。本文從短波監(jiān)測一體化平臺建設實踐出發(fā)，結(jié)合當前主要在線數(shù)據(jù)庫信號信息[4][5]，從時間、空間、信號特征、數(shù)據(jù)庫比對等多維度研究短波監(jiān)測數(shù)據(jù)建設中需要關注的監(jiān)測要素，通過這些要素能更好地復現(xiàn)以往的信號，以對現(xiàn)有工作起到指導作用。

1 監(jiān)測數(shù)據(jù)庫基本要素

基本要素也是共性要素，是日常監(jiān)測中必須關注的信號信息，如圖1所示。這些要素能很好地反應信號的時間、空間、信號質(zhì)量、是否合法發(fā)射等信息。

圖1 監(jiān)測過程中需關注的基本要素

（1）監(jiān)測人員信息：簡單來說就是誰監(jiān)測的信號，對這條數(shù)據(jù)真實、完整性負責。

（2）頻率信息：一般頻率信息可以分為中心頻率和載波頻率，由于載波頻率和調(diào)制方式緊密結(jié)合，通常使用更直觀的中心頻率來表示信號頻率。

（3）時間信息：一是監(jiān)測時間，在什么時候發(fā)現(xiàn)并監(jiān)測定位；二是發(fā)射規(guī)律，即時間占用度，可為干擾查找、頻率指配做依據(jù)。數(shù)據(jù)庫設計時可將占用度統(tǒng)計和電平數(shù)據(jù)回放超鏈接到數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)智能化讀取。

（4）測量帶寬：信號頻譜的寬度，一般采用99%功率或x-dB帶寬。

（5）測量電平、信噪比：由于各監(jiān)測站所在地電磁環(huán)境有差異，這兩個信息結(jié)合起來可得知信號強度和底噪信息，能很直觀地表現(xiàn)當時的接受效果。

（6）定位信息：原則上三站及以上站點定位，包括示向度、仰角信息；定位信息能體現(xiàn)信號定位的精準度。

（7）所屬業(yè)務類型：業(yè)務類型判斷信號是否按ITU頻率劃分規(guī)定發(fā)射，特別針對水上、航空、安全等特殊業(yè)務，此要素能最直接判斷是否合規(guī)發(fā)射。

（8）數(shù)據(jù)庫比對：一是國內(nèi)臺站數(shù)據(jù)庫比對，對于定位于國內(nèi)的信號，可作為合法發(fā)射的依據(jù)；二是ITU臺站數(shù)據(jù)庫比對，對于定位于國外的信號，可作為其合法發(fā)射的依據(jù)。

2 信號特征信息

除了關注上述信號基本要素之外，還需要關注信號的特征信息，針對模擬和數(shù)字信號，有所不同。如圖2所示。

圖2 信號特征信息

對于模擬信號，需關注呼號、語種（關鍵字）、調(diào)制方式、ITU發(fā)射類別等信息。常見語種國內(nèi)語種有漢語、藏語、粵語、閩南語、客家語等，國外語種有英語、日語、韓語、法語、德語、俄語、印尼語、泰語、阿拉伯語、孟加拉語等。同時，記錄其關鍵字，特別是發(fā)表對中國不友好言論的廣播，要有針對性監(jiān)聽。電臺呼號一般整點、半點時會播報，呼號加定位能很好對廣播信號進行定性。一般短波模擬信號的調(diào)制方式為調(diào)幅。

對于數(shù)字信號，還需關注頻率間隔、波特率、調(diào)制方式、ITU發(fā)射類別等信息。頻率間隔、波特率和調(diào)試方式通過解碼軟件可進行識別。結(jié)合帶寬、頻率間隔、波特率和光譜圖等參數(shù)可人工判斷信號調(diào)制方式，調(diào)制方式一般可作為判斷信號類型依據(jù)，再通過定位信息，可判斷例如飛機、船舶等出現(xiàn)的區(qū)域。數(shù)字信號調(diào)制方式一般分為振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK），常見數(shù)字信號調(diào)制方式有BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、32QAM、32QAM、64QAM、128QAM、MSK、GMSK、FM-FDM、OFDM、FMCW、FMICW、CW等。

3 結(jié)束語

短波數(shù)據(jù)庫建設是一個系統(tǒng)、復雜的項目，需要集成什么樣的數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫建設的前提和根本。本文從監(jiān)測工作實踐出發(fā)，從共性和個性多方面描述了數(shù)據(jù)庫建設需關注的監(jiān)測要素。監(jiān)測人員可根據(jù)定位信息、呼號、頻率間隔、波特率等要素從常年積累的監(jiān)測數(shù)據(jù)庫中提取想要數(shù)據(jù)更高效的做分析，以動態(tài)的掌握國內(nèi)外短波使用狀況，為各項工作做支撐。