無線電頻譜監測關鍵技術

張亮亮

摘 要：隨著我國的經濟快速發展，近年來在我國科學技術的帶動下，無線電技術的應用已經深入到幾乎當今社會的每一個角落，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。隨著無線電技術的不斷推廣和增加，隨之而來的管理問題逐漸成為了當前無線電發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進行了詳細的分析討論。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，之后對認知無線電頻譜的檢測方式進行了討論分析，并對單點頻譜檢測技術和多點頻譜監測技術在認知無線電技術中的具體應用進行了詳細分析，最后對無線電監控技術的應用和意義進行了討論。

關鍵詞：無線電；認知無線電；頻譜監測

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

1 引言

無線電技術在本質上是通過利用無線電磁波搭載信息進行傳輸的一項通信技術，在通電的導線中改變電流的大小會在導線周圍產生磁場，變化的磁場又會產生電場從而形成電磁波以無線電波的形式傳播出去，利用這個原理可以將電信號進行調制搭載與無線電波上進行傳輸。

無線電監測系統的主體功能可以分為以下三個部分：（1）對電磁環境的監測，通過對目標區域電磁環境的監測，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測，通過嚴格的監測確保無線電的合理通暢；（3）對已有的合法無線電進行控制管理，維持它們在特定的頻段中工作。隨著我國無線電技術得到廣泛應用，無線電技術對工作環境的要求越來越復雜，監測難度逐漸增大，我國在無線電監測方面建立了大量的無線電監測系統，以滿足對無線電的測向、定位、管制等監測需求。

2 無線電頻譜監測系統的工作原理及工作方式

2.1 無線電監測系統的基本原理

當下我國對無線電的使用方面，應用最為廣泛的的主要可以分為三個模塊：監測接收模塊、監測軟件模塊、天線功能模塊。其中無線電監測的系統核心是頻譜監測系統，頻譜監測系統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境下的數據來滿足監測要求，以及加強利用當前閑置的頻譜系統來完善無線電資源的分配和及時利用，最大限度的降緊缺低頻譜資源對無線電監測帶來的影響。并且無線電頻譜監測技術可以在完全不影響用戶日常使用的情況下進行，在不知不覺中進行對閑置的無線電頻譜系統進行精確的測量和利用。無線電檢測系統已經深入的滲透到我們的日常生活中，同時也是現在普遍使用的監測系統中效率非常好的一種監測方法。

2.2 無線電監測系統的主要工作方式

目前我國現在進行無線電監測的主要手段有日常例行監測、異常行為監測、統計測量、移動監測以及干擾信號的相關監測。這幾種無線電監測的主要工作方式有著不同的工作流程和特性。其中日常監測主要是對可靠的數據信息進行采集，并且對已采集到的相關數據信息進行科學合理的分析處理，并通過圖形表格及音像等形式反映出來。而對于異常監測主要任務是對監測點和監測站以及其工作狀態進行監測，并且將監測數據與標準數據或者設備正常工作狀態下的數據進行對比，分析其中的偏差，并且將超過標準范圍的偏差上報主站，通過合理正確的方式對出現的偏差進行修正。對頻率占有度的監測的主要方式是統計測量，通過對頻率占有度的監測和上報，為無線電監控的調整提供參考。干擾信號相關性的測量主要是通過對比不同型號之間的關聯性對干擾源進行監測并結合用戶的實際反饋，通過對正確的波動頻率的捕捉找到主信號。移動監測主要是用于對固定監測站臺監測工作的分散，移動監測的傳輸量非常大，同時其監測也存在一定的盲區。

3 無線電頻譜監測關鍵技術的分類

3.1 單點頻譜檢測技術

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

3.2 多點協作頻譜監測技術

簡而言之，單點頻譜監測的升級便是多點協作頻譜監測技術，其在單點的基礎上克服了單點監測的固有缺陷，打破了單點頻譜監測的局限性，監測的準確性和及時性得到了很大的提高。多點協作監測技術可以分為以下4個方面：（1）相關監測，在應用相關監測時，必須確保信息來源的準確可靠，避免監測性能受到不必要的影響；（2）特征監測，通過循環平穩監測法、特征值監測法、周期圖法對不同的特征信號進行監測便是特征監測；（3）本振泄露功率監測，本振泄露功率監測主要是通過對信號的泄露情況進行檢測從而判斷PU的工作狀況；（4）干擾溫度監測，主要通過對SU造成的干擾溫度進行監測，并以監測結果與標準值對比，通過判斷干擾溫度與標準值的差值大小來確定該頻帶內通信系統的優良性。

4 認知無線電監測技術的應用意義

無線電技術目前已經充斥著我們生活的點點滴滴，對我們的日常生活有著十分重要的影響，無線電監測技術的科學管理是無線電正常使用和發展的必要前提。認知無線電技術在這樣的背景下誕生，極大的緩解了目前擁堵的頻率資源，而頻譜監測技術又為認知無線電技術的合理規劃管理及分配提供了可靠的數據支撐，進一步加強了應用認知無線電技術的可靠性、高效性。整個射頻環境客觀真實的基礎是認知無線電的發展與頻譜監測技術的更新及授權用戶，通過對射頻環境進行合理統計和科學測量是為無線電頻譜監測技術，不僅保證了射頻環境的安全性，同時對于決策者也提供了更為詳盡的數據資料，從而為決策者做出最正確的決定起著至關重要的幫助。

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