短波監測數據庫建設中的監測要素研究

周 明，陶建勝，周 霞

（國家無線電監測中心上海監測站，上海 201419）

0 引言

短波通信是發射電波經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實現環球通信。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、氣候等因素影響，導致這部分頻段的電磁環境非常復雜。在監測過程中，對短波信號的監測定位和定性，一直是短波監測中的難度和重點。因此，短波數據庫的建設顯得尤其重要，在常年積累的監測數據中提出個性化需求，縮小范圍以解決問題，特別針對信號特征明顯和無規律發射信號。

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

1 監測數據庫基本要素

基本要素也是共性要素，是日常監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、信號質量、是否合法發射等信息。

圖1 監測過程中需關注的基本要素

（1）監測人員信息：簡單來說就是誰監測的信號，對這條數據真實、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，由于載波頻率和調制方式緊密結合，通常使用更直觀的中心頻率來表示信號頻率。

（3）時間信息：一是監測時間，在什么時候發現并監測定位；二是發射規律，即時間占用度，可為干擾查找、頻率指配做依據。數據庫設計時可將占用度統計和電平數據回放超鏈接到數據庫，實現智能化讀取。

（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：由于各監測站所在地電磁環境有差異，這兩個信息結合起來可得知信號強度和底噪信息，能很直觀地表現當時的接受效果。

（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；定位信息能體現信號定位的精準度。

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

（8）數據庫比對：一是國內臺站數據庫比對，對于定位于國內的信號，可作為合法發射的依據；二是ITU臺站數據庫比對，對于定位于國外的信號，可作為其合法發射的依據。

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）、調制方式、ITU發射類別等信息。常見語種國內語種有漢語、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，特別是發表對中國不友好言論的廣播，要有針對性監聽。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制方式為調幅。

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

3 結束語

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