无线电频谱监测关键技术

张亮亮

摘 要：随着我国的经济快速发展，近年来在我国科学技术的带动下，无线电技术的应用已经深入到几乎当今社会的每一个角落，为我们的日常生活带来了极大的改善，为我们带来了十分便利的生活体验。随着无线电技术的不断推广和增加，随之而来的管理问题逐渐成为了当前无线电发展面临的主要限制因素。本文就无线电的多种频谱检测技术进行了详细的分析讨论。文章从无线电的基本功能以及其具体的工作方式开始分析，之后对认知无线电频谱的检测方式进行了讨论分析，并对单点频谱检测技术和多点频谱监测技术在认知无线电技术中的具体应用进行了详细分析，最后对无线电监控技术的应用和意义进行了讨论。

关键词：无线电；认知无线电；频谱监测

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

1 引言

无线电技术在本质上是通过利用无线电磁波搭载信息进行传输的一项通信技术，在通电的导线中改变电流的大小会在导线周围产生磁场，变化的磁场又会产生电场从而形成电磁波以无线电波的形式传播出去，利用这个原理可以将电信号进行调制搭载与无线电波上进行傳输。

无线电监测系统的主体功能可以分为以下三个部分：（1）对电磁环境的监测，通过对目标区域电磁环境的监测，合理的分配所需使用的频段；（2）查找并定位非法的无线电监测，通过严格的监测确保无线电的合理通畅；（3）对已有的合法无线电进行控制管理，维持它们在特定的频段中工作。随着我国无线电技术得到广泛应用，无线电技术对工作环境的要求越来越复杂，监测难度逐渐增大，我国在无线电监测方面建立了大量的无线电监测系统，以满足对无线电的测向、定位、管制等监测需求。

2 无线电频谱监测系统的工作原理及工作方式

2.1 无线电监测系统的基本原理

当下我国对无线电的使用方面，应用最为广泛的的主要可以分为三个模块：监测接收模块、监测软件模块、天线功能模块。其中无线电监测的系统核心是频谱监测系统，频谱监测系统的工作原理较为简单，其工作过程中主要以获取无线电工作环境下的数据来满足监测要求，以及加强利用当前闲置的频谱系统来完善无线电资源的分配和及时利用，最大限度的降紧缺低频谱资源对无线电监测带来的影响。并且无线电频谱监测技术可以在完全不影响用户日常使用的情况下进行，在不知不觉中进行对闲置的无线电频谱系统进行精确的测量和利用。无线电检测系统已经深入的渗透到我们的日常生活中，同时也是现在普遍使用的监测系统中效率非常好的一种监测方法。

2.2 无线电监测系统的主要工作方式

目前我国现在进行无线电监测的主要手段有日常例行监测、异常行为监测、统计测量、移动监测以及干扰信号的相关监测。这几种无线电监测的主要工作方式有着不同的工作流程和特性。其中日常监测主要是对可靠的数据信息进行采集，并且对已采集到的相关数据信息进行科学合理的分析处理，并通过图形表格及音像等形式反映出来。而对于异常监测主要任务是对监测点和监测站以及其工作状态进行监测，并且将监测数据与标准数据或者设备正常工作状态下的数据进行对比，分析其中的偏差，并且将超过标准范围的偏差上报主站，通过合理正确的方式对出现的偏差进行修正。对频率占有度的监测的主要方式是统计测量，通过对频率占有度的监测和上报，为无线电监控的调整提供参考。干扰信号相关性的测量主要是通过对比不同型号之间的关联性对干扰源进行监测并结合用户的实际反馈，通过对正确的波动频率的捕捉找到主信号。移动监测主要是用于对固定监测站台监测工作的分散，移动监测的传输量非常大，同时其监测也存在一定的盲区。

3 无线电频谱监测关键技术的分类

3.1 单点频谱检测技术

目前我们生活中最常见的无线电频谱监测技术就是单点频谱监测技术，单点频谱监测技术主要可以分为以下三种：（1）匹配滤波器监测技术，匹配滤波器监测技术在日常的无线电监测中应用效果非常好，由于匹配无线电监测属于硬件监测，因此在通入运行之前必须要做出相关的硬件系统；（2）能量监测技术，能量监测技术由于其属于非相干监测，在应用过程中可以直接监测到信道中正在传输的信号和其背景噪声的功率，因此能量监测技术应用十分方便；（3）循环频谱监测技术，循环频谱监测技术在对信号与噪声的区分以及信号的类型的监测方面有着突出的优势。

3.2 多点协作频谱监测技术

简而言之，单点频谱监测的升级便是多点协作频谱监测技术，其在单点的基础上克服了单点监测的固有缺陷，打破了单点频谱监测的局限性，监测的准确性和及时性得到了很大的提高。多点协作监测技术可以分为以下4个方面：（1）相关监测，在应用相关监测时，必须确保信息来源的准确可靠，避免监测性能受到不必要的影响；（2）特征监测，通过循环平稳监测法、特征值监测法、周期图法对不同的特征信号进行监测便是特征监测；（3）本振泄露功率监测，本振泄露功率监测主要是通过对信号的泄露情况进行检测从而判断PU的工作状况；（4）干扰温度监测，主要通过对SU造成的干扰温度进行监测，并以监测结果与标准值对比，通过判断干扰温度与标准值的差值大小来确定该频带内通信系统的优良性。

4 认知无线电监测技术的应用意义

无线电技术目前已经充斥着我们生活的点点滴滴，对我们的日常生活有着十分重要的影响，无线电监测技术的科学管理是无线电正常使用和发展的必要前提。认知无线电技术在这样的背景下诞生，极大的缓解了目前拥堵的频率资源，而频谱监测技术又为认知无线电技术的合理规划管理及分配提供了可靠的数据支撑，进一步加强了应用认知无线电技术的可靠性、高效性。整个射频环境客观真实的基础是认知无线电的发展与频谱监测技术的更新及授权用户，通过对射频环境进行合理统计和科学测量是为无线电频谱监测技术，不仅保证了射频环境的安全性，同时对于决策者也提供了更为详尽的数据资料，从而为决策者做出最正确的决定起着至关重要的帮助。

参考文献：

[1]徐燃.无线电频谱监测关键技术研究.[J]中国科技投资，2016（11）

：243.

[2]张秘.浅析无线电动态频谱接入技术现状与未来.[J]数字通信世界，2015（06）：234

[3]满方微，石荣，何彬彬等.基于关联规则挖掘的无线电频谱占用预测.[J]电讯技术，2016，56（11）：1183-1188.

[4]杨保平，陈永光，孙光等.一种电磁频谱管理盲监测技术[J].电波科学学报，2014（04）：787-791.

[5]李文生.认知无线电系统频谱检测和频谱分配技术研究[D].哈尔滨工程大学，2011：3-6.endprint