论文部分内容阅读
在无线电通信领域,合理有效地使用频谱资源已成为人们日益关注的重要问题,因此具有快速扫描测试功能的“便携式无线电监测系统”成为实施无线电频谱管理的技术基础。本论文课题来自于为南京市无线电委员会开发研制的“便携式无线电监测系统”。由于目前国内所采用的无线监测设备绝大多数都是国外产品,因此,在现有进口高性能、高可靠性设备的基础上,通过计算机和软件组成一套通用便携式无线电监测系统,使其具有快速频谱占用度、频道时间占用度测试、信号分析以及台站发射设备性能测试等功能。完成无线电管理和无线电通信系统运营部门日常监测和设备检查工作,满足无线电管理部门的需求,加强对无线电管理系统的服务。
本课题是利用通过软件无线电技术实现的WCA280无线通信分析仪,开发了现代无线电监测使用要求的“便携式无线电监测系统”。此系统具有信号监测、任务测试、数据分析处理、无线台站查询、录音回放和联机帮助等模块。监控中心通过服务协议向遥控站发送监测命令,系统可以在遥控站无人值守的情况下进行自动记录监测数据,将所有数据保存在本地监测数据库中。可以在系统处于闲置状态时,将大量监测数据通过网络传输到监控中心的监测数据库中。监控中心和遥控站都可以对数据进行相关的分析,并将分析结果以Word或Excel报告的形式输出。对于数据库保存的大量监测数据,可以通过数据导出模块进行备份,也可以将某个监测站测试保存的数据导入数据库进行分析。本文从硬件和软件两个方面详细地介绍了系统的研制开发过程以及相关技术要点。归纳起来,本文所完成的主要工作如下:
1.根据便携式无线电监测系统监控中心和遥控站的工作原理和功能描述以及通信系统设计的特殊要求,规划并论证便携式无线电监测系统的整体设计方案。
2.在保证系统功能的前提下,对WCA280无线通信分析仪的硬件电路做了详细的说明介绍,实现了整个系统的硬件设计。
3.根据国家无线电实时监测通信协议,结合了TCP和UDP的特点,设计完成了无线数据通信系统,负责监控中心与遥控站之间的通信。
4.利用频谱占用度分析算法和频谱相似性比对算法设计完成了系统频段占用度分析、时间占用度分析和频谱相关性分析模块的开发。
5.利用音频文件的特性与频谱数据相配合,设计完成了系统音频监听功能模块,实现了晋频与频谱数据同步播放。
6.根据监测任务的不同功能,设计并创建了各个监测数据库。
本文应用软件无线电技术、无线通信技术和信号检测与处理等技术,实现了“便携式无线电监测系统”的数据采集和分析功能,通过研究获得了以下成果和创新点:
1.通过对WCA280无线通信分析仪的应用,实现了野外可靠的无线电实时ITU测量。
2.设计了方便实用显示界面,用户无需复杂操作就可以执行测试任务。
3.设计了无线数据通信系统,通过软件实现了监控中心与遥控站的通信协议,进行及时可靠的数据通信。这种方法在无线电监测的应用具有一定的创新性。
4.设计了任务定制功能,使遥控站在无人值守的情况下就可以执行预定的监测任务。
5.频谱分析仪上实现实时占用度测试,利用先进的宽带实时无线通信分析仪完成时间占用度的测试方法在监测系统中的应用,最终编写相应的模块完成监测系统,通过实地测试得到相应的监测报告。
总之,本文在便携式无线电监测系统的软硬件方面都做了大量的研究工作,通过软件实现了频谱信号采集监测系统、数据分析系统、数据库设计和通信系统,并做了相关的室内和野外实验,本系统现已投入到南京河北等地方无线电委员会进行试用,根据反馈信息,完全达到了课题要求,加强了我国频谱监测、干扰信号的搜索、为核准发射机的识别、新频率指配等,系统将为现代化无线电管理工作提供高技术支撑。