CN104853381B - 宽频段无线电频率和频谱资源监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种宽频段无线电频率和频谱资源监测系统和方法，能够实时监测边境地区频段内频谱信号变化情况，为边境地区无线电频率和频谱资源的监管提供有力工具。本发明的系统包括多个前端无线电数据测量单元、无线或有线数据传输系统以及后台数据控制中心，前端无线电数据测量单元和后台数据控制中心通过无线或有线数据传输系统相互连接，前端无线电数据测量单元在监测区域内间隔布设，用于连续监测区域内频谱信号变化情况并进行前期数据分析处理，实时将有关数据上报至后台数据控制中心；后台数据控制中心用于实时接收和处理前端无线电测量单元传送的数据，并进行分析处理。

Description

宽频段无线电频率和频谱资源监测系统及方法

技术领域

本发明涉及无线电频率监测技术领域，特别是涉及一种宽频段无线电频率和频谱资源监测系统及方法，用于边境地区20MHz到3000MHz频段的无线电频率和频谱资源的监测。

背景技术

随着无线通信技术的发展，频谱资源也变得越来越紧张。为了提高频谱资源的利用率，维护无线通信通道的畅通，非常有必要对无线电信号进行频谱监测。边境地区20MHz-3000MHz频段存在多种不同的使用划分，包括水上移动、无线电导航、航空导航、广播电视以及公众移动通信等等多种传输和应用方式，在此频率范围内，如何监测和管理无线电频率的使用和频谱资源的有效利用，给无线电频谱监管部门带来了新的挑战。

在我国的边境地区，存在着国与国之间的非法频率使用和频谱大功率覆盖问题，严重的干扰了正常的通信质量，更重要的是给国与国之间的边境频率规范及协调带来了很多问题和困难。为此，无线电监管部门势必要增加边境地区频率使用和占用的巡检力度和工作强度，另一方面，在无线电监测手段上还缺乏一套快捷，准确，有效的监测系统。因此，为了保证无线电监管部门在我国边境地区做好无线电频率的监管和协调监管工作，需要为无线电监管部门提供了一套方便，快捷，实用的无线电频率和频谱资源的监测专用系统。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和问题，解决边境地区管理面积大，无线电频谱使用范围广等问题，本发明提出一种宽频段无线电频率和频谱资源监测系统和方法，能够实时监测边境地区频段内频谱信号变化情况，当频谱内出现干扰的异常情况时，可及时锁定异常频点，并实时将相关干扰数据上报后台数据控制中心，为边境地区无线电频率和频谱资源的监管提供有力工具。

本发明的技术方案：

1.一种宽频段无线电频率和频谱资源监测系统，其特征在于，包括多个前端无线电数据测量单元、无线或有线数据传输系统以及后台数据控制中心，所述前端无线电数据测量单元和后台数据控制中心通过无线或有线数据传输系统相互连接，前端无线电数据测量单元在监测区域内间隔布设，用于连续监测区域内频谱信号变化情况并进行前期数据分析处理，实时将有关数据上报至后台数据控制中心；所述后台数据控制中心用于实时接收和处理前端无线电测量单元传送的数据，当监测区域内出现异常信号时，控制前端无线电测量单元锁定异常频点，并解析频谱信号的特征，实时进行分辨提示，并以GIS地图、信号列表方式展现异常信号数据状况，为下一步的协调处理提供有效的基础数据。

2.所述前端无线电数据测量单元包括前端宽频段无线接收机及前端数据分析模块，所述前端宽频段无线接收机用于采集监测区域内宽频段无线电频谱信号，所述前端数据分析模块用于分析处理所连接的宽频段无线接收机采集的无线电信号。

3.所述前端宽频段无线接收机包括依次连接的高频衰减器、调谐变频器、中频衰减器以及检波电路，所述高频衰减器用于调节输出电平的量程范围，被测信号通过高频衰减器进入所述调谐变频器，所述调谐变频器用于将被测信号转换为中频信号；所述中频衰减器用于改变中频输出信号大小，使其适合检波电路检测；所述检波电路用于将中频信号幅度转换为基带信号。

4.所述无线或有线数据传输系统所采用的无线传输方式是WLAN、GPRS、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、TD-LTE、LTE的无线传输方式或是有线高速光缆通信方式。

5.所述后台数据控制中心包括中心站处理系统和web客户端，所述中心站处理系统包含宽频段无线电频率数据处理分析模块；所述web客户端包括数据库、全景展现终端及其他业务终端。

6.所述前端无线电数据测量单元在边境沿线每5～10公里布设一个。

7.所述监测区域的无线电频率的频谱范围为20MHz到3000MHz。

8.一种宽频段无线电频率和频谱资源监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将前端无线电数据测量单元在监测区域内间隔布设，通过前端宽频段无线接收机对频段内无线电频谱信号进行采集，连续监测区域内频谱信号变化情况，通过前端数据分析模块进行对当前数据分析处理，实时将相关数据上报至后台数据控制中心；

2)数据通过有线或无线传输系统实时传输到后台数据控制中心，所述后台数据控制中心实时接收和处理前端数据分析模块传送的数据，分析是否有异常信号；

3)当频谱内出现异常信号时，所述后台数据控制中心控制前端无线电数据测量单元锁定异常频点，并解析锁定的异常频点的相关参数，实时对相关干扰告警做出提示，并以GIS地图、信道列表的方式展现异常信号的无线数据状况。

9.所述步骤2)中，所述后台数据控制中心按照一定的顺序采用轮询的方式接收和处理前端数据分析模块传送的数据；通过其包含的宽频段无线电频率数据处理分析模块对接收到的宽频段无线电频谱数据进行分析处理，所述宽频段无线电频谱数据的频谱范围为20MHz到3000MHz。

10.所述步骤3)中，所述异常信号包括没有在我国申请备案的无线电频率信号，或在我国注册备案无线电频点上的无线电信号超出备案时的要求，影响到其他频率正常使用的信号，或没有根据国与国协商定义的无线电频率所产生的信号，以及使用合法频率进行违法活动的非法信号。

本发明的技术效果：

本发明提出的一种宽频段无线电频率和频谱资源监测系统和方法，适用于边境地区20MHz到3000MHz频段的无线电频率监测和管理，能够实时监测边境地区频段内频谱信号变化情况，快速处理监测区间内出现的意外事件，当频谱内出现干扰的异常情况时，可及时锁定异常频点，并实时将相关干扰数据上报后台数据控制中心，进行更深层次的分析，为边境地区无线电频谱监管提供有力工具，可用于边境地区无线电频谱资源和频率监测、分析和协调，为解决边境之间存在的信号互相干扰等不规范的行为，更好的协调和解决国家边境之间存在的频谱资源等问题，提供了一套完整可靠的技术保障。它有效的减缓了无线电监管部门测试人员的工作强度，提高了测试数据的准确度，在实时测试过程中，采用了自动化、智能化和信息化的数据分析及报表一体化的处理流程，极大减轻了后期工作人员的报表统计及分析的工作量。

附图说明

图1是宽频段无线电频率和频谱资源监测系统组成结构图。

图2是前端宽频段无线接收机结构示意图。

图3是宽频段无线电频率和频谱资源监测方法流程图。

附图标记列示如下：1-边境线，2-前端无线电数据测量单元，3-无线或有线数据传输系统，4-中心站处理系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例做进一步的说明。

本发明实施例的系统用于在边境地区的无线电频率监测和管理，包括多个分系统和一个数据控制中心，每个分系统是一个无线电数据测量单元，安装在边境沿线并可独立工作，后台数据控制中心安装在室内，整个系统按照一定的顺序采用轮询的方式工作。

如图1所示，是本发明宽频段无线电频率和频谱资源监测系统组成结构图。包括多个前端无线电数据测量单元2、无线或有线数据传输系统3，后台数据控制中心包含中心站处理系统4。前端无线电数据测量单元在监测区域内间隔布设，本实施例中，前端无线电数据测量单元包括前端宽频段无线接收机和其连接的前端数据分析模块，沿边境线1间隔布设，本实施例是沿边境线每5～10公里布设一个，连续监测区域内频谱信号变化情况，实时分析处理当前采集的数据，并将相关数据上报至后台数据控制中心；本实施例中，前端无线电数据测量单元可在边境地区20MHz到3000MHz频率范围内连续监测频谱信号变化情况。前端无线电数据测量单元和后台数据控制中心通过无线或有线数据传输系统相互连接，包括WLAN、GPRS、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、TD-LTE或LTE的无线方式或高速光缆通信方式；本实施例中，前端无线电数据测量单元和后台数据处理分析系统通过无线移动通信网络连接。后台数据控制中心包括中心站处理系统和web客户端，其中中心站处理系统包含宽频段无线电频率数据处理分析模块，实时接收和处理前端无线电测量单元传送的数据，并进行分析，当频谱内出现异常的情况时，控制前端宽频无线接收机锁定频点，并解析频点上信道参数，实时对干扰告警做出提示，并以GIS地图、频率列表的方式详细展现异常地点的无线数据状况，为下一步的协调处理提供有效的基础数据。web客户端包括数据库、全景展现终端及其他业务终端，用于对宽频段无线电频谱原始数据进行存储和调用；对所测试到的数据进行分析对比，发现所测信号是不是非法信号；或对某一信号进行更深层的分析，是否超出该信号备案时的参数；并根据相关测试数据提出下一步工作计划和任务，根据不同的工作内容，和不同的OA办公系统通信，将相关数据发送到其它平台上。

如图2所示，是前端宽频段无线接收机结构示意图。包括依次连接的高频衰减器、调谐变频器、中频衰减器以及检波电路。高频衰减器用于调节输出电平的量程范围，被测信号通过高频衰减器进入调谐变频器，可以将输入测试口同高频衰减器做成一体，在屏蔽盒内装入由电阻组成的衰减网络；调谐变频器用于将被测信号转换为中频信号，由于调谐变频器在同一频段内增益会有一些差异，因此要通过校正系数对读数进行修正；中频衰减器用于改变中频输出信号大小，使其适合检波电路检测；一般采用电子开关来切换中频衰减器的衰减量，高频衰减器一般只有一级，而中频衰减器可能有多个级联，以获得多档衰量。检波电路用于将微弱的中频信号幅度转换为基带信号，常用的中频频率有38MHz,39MHz两种。

如图3所示，是宽频段无线电频率和频谱资源监测方法流程图。一种宽频段无线电频率和频谱资源监测方法，包括以下步骤：

1)将前端无线电数据测量单元在监测区域内间隔布设，通过前端宽频段无线接收机对频段内无线电频谱信号进行采集，连续监测区域内频谱信号变化情况，通过前端数据分析模块进行对当前数据分析处理，实时将相关数据上报至后台数据控制中心；

2)数据通过有线或无线传输系统实时传输到后台数据控制中心，所述后台数据控制中心实时接收和处理前端数据分析模块传送的数据，分析是否有异常信号；

3)当频谱内出现异常信号时，所述后台数据控制中心控制前端无线电数据测量单元锁定异常频点，并解析锁定的异常频点的相关参数，实时对相关干扰告警做出提示，并以GIS地图、信道列表的方式展现异常信号的无线数据状况。

其中，步骤2)中，后台数据控制中心按照一定的顺序采用轮询的方式接收和处理前端数据分析模块传送的数据；通过其包含的宽频段无线电频率数据处理分析模块对接收到的宽频段无线电频谱数据进行分析处理，包括对宽频段无线电频谱原始数据进行存储和调用；对所测试到的数据进行分析对比，发现所测信号是不是非法信号；或对某一信号进行更深层的分析，是否超出该信号备案时的参数；并根据相关测试数据提出下一步工作计划和任务，根据不同的工作内容，和不同的OA办公系统通信，将相关数据发送到其它平台上。所述宽频段无线电频谱数据的频谱范围为20MHz到3000MHz。

步骤3)中，异常信号包括没有在我国申请备案的无线电频率信号，或在我国注册备案无线电频点上的无线电信号超出备案时的要求，影响到其他频率正常使用的信号，或没有根据国与国协商定义的无线电频率所产生的信号，以及使用合法频率进行违法活动的非法信号。

以上所述的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种宽频段无线电频率和频谱资源监测系统，其特征在于，包括多个前端无线电数据测量单元、无线或有线数据传输系统以及后台数据控制中心，所述前端无线电数据测量单元和后台数据控制中心通过无线或有线数据传输系统相互连接，前端无线电数据测量单元在边境沿线每5～10公里布设一个，用于连续监测区域内频谱信号变化情况并进行前期数据分析处理，实时将有关数据上报至后台数据控制中心；所述后台数据控制中心包括中心站处理系统和WEB客户端,所述WEB客户端包括数据库、全景展现终端及其他业务终端，所述中心站处理系统用于按预定的顺序采用轮询的方式实时接收和处理前端无线电测量单元传送的数据，通过数据库进行原始数据的存储和调用,对所测试到的数据进行分析对比,发现所测信号是否异常信号；当监测区域内出现异常信号时，控制前端无线电测量单元锁定异常频点，并解析频谱信号的特征，实时进行分辨提示，并通过全景展现终端以GIS地图、信号列表方式展现异常信号数据状况，为下一步的协调处理提供有效的基础数据；所述异常信号包括没有在我国申请备案的无线电频率信号，或在我国注册备案无线电频点上的无线电信号超出备案时的要求，影响到其他频率正常使用的信号，或没有根据国与国协商定义的无线电频率所产生的信号，以及使用合法频率进行违法活动的非法信号；所述监测区域的无线电频率的频谱范围为20MHz到3000MHz。

2.根据权利要求1所述的宽频段无线电频率和频谱资源监测系统，其特征在于，所述前端无线电数据测量单元包括前端宽频段无线接收机及前端数据分析模块，所述前端宽频段无线接收机用于采集监测区域内无线电频谱信号，所述前端数据分析模块用于分析处理所连接的宽频段无线接收机采集的无线电信号。

3.根据权利要求2所述的宽频段无线电频率和频谱资源监测系统，其特征在于，所述前端宽频段无线接收机包括依次连接的高频衰减器、调谐变频器、中频衰减器以及检波电路，所述高频衰减器用于调节输出电平的量程范围，被测信号通过高频衰减器进入所述调谐变频器，所述调谐变频器用于将被测信号转换为中频信号；所述中频衰减器用于改变中频输出信号大小，使其适合检波电路检测；所述检波电路用于将中频信号幅度转换为基带信号。

4.根据权利要求1所述的宽频段无线电频率和频谱资源监测系统，其特征在于，所述无线或有线数据传输系统所采用的无线传输方式是WLAN、GPRS、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、TD-LTE、LTE的无线传输方式或是有线高速光缆通信方式。

5.根据权利要求1所述的宽频段无线电频率和频谱资源监测系统，其特征在于，所述后台数据控制中心包括中心站处理系统和web客户端，所述中心站处理系统包含宽频段无线电频率数据处理分析模块；所述web客户端包括数据库、全景展现终端及其他业务终端。

6.一种宽频段无线电频率和频谱资源监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将前端无线电数据测量单元在监测区域内间隔布设，通过前端宽频段无线接收机对频段内无线电频谱信号进行采集，连续监测区域内频谱信号变化情况，通过前端数据分析模块进行对当前数据分析处理，实时将相关数据上报至后台数据控制中心；

2)数据通过有线或无线传输系统实时传输到后台数据控制中心，所述后台数据控制中心按预定的顺序采用轮询的方式接收和处理前端数据分析模块传送的数据，包括对原始数据进行存储和调用,对所测试到的数据进行分析对比,发现所测信号是否异常信号,对所述异常信号进行更深层的分析；所述异常信号包括没有在我国申请备案的无线电频率信号，或在我国注册备案无线电频点上的无线电信号超出备案时的要求，影响到其他频率正常使用的信号，或没有根据国与国协商定义的无线电频率所产生的信号，以及使用合法频率进行违法活动的非法信号;

3)当频谱内出现异常信号时，所述后台数据控制中心控制前端无线电数据测量单元锁定异常频点，并解析锁定的异常频点的相关参数，实时对相关干扰告警做出提示，并以GIS地图、信道列表的方式展现异常信号的无线数据状况。