CN106096013A - 基于电磁环境数据库的频率查询及规划方法 - Google Patents
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Abstract
基于电磁环境数据库的频率查询及规划方法，包括建立电磁环境数据库；在设定的频段范围内，将用户输入的电磁频段与电磁环境数据库中的电磁频段对比，判断用户输入的电磁频段是否为可用的电磁频段；或者接收用户输入的请求分配电磁频段的请求，从设定的频段范围内挑选合适的电磁频段，对挑选的电磁频段进行电磁干扰计算，根据电磁干扰判断是否为可用的电磁频段，如果为可用电磁频段，则响应用户的请求输出该频段。本发明的查询速度快、操作简单，可以更高的保证频率利用的有效性。
Description
技术领域
本发明属于无线电频谱管理领域，尤其涉及VHF/UHF频段基于电磁环境数据库的频率规划查询装置与方法。
背景技术
由于频率资源是有限的，而无线电业务又不断增长，因此频谱有效利用是频谱管理中需要考虑的一个重要因素。已有无线电业务和计划业务之间的频率规划管理是提高频谱利用率的重要保证。通过频谱监测可以随时对无线电信号的频谱参数进行测量分析，及时更新频谱管理数据中的相关数据，从而保证频率利用的有效性。
为了解决频率冲突、消除频率干扰、划分频率等多方面的问题，对特定区域空间电磁环境的实时态势的掌握就显得尤为重要，要满足这些任务的需求，就必须掌握区域内的空间电磁环境情况，这就需要对空间电磁环境进行日常监测，并实现相关数据的记录的持续性，从而更好利用提供相应的参考。
电磁频谱监测网的建设必然依托现有的电磁频谱监测设备，要实现各电磁频谱监测设备与电磁频谱监测网之间的互联互通，存在着系统软、硬件接口不统一、多传感器数据融合等多方面的问题。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于电磁环境数据库的频率规划查询装置与方法。
本发明采用以下技术方案：
基于电磁环境数据库的频率查询及规划方法，包括
通过预先采集固定空间内的电磁信号的电磁频段，建立此空间内的电磁环境数据库；
在设定的频段范围内：
将用户输入的电磁频段与电磁环境数据库中的电磁频段对比，未与电磁环境数据库中已有的电磁频段重合则为空闲的电磁频段，判断用户输入的电磁频段是否为空闲的电磁频段，如果是空闲的电磁频段，则通过获取该电磁频段的电磁干扰，判断是否为可用的电磁频段；
或者接收用户输入的请求分配电磁频段的请求，从设定的频段范围内挑选合适的电磁频段，将挑选的电磁频段与电磁环境数据库中的电磁频段进行对比，未与电磁环境数据库中已有的电磁频段重合则为空闲的电磁频段，对挑选的电磁频段进行电磁干扰计算，根据电磁干扰判断是否为可用的电磁频段，如果为可用电磁频段，则响应用户的请求输出该频段。
在建立电磁环境数据库时，将所述固定空间内固定的已用电磁频段预置在电磁环境数据库中。
所述电磁干扰包括谐波干扰、邻道干扰、中频干扰、镜频干扰、三阶互调干扰中的一种或几种，判定的电磁干扰。
在设定的时间段内，对电磁环境数据库中的各电磁频段出现的频率进行统计，将出现频率在设定阈值以下的电磁频段从电磁环境数据库中移除。
实时采集固定空间内的当前电磁信号的电磁频段时，将采集到的电磁信号的电磁频段与电磁环境数据库中的电磁频段进行对比，如果电磁环境数据库中不存在该电磁频段，则将该电磁频段保存在电磁的环境数据库中。
所述对固定空间内的电磁频率进行实时采集的装置为频率实时监测获取装置，所述频率实时监测获取装置包括下变频器、中频数字化仪、控制器，所述控制器与下变频器、中频数字化仪相连接，用于控制下变频器、中频数字化仪的信号采集过程；所述下变频器上连接有对电磁信号进行捕捉的天线，所述控制器上还连接有对数据进行存储的存储装置。
所述控制器上连接有通信装置，通信装置和设置在远端的计算机平台进行实时通信，将中频数字化仪实时获取的电磁频段传输给计算机平台，对计算机平台内的电磁环境数据库进行更新。
所述计算平台包括控制模块、存储模块、通信模块和人工交互模块；
所述控制模块通过通信模块接收通信装置发送的电磁频段，并在存储模块中建立电磁环境数据库，还用于接收用户输入的电磁频段或者用户输入的请求，并根据输入的电磁频段或者请求进行判断；
所述人工交互模块用于获取用户输入的电磁频段或者用户输入的请求，并将电磁频段或者请求发送给控制模块，控制模块对输入的电磁频段或者请求进行判断以后，将结果发送人工交互模块进行显示。
所述频率实时监测获取装置采用机箱结构，机箱内设置不少于四个的插槽，插槽内分别插有下变频器、中频数字化仪、控制器和通信装置。
所述机箱为PXIe-1062Q的8槽机箱，下变频器为PXI-5600下变频器，中频数字化仪为PXI-5142中频数字化仪，控制器为PXIe-8135控制器。
本发明的有益效果：本发明的查询速度快、操作简单，可以更高的保证频率利用的有效性。
附图说明
图1为本发明的频率实时监测获取装置的组成示意图。
图2为已用频率管理功能示意图。
图3为计划频率规划功能示意图。
具体实施方式
下面结合附图1~3和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种基于电磁环境数据库的频率查询及规划方法，主要用于对VHF/UHF频段进行监测，即30MHZ~1300MHZ的频段进行监测。
它包括以下步骤：
首先，通过预先采集固定空间内的电磁信号的电磁频段，建立此空间内的电磁环境数据库；
其次，在设定的频段范围内，例如30MHZ~1300MHZ的频段内，将用户输入的电磁频段与电磁环境数据库中的电磁频段对比，判断用户输入的电磁频段是否为空闲的电磁频段，如果是空闲的电磁频段，则通过获取该电磁频段的电磁干扰，判断是否为可用的电磁频段；上述的判断方法为：未与电磁环境数据库中已有的电磁频段重合，则为空闲的电磁频段，否则为已用频段；
或者接收用户输入的请求分配电磁频段的请求，从设定的频段范围内挑选合适的电磁频段，将挑选的电磁频段与电磁环境数据库中的电磁频段进行对比，未与电磁环境数据库中已有的电磁频段重合则为空闲的电磁频段，对挑选的电磁频段进行电磁干扰计算，根据电磁干扰判断是否为可用的电磁频段，如果为可用电磁频段，则响应用户的请求输出该频段可以在人机交互模块上显示该频段的频率范围。
因为每一个固定空间中，都可能存在固定的已用电磁频段，例如某个电台固定某段时间使用该频段，那么即使当前这些频段处于未使用状态，但是为了保证通信的安全，仍不允许被占用，因此在建立电磁数据库时，将固定空间内固定的已用电磁频段预置在电磁环境数据库中。
因为在实时采集固定空间内的电磁频段时，因为干扰或者临时使用等造成可能会接收到某些实际并未使用的电磁频段或者仅仅是临时使用的电磁频段，若将这类频段存入电磁环境数据库中，将会造成频段的极大浪费，因此在设定的时间段内，例如每个月内，对电磁环境数据库中的各电磁频段出现的频率及进行统计，将出现频率在设定阈值以下的电磁频段从电磁环境数据库中移除。而设定阈值可以根据大量数据进行计算或者根据经验进行设定。
在使用采集装置采集信号建立数据库时，采集的建立数据库的信号是在某一段时间内的，因此可能存在某个频段在采集的时间内未被使用的情况发生，因此，需要实时采集固定空间内的当前电磁信号的电磁频段，将当前采集到电磁信号的电磁频段与电磁环境数据库中的电磁频段进行对比，如果电磁环境数据库中不存在该电磁频段，则将该电磁频段保存在电磁的环境数据库中，对电磁环境数据库中的电磁频段进行实时的更新。
无论是用户输入的电磁频段，还是应用户要求分配的电磁频段，在确定可用前，均要进行干扰计算，确定干扰在允许的范围内。而电磁干扰包括谐波干扰、邻道干扰、中频干扰、镜频干扰、三阶互调干扰中的一种或几种，它们的计算方法均为现有技术。
为了建立电磁数据库，需要对一定空间（即固定空间）内的已经使用的电磁频段进行采集，本发明使用频率实时监测获取装置采集固定空间内的电磁信号，获取电磁频段，频率实时监测获取装置包括下变频器、中频数字化仪、控制器，控制器与下变频器、中频数字化仪相连接，用于控制下变频器、中频数字化仪的信号采集过程；中频数字化仪上连接有对电磁信号进行捕捉采集的天线。控制器上还可以连接有对数据进行存储的存储装置，尤其可以存储采集到的一段时间内的电磁信号。
控制器上连接有通信装置，通信装置和设置在远端的计算机平台进行实时通信，将中频数字化仪实时获取的电磁频段传输给计算机平台，对计算机平台内的电磁环境数据库进行更新。
而设置在远端的计算机平台用于用户进行频率的查询和规划，它包括用户进行人机交互的人机交互模块，人机交互模块具有显示屏和键盘，能够进行显示和输入，还包括控制模块、存储模块、通信模块。人工交互模块获取用户输入的电磁频段或者用户输入的请求，并将电磁频段或者请求发送给控制模块，控制模块对输入的电磁频段或者请求进行判断以后，将结果发送人工交互模块进行显示。
控制模块通过通信模块接收通信装置发送的电磁频段，并在存储模块中建立电磁环境数据库，控制装置同时还接收用户输入的电磁频段或者用户输入的请求，并根据输入的电磁频段或者请求进行判断；
本发明中的频率实时监测获取装置采用机箱结构，机箱内设置不少于四个的插槽，插槽内分别插有下变频器、中频数字化仪、控制器和通信装置，在插件式的机箱结构中，通信装置为通信插件，插槽的数目可以设置多个，用于扩展其他功能使用。
作为一种实施例，机箱可采用PXIe-1062Q的8槽机箱，下变频器为PXI-5600下变频器，中频数字化仪为PXI-5142中频数字化仪，控制器为PXIe-8135控制器。
而对30-1300MHz频段进行监测时，天线采用对数周期天线。
Claims (10)
1.基于电磁环境数据库的频率查询及规划方法，其特征在于：包括
通过预先采集固定空间内的电磁信号的电磁频段，建立此空间内的电磁环境数据库；
在设定的频段范围内：
将用户输入的电磁频段与电磁环境数据库中的电磁频段对比，未与电磁环境数据库中已有的电磁频段重合则为空闲的电磁频段，判断用户输入的电磁频段是否为空闲的电磁频段，如果是空闲的电磁频段，则通过获取该电磁频段的电磁干扰，判断是否为可用的电磁频段；
或者接收用户输入的请求分配电磁频段的请求，从设定的频段范围内挑选合适的电磁频段，将挑选的电磁频段与电磁环境数据库中的电磁频段进行对比，未与电磁环境数据库中已有的电磁频段重合则为空闲的电磁频段，对挑选的电磁频段进行电磁干扰计算，根据电磁干扰判断是否为可用的电磁频段，如果为可用电磁频段，则响应用户的请求输出该频段。
2.根据权利要求1所述的基于电磁环境数据库的频率查询及规划方法，其特征在于：在建立电磁环境数据库时，将所述固定空间内固定的已用电磁频段预置在电磁环境数据库中。
3.根据权利要求1所述的基于电磁环境数据库的频率查询及规划方法，其特征在于：所述电磁干扰包括谐波干扰、邻道干扰、中频干扰、镜频干扰、三阶互调干扰中的一种或几种，判定的电磁干扰。
4.根据权利要求1所述的基于电磁环境数据库的频率查询及规划方法，其特征在于：在设定的时间段内，对电磁环境数据库中的各电磁频段出现的频率进行统计，将出现频率在设定阈值以下的电磁频段从电磁环境数据库中移除。
5.根据权利要求1所述的基于电磁环境数据库的频率查询及规划方法，其特征在于：实时采集固定空间内的当前电磁信号的电磁频段时，将采集到的电磁信号的电磁频段与电磁环境数据库中的电磁频段进行对比，如果电磁环境数据库中不存在该电磁频段，则将该电磁频段保存在电磁的环境数据库中。
6.根据权利要求1所述的基于电磁环境数据库的频率查询及规划方法，其特征在于：所述对固定空间内的电磁频率进行实时采集的装置为频率实时监测获取装置，所述频率实时监测获取装置包括下变频器、中频数字化仪、控制器，所述控制器与下变频器、中频数字化仪相连接，用于控制下变频器、中频数字化仪的信号采集过程；所述下变频器上连接有对电磁信号进行捕捉的天线，所述控制器上还连接有对数据进行存储的存储装置。
7.根据权利要求6所述的基于电磁环境数据库的频率查询及规划方法，其特征在于：所述控制器上连接有通信装置，通信装置和设置在远端的计算机平台进行实时通信，将中频数字化仪实时获取的电磁频段传输给计算机平台，对计算机平台内的电磁环境数据库进行更新。
8.根据权利要求7所述的基于电磁环境数据库的频率查询及规划方法，其特征在于：所述计算平台包括控制模块、存储模块、通信模块和人工交互模块；
所述控制模块通过通信模块接收通信装置发送的电磁频段，并在存储模块中建立电磁环境数据库，还用于接收用户输入的电磁频段或者用户输入的请求，并根据输入的电磁频段或者请求进行判断；
所述人工交互模块用于获取用户输入的电磁频段或者用户输入的请求，并将电磁频段或者请求发送给控制模块，控制模块对输入的电磁频段或者请求进行判断以后，将结果发送人工交互模块进行显示。
9.根据权利要求6或7所述的基于电磁环境数据库的频率查询及规划方法，其特征在于：所述频率实时监测获取装置采用机箱结构，机箱内设置不少于四个的插槽，插槽内分别插有下变频器、中频数字化仪、控制器和通信装置。
10.根据权利要求9所述的基于电磁环境数据库的频率查询及规划方法，其特征在于：所述机箱为PXIe-1062Q的8槽机箱，下变频器为PXI-5600下变频器，中频数字化仪为PXI-5142中频数字化仪，控制器为PXIe-8135控制器。
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