CN106375043B - 基于虚拟通道的频谱监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于虚拟通道的频谱监测技术通过将多条物理监测通道进行拼合形成虚拟通道的方式来完成实时频谱监测和频率扫描监测，虚拟通道可完全当做一个真实的监测通道进行超宽带实时中频频谱观测、超高速频率扫描以及进行对应的数据分析、记录、回放等，可弥补多通道系统中单一通道带宽不足、扫描速度不够的问题，比起多个独立通道的单独操作测量来说可对超宽带信号进行实时观测记录、操作更加方便、观测更加直观、减小了因扫描慢而遗漏瞬时信号可能性。

Description

基于虚拟通道的频谱监测方法

技术领域

本发明涉及电波监测技术领域，特别是涉及一种基于虚拟通道的频谱监测技术。

背景技术

当前随着LTE/WIFI等超宽带射频调制技术的广泛应用，各类RF信号的带宽越来越大。同时为了保证监测效果，对超高频谱带宽的实时频谱监测能力的要求也越来越高，而由于技术、价格等原因单台超宽实时频谱监测带宽的监测设备尚不能够很快得到普及；另一方面大量现有多通道系统监测设备的实时带宽仍旧比较窄，急需提供一种方便易用的实时中频频谱扩展办法，同时频率扫描速度（含频段扫描/快速频段扫描/频率表扫描速度）作为监测系统的关键指标之一，扫描速度的高低体现了系统快速发现瞬时信号的能力，面对日益严峻的电磁频谱监测现状，用户对系统扫描速度的要求也越来越高。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于虚拟通道的频谱监测技术，能够解决多通道系统中单一监测通道实时带宽不够，无法实现超高带宽实时监测，无法实现超高速频率扫描的问题，可以实现多个带宽不同、扫描速度不同等多个通道的拼合。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一基于虚拟通道的频谱监测技术，通过将2个或者多个物理监测通道进行拼合，行程一个新的虚拟通道的方式来完成实时频谱监测和频率频率扫描检测，其虚拟通道的建立过程包括：

1)系统先把当前系统配置中所有物理通道的相关信息进行加载，按已获取参数进行通道1设备的初始化及自检测试，确保该通道全部设备状态正常，同时利用标准校准设备（系统自带或外部设备均可）按指定颗粒度要求对通道1 的带内平坦度及频谱电平测量精度进行校准，确保电平测量精度在允许范围内并记录上述动作是否执行成功。

2)按步骤1的方式完成剩余2到N个通道设备的初始化、自检测试及带内平坦度与频谱电平测量精度的校准并记录各流程是否执行成功，并进行通道可用性判断，排除初始化失败、自检测失败以及校准失败的x个通道。

3)将剩余N-x个可用通道按各个通道的带宽、频率范围等参数进行虚拟化封装生成虚拟通道N’。

进一步的，所述虚拟通道在进行实时频谱监测时的主要运行流程如下：

1)启动虚拟通道的实时频谱采集功能后，系统先获取当前虚拟通道N’的相关测量设置信息。

2)系统按照当前N-x个可用通道各自的参数特性，将待测量的频谱带宽拆分为各个通道对应的频谱测量参数。

3)系统针对N-x个可用通道启动N-x个并行的帧同步过程，并完成各个通道的测量参数下发，测量状态查询及测量结果回读。

4)待最后一个通道的数据回读完成后帧同步过程结束，再将N-x个通道返回的频谱数据进行汇总拼合处理，如果回读时间超过设定值，则按读取超时错误处理流程报错。

5)具体的拼合方式可根据需要灵活选择：如只是为了测量带宽或电平值可以充分利用各物理通道原有的FFT处理能力，虚拟通道可直接使用各个物理子通道FFT后的频谱数据，直接将频谱图进行拼合以便减轻虚拟通道模块处理压力；如果系统精度及处理能力支持也可以直接取回原始IQ数据进行拼合处理。

6)最后进行虚拟通道N’的实时频谱绘制及频谱参数测量处理。

7)如果任务未停止则继续进行下一个测量循环。

进一步的，所述虚拟通道在进行频率扫描检测时的主要运行流程如下：

1)启动虚拟通道的频率扫描监测功能后，系统先获取当前虚拟通道N’的相关测量设置信息。

2)系统按照当前N-x个可用通道各自的参数特性，将待扫描的频谱范围或频表的频点数目，按与扫描速度成正比的方式拆分为各个通道对应的子扫描区域。

3)系统针对N-x个可用通道启动N-x个并行的帧同步过程，并完成各个通道的扫描参数下发、扫描状态查询及扫描结果数据的回读。

4)待最后一个通道的数据回读完成后帧同步过程结束，再将N-x个通道返回的频谱扫描数据进行汇总拼合处理，如果回读时间超过设定值，则按读取超时错误处理流程报错。

5)最后进行虚拟通道N’的扫频数据绘制及参数测量等处理。

6)如果任务未停止则继续进行下一个扫描循环。

区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：比较多个独立通道的单独操作测量来说，本发明的多个虚拟通道对频谱进行监测，可对超宽带信号进行实时观测记录，操作更加方便，观测更加直观，减少了因为扫描慢而遗漏瞬时信号的可能性。

附图说明

图1是本发明实施例基于通道拼合的虚拟通道频谱监测系统原理图。

图2是本发明实施例虚拟通道的建立流程图。

图3是本发明实施例实时频谱监测流程图。

图4是本发明实施例频率扫描监测流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1提供一基于虚拟通道的频谱监测技术，通过将2个或者多个物理监测通道进行拼合，形成一个新的虚拟通道的方式来完成实时频谱监测和频率频率扫描检测，其虚拟通道的建立过程如图2所示，包括如下步骤：

1)系统先把当前系统配置中所有物理通道的相关信息进行加载，按已获取参数进行通道1设备的初始化及自检测试，确保该通道全部设备状态正常，同时利用系统自带的标准校准设备按指定颗粒度要求对通道1 的带内平坦度及频谱电平测量精度进行校准，确保电平测量精度在允许范围内并记录上述动作是否执行成功。

2)按步骤1的方式完成剩余2到N个通道设备的初始化、自检测试及带内平坦度与频谱电平测量精度的校准并记录各流程是否执行成功，并进行通道可用性判断，排除初始化失败、自检测失败以及校准失败的x个通道。

3)将剩余N-x个可用通道按各个通道的带宽、频率范围等参数进行虚拟化封装生成虚拟通道N’。

如图3所示，虚拟通道N’在进行实时频谱监测时的主要运行流程如下：

1)启动虚拟通道的实时频谱采集功能后，系统先获取当前虚拟通道N’的相关测量设置信息。

2)系统按照当前N-x个可用通道各自的参数特性，将待测量的频谱带宽拆分为各个通道对应的频谱测量参数。

3)系统针对N-x个可用通道启动N-x个并行的帧同步过程，并完成各个通道的测量参数下发，测量状态查询及测量结果回读。

4)待最后一个通道的数据回读完成后帧同步过程结束，再将N-x个通道返回的频谱数据进行汇总拼合处理，如果回读时间超过设定值，则按读取超时错误处理流程报错。

5)具体的拼合方式可根据需要灵活选择：如只是为了测量带宽或电平值可以充分利用各物理通道原有的FFT处理能力，虚拟通道可直接使用各个物理子通道FFT后的频谱数据，直接将频谱图进行拼合以便减轻虚拟通道模块处理压力；如果系统精度及处理能力支持也可以直接取回原始IQ数据进行拼合处理。

6)最后进行虚拟通道N’的实时频谱绘制及频谱参数测量处理。

7)如果任务未停止则继续进行下一个测量循环。

如图4所示，虚拟通道N’在进行频率扫描监测的主要运行流程如下：

1)启动虚拟通道的频率扫描监测功能后，系统先获取当前虚拟通道N’的相关测量设置信息。

2)系统按照当前N-x个可用通道各自的参数特性，将待扫描的频谱范围或频表的频点数目，按与扫描速度成正比的方式拆分为各个通道对应的子扫描区域。

3)系统针对N-x个可用通道启动N-x个并行的帧同步过程，并完成各个通道的扫描参数下发、扫描状态查询及扫描结果数据的回读。

4)待最后一个通道的数据回读完成后帧同步过程结束，再将N-x个通道返回的频谱扫描数据进行汇总拼合处理，如果回读时间超过设定值，则按读取超时错误处理流程报错。

5)最后进行虚拟通道N’的扫频数据绘制及参数测量等处理。

6)如果任务未停止则继续进行下一个扫描循环。

通过上述方式，本发明实施例的基于虚拟通道的频谱监测技术中虚拟通道可完全当做一个真实的监测通道进行超宽带实时中频频谱观测、超高速频率扫描以及进行对应的数据分析、记录、回放等，可弥补多通道系统中单一通道带宽不足、扫描速度不够的问题，比起多个独立通道的单独操作测量来说可对超宽带信号进行实时观测记录、操作更加方便、观测更加直观、减小了因扫描慢而遗漏瞬时信号可能性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于虚拟通道的频谱监测方法，其特征在于：通过将2个或者多个物理监测通道进行拼合，形成一个新的虚拟通道的方式来完成实时频谱监测和扫描监测，其虚拟通道的建立过程包括：

1）系统先把当前系统配置中所有物理通道的相关信息进行加载，按已获取参数进行通道1设备的初始化及自检测试，确保该通道全部设备状态正常，同时利用标准校准设备，按指定颗粒度要求对通道1 的带内平坦度及频谱电平测量精度进行校准，确保电平测量精度在允许范围内并记录上述动作是否执行成功；

2）按步骤1的方式完成剩余2到N个通道设备的初始化、自检测试及带内平坦度与频谱电平测量精度的校准并记录各流程是否执行成功，以便进行通道可用性判断，排除初始化失败、自检测失败以及校准失败的x个通道；

3）将剩余N-x个可用通道按各个通道的带宽、频率范围参数进行虚拟化封装生成虚拟通道N’;

完成虚拟通道建立工作后，虚拟通道可完成实时频谱监测功能和扫描监测功能，其主要运行流程如下：

1）启动虚拟通道的监测功能后，系统按照当前N-x个可用通道各自的参数特性，若要完成实时频谱监测功能，则将待测量的实时频谱带宽拆分为各个通道对应的子实时频谱带宽测量参数；若要完成扫描监测功能，则将待扫描的频段或频表范围，按与各个通道扫描速度成正比的方式拆分为对应的子扫描区域测量参数；

2）系统针对N-x个可用通道启动N-x个并行的帧同步过程，进行实时频谱监测时，系统完成各个通道的测量参数下发，测量状态查询及测量结果回读；进行进行扫描监测时，系统完成各个通道的扫描参数下发、扫描状态查询及扫描结果回读；

3）进行实时频谱监测时，待最后一个通道的数据回读完成后帧同步过程结束，将N-x个通道返回的频谱数据进行汇总拼合处理，如果回读时间超过设定值，则按读取超时错误处理流程报错；若进行扫描监测时，则进行汇总拼接处理的数据为频谱扫描数据;

4）最后，对于实时频谱监测功能系统进行虚拟通道N’的实时频谱绘制及频谱参数测量处理；对于扫描监测功能系统进行虚拟通道N’的频段或频表频谱的绘制及相关参数的测量处理；

5）如果任务未停止则继续进行下一个测量循环。

2.根据权利要求1所述的频谱监测方法，其特征在于：所述的拼合方式可根据需要灵活选择：如只是为了测量带宽或电平值可以利用各物理通道原有的FFT处理能力，虚拟通道可直接使用各个物理子通道FFT后的频谱数据，直接将频谱图进行拼合以便减轻虚拟通道模块处理压力；如果系统精度及处理能力支持也可以直接取回原始IQ数据进行拼合处理。