CN116908556A - 一种涉密场所电磁环境监测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无线信号管控领域，具体涉及一种涉密场所电磁环境监测方法和装置。本发明提供的方法包括：使用背景信号采集单元采集获得周边电磁环境；基于对电磁环境信令的解析获得关联用户终端的无线信号特征；基于多个设置于涉密场所的信号采集装置获得场所内电磁环境；基于对场所内电磁环境的识别获得异常的设备信号。本发明可以实现对于涉密场所电磁环境长时监测，也可用于电磁环境异常信号的快速排查。
Description
技术领域
本发明属于无线信号管控领域，具体涉及一种涉密场所电磁环境监测方法和装置。
背景技术
考场、监狱、公安、政府部门、涉密会议室等防泄密场所对于电磁防护有特殊的需求，涉密场所电磁环境安全涉及两方面的因素，第一方面为电磁信号的监测，第二方面为电磁信号的阻断。
为防止失泄密事件的发生，通常会在涉密场所，设置电磁信号干扰器，用于阻塞涉密场所内的无线电信号传输。通常情况下，手机干扰器都采用大功率及宽带噪声压制干扰技术，但是此过程需要较大的功率，另外一方面，也会造成电磁环境的复杂，造成正常的终端无法使用无线电功能。
另外，部分设备为了避免干扰会采用调频方式进行通信，这也需要调整信号的采集和跟踪策略。
涉密场所可以接触到的信号包括通信信号、遥感探测信号、雷达信号等无线电信号，通过信号接收设备接收到的信号往往不止一种，从混杂有多种电磁信号的无线环境中，获取存在的可疑信号，进行监督和管理，进而将其作为干扰检测和无线环境分析的基础成为目前被广泛研究的课题。而在此过程中，需要考虑信号频谱的采集和处理，以及特征提取等问题，如何提升环境监测设备的性能指标，提升电磁环境监测设备的整体实用性、易用性和可靠性，是一个亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的一个目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种涉密场所电磁环境监测方法；本发明的另外一个目的在于提供涉密场所电磁环境监测装置，从而优化涉密场所的电磁环境的监测。
根据本发明的一个实施例，一种涉密场所电磁环境监测方法，所述方法包括：
使用背景信号采集单元采集周边电磁环境；
基于对电磁环境信令的解析获得关联用户终端的无线信号特征；
基于多个设置于涉密场所的信号采集装置获得场所内电磁环境；
基于对场所内电磁环境的识别捕获异常信号。
根据本发明的一个实施例，所述周边电磁环境通过背景信号采集单元采集和涉密场所邻接空间的无线信号特征获得。
根据本发明的一个实施例，所述背景信号采集单元包括有多个，且对应于任意背景信号采集单元至少存在一个与其具有同等覆盖特性的背景信号采集单元；
所述同等覆盖特性为在一个以上的目标频段侦测时，背景信号采集单元对于参考发射源的信噪比处于同一信噪比区间。
根据本发明的一个实施例，所述参考发射源为设置于涉密场所内的发射源或设置于涉密场所临界空间内的无线发射端。
根据本发明的一个实施例，所述背景信号采集单元对背景信号的采集过程包括：
实时接收无线电数据，对接收到的无线电数据进行傅里叶变换，获得频谱数据；
基于时频域序列的采集时间确定参考发射源的采集时间；
基于发射源的采集时间确定参考频谱；
基于参考频谱进行源识别，获得背景信号采集单元覆盖区域内的背景参考频谱。
根据本发明的一个实施例，所述背景信号采集单元对背景信号的采集过程包括：
实时接收无线电数据，对接收到的无线电数据进行傅里叶变换，获得第一频谱数据；
确定频谱数据的采集时间；
获取同等覆盖特性的在采集时间内的第二频谱数据；
基于第一频谱数据和第二频谱数据获得共有背景频谱数据；
基于共有背景频谱数据进行源识别，获得背景信号采集单元覆盖区域内的背景参考频谱。
根据本发明的一个实施例，所述基于对电磁环境信令的解析获得关联用户终端的无线信号特征包括：
遍历所有的背景信号采集单元，逐一使用背景信号采集单元采集获得该背景信号采集单元所处位置的无线信号环境；基于同等覆盖特征的背景信号采集单元采集的无线信号环境对无线信号环境进行背景去除，获得处于当前背景信号采集单元覆盖区域内的无线终端的电磁信号，以及该区域的无线信号背景环境，将无线终端的电磁信号特征作为关联用户终端的无线信号特征，将无线信号背景环境加入至环境信号集合。
根据本发明的一个实施例，所述基于多个设置于涉密场所的信号采集装置获得场所内电磁环境包括：
使用设置于涉密环境中无线信号采集单元获取无线环境；
遍历所有的背景信号采集单元，基于采集的无线信号背景环境计算在涉密环境管制场所区域中无线信号采集单元的背景电磁环境；
将无线环境和背景电磁环境进行比对，获得涉密环境内的用户终端的信号特征。
根据本发明的一个实施例，将用户终端的信号特征和白名单用户终端进行比对，获得用户终端的异常判断结果；
在用户终端的信号特征为异常时，启动对用户终端的检测和采样存证。
根据本发明的一个实施例，所述基于对电磁环境信令的解析获得关联用户终端的无线信号特征包括：
遍历所有的背景信号采集单元，逐一使用背景信号采集单元采集获得该背景信号采集单元所处位置的无线信号环境；基于第一时间窗内的无线信号频谱对无线信号环境进行背景去除获得无线终端的电磁信号，基于第二时间窗内的无线信号频谱获得无线信号背景环境，将无线终端的电磁信号特征作为关联用户终端的无线信号特征，将无线信号背景环境加入至环境信号集合。
根据本发明的一个实施例，一种涉密场所电磁环境监测装置，所述装置包括：
若干个背景信号采集单元，设置于涉密场所关联空间内，用于获取涉密场所周边环境的无线电磁环境；
若干个无线信号采集单元，用于获取涉密场所一个或者多个位置的无线电磁环境；
用户终端无线信号特征获取单元，用于基于背景信号采集单元获得关联用户终端的无线信号特征；
场所内电磁环境获取单元，用于基于无线信号采集单元获得场所内电磁环境；
异常信号识别单元，用于对场所内电磁环境的识别捕获异常信号。
本发明可以实现对于涉密场所电磁环境长时监测，也可用于电磁环境异常信号的快速排查。
附图说明
图1为本发明提供的一种涉密场所电磁环境监测方法流程图；
图2为本发明提供的一种涉密场所电磁环境监测装置结构示意图。
附图标记：1、用户终端 2、基站 3、背景信号采集单元 4、交换机 5、无线信号采集单元 6、涉密场所
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本申请的限制，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它实施例，都属于本申请保护的范围。
在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
在以下的描述中，所涉及的术语“第一/第二/第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一/第二/第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
根据本发明的一个实施例，一种涉密场所电磁环境监测方法，包括：
使用背景信号采集单元采集获得周边电磁环境；
基于对电磁环境信令的解析获得关联用户终端的无线信号特征；
基于多个设置于涉密场所的信号采集装置获得场所内电磁环境；
基于对场所内电磁环境的识别捕获异常信号。
本发明所涉及的无线电波接收器一般应当满足频率范围为9kHz～9GHz，频率精度±2×10-6，检测扫描带宽10Hz～20MHz，全景扫描速度（RBW≤10kHz）为24GHz/秒，实时频谱分析带宽最大100MHz，时域信号采样率30ksps-61.44Msps。频率分辨率15Hz，频率扫描宽度1MHz～9GHz，相位噪声≤-103dBmc/Hz@频偏100kHz，典型值为≤-100dBmc/Hz@频偏10kHz，典型值为最小分辨率带宽1Hz；调制方式可识别AM、FM、ASK、BFSK、BPSK、MFSK、MPSK、QAM、OQPSK、OFDM、CDMA、Noise、CW;识别精度信噪比SNR大于12dBm时，识别概率大于90%。
本发明也可以使用其他的接收设备进行，设备上设置有天线阵列，天线阵列安装于涉密区域内以及涉密区域的临界区域上。
现有技术中已经存在使用超高的信号侦听速率以最高160GHz/s的速度(STEP10KHz以上)对10MHz到18GHz的信号进行全频段扫描，如一些常见的电磁干扰(EMI)接收器，可以实现高至26.5GHz频率的电磁信号的接收。本发明中主要关注的频率集中于包含手机、蓝牙无线通信频段，因此，设置主要的扫描频段为9kHz～9GHz，对于频率范围的扫描可以使用多个接收器进行，或者使用单个接收器进行。多个接收器可以使用市电220V交流电供电，或者使用24V转换器供电。
如图2所示，本发明使用的接收设备包含设置于涉密场所6周边的背景信号采集单元3，用于采集获得周边电磁环境；以及多个设置于涉密场所的信号采集装置，如图中所示的无线信号采集单元5，用于获得场所内电磁环境。
具体的结构可以参考图2，各个背景信号采集单元3之间采用光纤或者有线通信进行连接，以实现各个无线电磁信号的存档；即可以设置一个中心交换机或者设置多个交换机用于形成背景信号采集单元3和场所内电磁环境的网络拓补，以及将设置于场所内的信号采集装置通过网络连接至交换机4，并进一步连接至控制器。
进一步的，为了保存所采集的数据，或者保存所采集数据处理后的时序数据，可以设置一个工控机，用于在各个信号采集单元处接收背景信号采集单元和信号采集装置采集的信号。控制器可以为工控机，或者为具有较强计算能力的工作站，以进行就地的特征提取；或者用于接收各个工控机传送的频谱数据。
在解释清楚本发明的配置后，可以使用背景信号采集单元采集获得周边电磁环境，并通过对多个背景信号采集单元获取的信号获得基础的电磁环境；基于对电磁环境信令的解析获得关联用户终端的无线信号特征，通过此实现后续对处于涉密环境的多个进行的协议的识别；由于环境频谱通常包含多个发射源和多个频谱，需要使用周边电磁环境对涉密场所的电磁环境的去扰；之后基于多个设置于涉密场所的信号采集装置获得场所内电磁环境。
基于对场所内电磁环境的识别捕获异常信号,此过程可以使用和背景信号采集单元一致的设备进行，或者单独配置具有更强扫描能力的设备，以实现对于去除背景信号后的特征的提取。
根据本发明的一个实施例，所述周边电磁环境通过背景信号采集单元采集和涉密场所邻接空间的无线信号特征获得。
本发明的周边为和涉密场所邻接空间，通过在涉密场所周边设置背景信号采集单元可以获得周边电磁环境，在多数的情况下，即使考虑时延和终端的移动速度，即使监测的目标为小型的飞行器，也可以满足电磁信号的监测需求。在监测的目标为低覆盖半径的对象时，可以进一步增加物理空间上具有可识别性的位点。
在进行检测时，背景信号采集单元可以通过天线接收到一个区域内指定波长范围内的信号，之后对信号进行放大和信号进行采样，经过滤波后，接收并测量9kHz至9GHz范围内的信号参数，通过滤波、放大后对信号进行检波，对取得的信号进行分析，获得监测频段内信号功率及频点。
如附图2所示，背景信号采集单元3的数目可以根据需要确定，例如包含空中监测需求时，可以除在地面邻接区域设置背景信号采集单元3外，还可以设置邻接区域设置涉密场所内的无线信号监测单元的形式，在部分的情况下，可以和涉密场所邻接空间所设置的一致，在部分情况下，可以按照常见的波段进行分别配置，以提高分辨率和降低成本。
另外，本处采集的涉密场所邻接空间的电磁环境并不是实时的可以提供场所内的数据，而是用于提取其特征，以确定在存在进入的终端时，提供对应的背景环境特征，这样，即使出现了调频或跳频规避通信管制的行为，通过对背景信号的分析也可以得到背景信号外的通讯特征。
进一步的，基于对电磁环境信令的解析获得关联用户终端的无线信号特征，此过程可以在确定基础电磁环境后进行或者同时进行，且此过程同时可以获取采集到的基础电磁环境内的小区广播信息。在确定基础电磁环境后，可以在去除基础电磁的背底后，获得用户终端的频谱特征，基于频谱特征可以选择对应的信令体系对其进行解析，以获取基础的用户终端的通信特征信息（例如SSID或设备的IMEI码，频段），这些特征可以用于后文涉密场所的无线电特征排查；或者在确定基础电磁环境的同时，对于可解析的信令，如基于对基站小区或者发射端信号的广播特征进行记录，并用于涉密场所的特征排除（如白名单用户的确认）和频谱合成。
根据本发明的一个实施例，所述背景信号采集单元包括有多个，且对应于任意背景信号采集单元至少存在一个具有与其同等覆盖特性的的背景信号采集单元；
所述同等覆盖特性为在一个以上的目标频段侦测时，背景信号采集单元对于参考发射源的信噪比处于同一信噪比区间。
通过此方式，如图2所示，可以实现多个背景信号采集单元3对于一个或者无线基站2或者发射源的无线信号的监测，在进行降低基底去除时，对于背景信号的处理更加准确。另外，由于一个发射源在不同距离被接收时，其具有近似的特征频谱，因此，在两个基站对同等信号强度的信号进行处理时，可以基于预先确定的基站对信号进行标定，特别是其中特征信号峰可以用于比对确定是否正常工作，以及用于基底的参考性去除，即当存在一个参考发射源时，通过选择参考的频谱的特征信号，以及相应的强度信号，从而可以确定当前背景信号采集单元内存在的干扰。在一个信号不存在参考源时，可以选择对一个时间段的信号进行叠加以获取背景电磁辐射，但是此过程如果存在长期接入的异常发射源，并且其位置基本保持固定或者在一定的辐射功率内，则无法在背景辐射内将其和正常的发射机站以及其他合规的发射源仅通过信号叠加的方式进行区分；而通过配置特定的参考发射源，可以识别具有其他特征的发射源，此处的参考发射源可以为固定设置的周边移动通信商的基站，或者为固定设置于涉密场所的发射源；参考发射源的特征可以被改变，从而避免特征被异常接入的终端或基站学习从而引起的频谱特征隐藏。
根据本发明的一个实施例，所述参考发射源为设置于涉密场所内的发射源或设置于涉密场所临界空间内的无线发射端。
通过此方式，可以用于确定背景电磁场的发射源，此发射源可以根据需要进行峰形的调制，为了确保背景信号采集单元采集到的信号可以被正确的识别，在安装时，应当确保涉密场所临界空间安装的对于如2.0-3.0GHz以及5.0-6.0GHz等常见扫描频段具有一定的接收信号的信噪比。
在部分情况下，如果存在阻挡物阻碍了背景信号采集单元对于参考发射源的信号的接收，则可以在临界空间设置参考发射源，以提供近似的参考背景环境电磁信号。
根据本发明的一个实施例，所述背景信号采集单元对背景信号的采集过程包括：
实时接收无线电数据，对接收到的无线电数据进行傅里叶变换，获得频谱数据；
基于时频域序列的采集时间确定参考发射源的采集时间；
基于发射源的采集时间确定参考频谱；
基于参考频谱进行源识别，获得背景信号采集单元覆盖区域内的背景参考频谱。
本实施例可以实现存在参考发射源的对于背景参考频谱的获取。
此过程中，首先通过实时接收无线电数据即进行扫频，之后对接收到的无线电数据进行傅里叶变换，获得频谱数据；此过程可以在背景信号采集单元完成，或者将数据通过交换机传送至一个工作站进行；
之后，基于时频域序列的采集时间确定参考发射源的采集时间，此发射源为可控的，其频谱特征应当是固定的，或者是可检索的；
然后基于发射源的采集时间通过检索或者计算确定参考频谱；
在确定参考频谱后，背景信号中的参考源即可确定，之后基于参考频谱进行源识别，获得背景信号采集单元覆盖区域内的背景参考频谱。
对于此方式，通过改变参考频谱，从而在周围通过调频或者跳频通信的终端的电磁特征发生改变时，可以通过背底分离的方式确定疑似的信号，并在后续可基于疑似信号变化确定终端类型和协议。
根据本发明的一个实施例，所述背景信号采集单元对背景信号的采集过程包括：
实时接收无线电数据，对接收到的无线电数据进行傅里叶变换，获得第一频谱数据；
确定频谱数据的采集时间；
获取同等覆盖特性的在采集时间内的第二频谱数据；
基于第一频谱数据和第二频谱数据获得共有背景频谱数据；
基于共有背景频谱数据进行源识别，获得背景信号采集单元覆盖区域内的背景参考频谱。
本实施例可以实现不使用参考发射源的对于背景参考频谱的获取。
此过程中，首先通过实时接收无线电数据即进行扫频，之后对接收到的无线电数据进行傅里叶变换，获得第一频谱数据；此过程可以在背景信号采集单元完成，或者将数据通过交换机传送至一个工作站进行；
之后，基于时频域序列的采集时间确定同等覆盖特性的在采集时间内的第二频谱数据；
由于第一频谱数据和第二频谱数据在空间上具有关联性，则根据其频谱特征提取共有的频谱可以获得共有背景频谱数据；
之后对其进行源识别，以获得背景信号采集单元覆盖区域内的背景参考频谱。
根据本发明的一个实施例，所述基于对电磁环境信令的解析获得关联用户终端的无线信号特征包括：
遍历所有的背景信号采集单元，逐一使用背景信号采集单元采集获得该背景信号采集单元所处位置的无线信号环境；基于同等覆盖特征的背景信号采集单元采集的无线信号环境对无线信号环境进行背景去除，获得处于当前背景信号采集单元覆盖区域内的无线终端的电磁信号，以及该区域的无线信号背景环境，将无线终端的电磁信号特征作为关联用户终端的无线信号特征，将无线信号背景环境加入至环境信号集合。
通过此实施例可以获得涉密场所周边关联的电磁环境，即关联空间采集获得的电磁信号集合。
更为具体的，此过程中通过遍历所有的背景信号采集单元，例如存在9个背景信号采集单元时，例如在时间点T1时，所有的背景信号采集单元均执行或者根据服务器下发的信号采集任务进行信号环境的采集；
之后，对每个背景信号采集单元采集到的背景电磁信号进行确定，即对应于每个背景信号采集单元，基于同等覆盖特征的背景信号采集单元采集的无线信号环境对获取的背景电磁信号进行背景去除，获得处于当前背景信号采集单元覆盖区域内的无线终端的电磁信号以及处于区域内的用户终端；
上述电磁环境用于重新拟合区域内的电磁环境，无线终端的电磁信号特征作为关联用户终端的无线信号特征，用于涉密场所邻接空间中终端分析。
根据本发明的一个实施例，所述基于多个设置于涉密场所的信号采集装置获得场所内电磁环境包括：
如图2所示，使用设置于涉密环境中无线信号采集单元5获取无线环境；遍历所有的背景信号采集单元，基于采集的无线信号背景环境计算在涉密环境管制场所区域中无线信号采集单元的背景电磁环境；将无线环境和背景电磁环境进行比对，获得涉密环境内的用户终端1的信号特征。
通过此方式可以实现对于场内用户终端信号的确认，其具体包括对于电磁环境的拟合，之后通过将拟合后的结果作为涉密场所的背景电磁环境去除，即可以获得用户终端以及疑似发射端对应的电磁环境，通过对电磁环境内的信令进行解析，可以获得用户终端的特征。涉密场所中，一般发射源固定或者存在可信的发射源，其特征可以较为容易的确定，在排除背景场后，即可以确定异常无线终端。
根据本发明的一个实施例，将用户终端的信号特征和白名单用户终端进行比对，获得用户终端的异常判断结果；
在用户终端的信号特征为异常时，启动对用户终端的检测和采样存证。
通过此方式可以实现对于场内可信用户终端信号的确认，即通过保存可信终端的电磁特征，在筛选出通信终端时，通过去除白名单的用户特征，从而减少需要识别的信号。
根据本发明的一个实施例，所述基于对电磁环境信令的解析获得关联用户终端的无线信号特征包括：
遍历所有的背景信号采集单元，逐一使用背景信号采集单元采集获得该背景信号采集单元所处位置的无线信号环境；基于第一时间窗内的无线信号频谱对无线信号环境进行背景去除获得无线终端的电磁信号，基于第二时间窗内的无线信号频谱获得无线信号背景环境，将无线终端的电磁信号特征作为关联用户终端的无线信号特征，将无线信号背景环境加入至环境信号集合。
本实施例可以实现无参考信源的情况下获取背景场，并基于背景场获得用户终端特征。其中，通过设置不同的电磁环境采集周期，即在一个长周期采集环境的特征，用于获得基站相关的电磁信号；而在一个短的时间周期内获取和基站、用户信号相关的电磁环境，特别是长期持续的用户终端。通过长短周期的对比，确定短期活跃无线环境，在相关发射源进入涉密场所时，可以被快速发现。
实施例1
一种涉密场所电磁环境监测装置，用于开放空间的电磁环境监测，涉密场所包括３个覆盖CDMA至5G通信频段的电磁环境获取单元，其可以快速扫描获得目标频段的电磁信号；
在开放空间的5个入口处分别设置背景信号采集单元，5个背景信号采集单元均对设置于涉密场所的一个发射源的网络信号强度大于-50dBm。背景信号采集单元和电磁环境获取单元均可采用前述的无线电波接收装置，其采用交流电供电，并且均配置不间断电源，各个无线电波采集装置采集的电磁波信号均首先保存到工控机上，之后通过光纤被传送到工作站进行解析。
各个背景信号采集单元持续的采集无线电磁环境的信号，之后工作站对网络传送的信号进行解析。解析过程包括首先根据各个背景信号采集单元采集的信号进行特征频谱的提取，这里的特征频谱尤其包括涉密场所的特征发射源的信号，根据此信号可以确定特征信号的发射时间，之后基于特征信号进行背景去除，分别得到每个背景信号采集单元去除特征发射源的信号，作为背景信号，分别对５个背景信号于３个电磁环境获取单元的无线频谱进行合成，得到场所内的背景电磁环境，之后去除背景（拟合的背景和发射源）即可获得场所内存在的用户终端和其他发射源。
通过此方式可以实现长时间监测信号，在出现异常的无线信号时，也可以使用此方式进行快速的定位。
实施例2
一种涉密场所电磁环境监测装置，用于开放空间的电磁环境监测，涉密场所包括３个覆盖CDMA至5G通信频段的电磁环境获取单元，其可以快速扫描获得目标频段的电磁信号；
在开放空间的5个入口处分别设置背景信号采集单元，5个背景信号采集单元均对设置于涉密场所的一个发射源的网络信号强度大于-50dBm。背景信号采集单元和电磁环境获取单元均可采用前述的无线电波接收装置，其采用交流电供电，并且均配置不间断电源，各个无线电波采集装置采集的电磁波信号均首先保存到工控机上，之后通过光纤被传送到工作站进行解析。
各个背景信号采集单元持续的采集无线电磁环境的信号，之后工作站对网络传送的信号进行解析。解析过程包括首先根据各个背景信号采集单元采集的信号进行特征频谱的提取，这里的特征频谱尤其包括涉密场所的特征发射源的信号，根据此信号可以确定特征信号的发射时间，之后基于特征信号进行背景去除，分别得到每个背景信号采集单元去除特征发射源的信号，作为背景信号，分别对５个背景信号与３个电磁环境获取单元的无线频谱进行合成，得到场所内的背景电磁环境，之后去除背景电磁环境，即可获得场所内存在的用户终端和其他发射源。此实施例中，在进行场所内的用户终端和其他发射源判定时，可以设置特征发射源的特征频谱处于常见频段外以避免干扰。
在判断异常的信号特征时，可以依据信号的强度进行。例如，在获得场所内存在的用户终端和其他发射后，由于背景场确定，在信号强度高于背景强度30%时，将其视为异常信号，此时通过将其和白名单进行比较，即可以确定是否为异常的信号源，在其为异常的发射源时，通过对其进行跟踪以及存证的方式进行异常信号的入档，以及通过对信令的解析进行压制。对于解析以及判断后文均可以按此方式进行处理，后文不再单独指出。
实施例3
一种涉密场所电磁环境监测装置，用于开放空间的电磁环境监测，涉密场所包括３个覆盖CDMA至5G通信频段的电磁环境获取单元，其可以快速扫描获得目标频段的电磁信号；
在开放空间的5个入口处分别设置背景信号采集单元，5个背景信号采集单元均对运营商设置的一个或者多个4G/5G基站网络信号强度大于-50dBm。背景信号采集单元和电磁环境获取单元均可采用前述的无线电波接收装置，其采用交流电供电，并且均配置不间断电源，各个无线电波采集装置采集的电磁波信号均首先保存到工控机上，之后通过光纤被传送到工作站进行解析。
各个背景信号采集单元持续的采集无线电磁环境的信号，之后工作站对网络传送的信号进行解析。解析过程包括首先根据各个背景信号采集单元采集的信号进行特征频谱的提取，去除基于历史频谱叠加获得的背景电磁信号分别得到每个背景信号采集单元去除特征发射源的信号作为背景信号，分别对５个背景信号与３个电磁环境获取单元的无线频谱进行合成，得到场所内的背景电磁环境，之后去除背景电磁环境，即可获得场所内存在的用户终端和其他发射源。此实施例中，在进行场所内的用户终端和其他发射源判定时，可以设置特征发射源的特征频谱处于常见频段外以避免干扰。
实施例4
一种涉密场所电磁环境监测装置，用于开放空间的电磁环境监测，涉密场所包括３个覆盖CDMA至5G通信频段的电磁环境获取单元，其可以快速扫描获得目标频段的电磁信号；
在开放空间的5个入口处分别设置背景信号采集单元，5个背景信号采集单元均对运营商设置的一个或者多个4G/5G基站网络信号强度大于-50dBm。背景信号采集单元和电磁环境获取单元均可采用前述的无线电波接收装置，其采用交流电供电，并且均配置不间断电源，各个无线电波采集装置采集的电磁波信号均首先保存到工控机上，之后通过光纤被传送到工作站进行解析。
各个背景信号采集单元持续的采集无线电磁环境的信号，之后工作站对网络传送的信号进行解析。解析过程包括首先根据各个背景信号采集单元采集的信号进行特征频谱的提取，根据和其具有同等覆盖特性的基站采集的历史频谱进行对照获得一致的背景电磁信号，
去除背景电磁信号，分别得到每个背景信号采集单元去除特征发射源的信号作为背景信号，分别对５个背景信号与３个电磁环境获取单元的无线频谱进行合成，得到场所内的背景电磁环境，之后去除背景电磁环境，即可获得场所内存在的用户终端和其他发射源。
实施例5
一种涉密场所电磁环境监测装置，用于开放空间的电磁环境监测，涉密场所包括３个覆盖CDMA至5G通信频段的电磁环境获取单元，其可以快速扫描获得目标频段的电磁信号；
在开放空间的5个入口处分别设置背景信号采集单元。背景信号采集单元和电磁环境获取单元均可采用前述的无线电波接收装置，其采用交流电供电，并且均配置不间断电源，各个无线电波采集装置采集的电磁波信号均首先保存到工控机上，之后通过光纤被传送到工作站进行解析。
各个背景信号采集单元持续的采集无线电磁环境的信号，之后工作站对网络传送的信号进行解析。解析过程包括首先根据各个背景信号采集单元采集的信号进行特征频谱的提取，根据过去48小时采集的频谱叠加后地信号作为背景电磁信号，之后去除背景电磁信号，分别得到每个背景信号采集单元去除特征发射源的信号作为背景信号，分别对５个背景信号与３个电磁环境获取单元的无线频谱进行合成，得到场所内的背景电磁环境，之后去除背景电磁环境，即可获得场所内存在的用户终端和其他发射源。
实施例6
一种涉密场所电磁环境监测装置，用于开放空间的电磁环境监测，涉密场所包括３个覆盖CDMA至5G通信频段的电磁环境获取单元，其可以快速扫描获得目标频段的电磁信号；
在开放空间的5个入口处分别设置背景信号采集单元。背景信号采集单元和电磁环境获取单元均可采用前述的无线电波接收装置，其采用交流电供电，并且均配置不间断电源，各个无线电波采集装置采集的电磁波信号均首先保存到工控机上，之后通过光纤被传送到工作站进行解析。
各个背景信号采集单元持续的采集无线电磁环境的信号，之后工作站对网络传送的信号进行解析。解析过程包括首先根据各个背景信号采集单元采集的信号进行特征频谱的提取，根据过去48小时采集的频谱叠加后的信号作为长期背景电磁信号，根据过去10分钟采集的频谱叠加后的信号作为短期背景电磁信号，之后去除长期背景电磁信号，得到的长期背景电磁信号可以进一步和短期背景电磁信号进行比对，获得新增背景电磁信号，分别对５个背景信号与３个电磁环境获取单元的无线频谱进行合成（此处使用长期背景电磁信号），得到场所内的背景电磁环境，之后去除背景电磁环境，即可获得场所内存在的用户终端和其他发射源，此处新增背景电磁信号用于快速检索，在涉密场所出现新增背景电磁信号中的频谱时，则可以认为相应发射源进入涉密场所，之后可以通过对其进行信令分析。
实施例7
一种涉密场所电磁环境监测装置，用于开放空间的电磁环境监测，涉密场所包括３个覆盖CDMA至5G通信频段的电磁环境获取单元，其可以快速扫描获得目标频段的电磁信号；
在开放空间的5个入口处分别设置背景信号采集单元，5个背景信号采集单元均对设置于涉密场所的一个发射源的网络信号强度大于-50dBm。背景信号采集单元和电磁环境获取单元均可采用前述的无线电波接收装置，其采用交流电供电，并且均配置不间断电源，各个无线电波采集装置采集的电磁波信号均首先保存到工控机上，之后通过光纤被传送到工作站进行解析。除此外，在涉密场所的背景信号采集单元的邻接空间约100m处设置共10个无线电波接收装置，对应于每个背景信号采集单元，对应设置两个无线电波采集单元，用于提供辅助的参考信号，即通过2个无线电波采集单元提供背景电磁环境。
各个背景信号采集单元持续的采集无线电磁环境的信号，之后工作站对网络传送的信号进行解析。解析过程包括首先根据各个背景信号采集单元采集的信号进行特征频谱的提取，这里的特征频谱尤其包括涉密场所的特征发射源的信号，根据此信号可以确定特征信号的发射时间，之后基于特征信号进行背景去除，分别得到每个背景信号采集单元去除特征发射源的信号，作为背景信号，分别对５个背景信号与３个电磁环境获取单元的无线频谱进行合成，得到场所内的背景电磁环境，之后去除背景电磁环境，即可获得场所内存在的用户终端和其他发射源。此实施例中，在进行场所内的用户终端和其他发射源判定时，可以设置特征发射源的特征频谱处于常见频段外以避免干扰。
进一步的，根据本发明的一个实施例，本发明公开了一种涉密场所电磁环境监测装置，包括：
若干个背景信号采集单元，设置于涉密场所关联空间内，用于获取涉密场所周边环境的无线电磁环境；
若干个无线信号采集单元，用于获取涉密场所一个或者多个位置的无线电磁环境；
用户终端无线信号特征获取单元，用于基于背景信号采集单元获得关联用户终端的无线信号特征；
场所内电磁环境获取单元，用于基于无线信号采集单元获得场所内电磁环境；
异常信号识别单元，用于对场所内电磁环境的识别捕获异常信号。
在本发明的一个实施例内，所述周边电磁环境通过背景信号采集单元采集和涉密场所邻接空间的无线信号特征获得。
在本发明的一个实施例内，所述背景信号采集单元包括有多个，且对应于任意背景信号采集单元至少存在一个与其具有同等覆盖特性的的背景信号采集单元；
所述同等覆盖特性为在一个以上的目标频段侦测时，背景信号采集单元对于参考发射源的信噪比处于同一信噪比区间。
在本发明的一个实施例内，所述参考发射源为设置于涉密场所内的发射源或设置于涉密场所临界空间内的无线发射端。
在本发明的一个实施例内，所述背景信号采集单元对背景信号的采集过程包括：
实时接收无线电数据，对接收到的无线电数据进行傅里叶变换，获得频谱数据；
基于时频域序列的采集时间确定参考发射源的采集时间；
基于发射源的采集时间确定参考频谱；
基于参考频谱进行源识别，获得背景信号采集单元覆盖区域内的背景参考频谱。
在本发明的一个实施例内，所述背景信号采集单元对背景信号的采集过程包括：
实时接收无线电数据，对接收到的无线电数据进行傅里叶变换，获得第一频谱数据；
确定频谱数据的采集时间；
获取同等覆盖特性的在采集时间内的第二频谱数据；
基于第一频谱数据和第二频谱数据获得共有背景频谱数据；
基于共有背景频谱数据进行源识别，获得背景信号采集单元覆盖区域内的背景参考频谱。
关于一种涉密场所电磁环境监测装置的具体实施例可以参见上文中对于一种涉密场所电磁环境监测方法的实施例，在此不再赘述。
上述一种涉密场所电磁环境监测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的系统。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种涉密场所电磁环境监测方法，其特征在于，所述方法包括：
使用背景信号采集单元采集周边电磁环境；
基于对电磁环境信令的解析获得关联用户终端的无线信号特征；
基于多个设置于涉密场所的信号采集装置获得场所内电磁环境；
基于对场所内电磁环境的识别捕获异常信号。
2.如权利要求1所述的一种涉密场所电磁环境监测方法，其特征在于，所述周边电磁环境通过背景信号采集单元采集和涉密场所邻接空间的无线信号特征获得。
3.如权利要求2所述的一种涉密场所电磁环境监测方法，其特征在于，所述背景信号采集单元包括有多个，且对应于任意背景信号采集单元至少存在一个与其具有同等覆盖特性的背景信号采集单元；
所述同等覆盖特性为在一个以上的目标频段侦测时，背景信号采集单元对于参考发射源的信噪比处于同一信噪比区间。
4.如权利要求3所述的一种涉密场所电磁环境监测方法，其特征在于，所述参考发射源为设置于涉密场所内的发射源或设置于涉密场所临界空间内的无线发射端。
5.如权利要求4所述的一种涉密场所电磁环境监测方法，其特征在于，所述背景信号采集单元对背景信号的采集过程包括：
实时接收无线电数据，对接收到的无线电数据进行傅里叶变换，获得频谱数据；
基于时频域序列的采集时间确定参考发射源的采集时间；
基于发射源的采集时间确定参考频谱；
基于参考频谱进行源识别，获得背景信号采集单元覆盖区域内的背景参考频谱。
6.如权利要求4所述的一种涉密场所电磁环境监测方法，其特征在于，所述背景信号采集单元对背景信号的采集过程包括：
实时接收无线电数据，对接收到的无线电数据进行傅里叶变换，获得第一频谱数据；
确定频谱数据的采集时间；
获取同等覆盖特性的在采集时间内的第二频谱数据；
基于第一频谱数据和第二频谱数据获得共有背景频谱数据；
基于共有背景频谱数据进行源识别，获得背景信号采集单元覆盖区域内的背景参考频谱。
7.如权利要求3所述的一种涉密场所电磁环境监测方法，其特征在于，所述基于对电磁环境信令的解析获得关联用户终端的无线信号特征包括：
遍历所有的背景信号采集单元，逐一使用背景信号采集单元采集获得该背景信号采集单元所处位置的无线信号环境；基于同等覆盖特征的背景信号采集单元采集的无线信号环境对无线信号环境进行背景去除，获得处于当前背景信号采集单元覆盖区域内的无线终端的电磁信号，以及该区域的无线信号背景环境，将无线终端的电磁信号特征作为关联用户终端的无线信号特征，将无线信号背景环境加入至环境信号集合。
8.如权利要求2所述的一种涉密场所电磁环境监测方法，其特征在于，所述基于多个设置于涉密场所的信号采集装置获得场所内电磁环境包括：
使用设置于涉密环境中无线信号采集单元获取无线环境；
遍历所有的背景信号采集单元，基于采集的无线信号背景环境计算在涉密环境管制场所区域中无线信号采集单元的背景电磁环境；
将无线环境和背景电磁环境进行比对，获得涉密环境内的用户终端的信号特征。
9.如权利要求8所述的一种涉密场所电磁环境监测方法，其特征在于，将用户终端的信号特征和白名单用户终端进行比对，获得用户终端的异常判断结果；
在用户终端的信号特征为异常时，启动对用户终端的检测和采样存证。
10.如权利要求2所述的一种涉密场所电磁环境监测方法，其特征在于，所述基于对电磁环境信令的解析获得关联用户终端的无线信号特征包括：
遍历所有的背景信号采集单元，逐一使用背景信号采集单元采集获得该背景信号采集单元所处位置的无线信号环境；基于第一时间窗内的无线信号频谱对无线信号环境进行背景去除获得无线终端的电磁信号，基于第二时间窗内的无线信号频谱获得无线信号背景环境，将无线终端的电磁信号特征作为关联用户终端的无线信号特征，将无线信号背景环境加入至环境信号集合。
11.一种涉密场所电磁环境监测装置，其特征在于，所述装置包括：
若干个背景信号采集单元，设置于涉密场所关联空间内，用于获取涉密场所周边环境的无线电磁环境；
若干个无线信号采集单元，用于获取涉密场所一个或者多个位置的无线电磁环境；
用户终端无线信号特征获取单元，用于基于背景信号采集单元获得关联用户终端的无线信号特征；
场所内电磁环境获取单元，用于基于无线信号采集单元获得场所内电磁环境；
异常信号识别单元，用于对场所内电磁环境的识别捕获异常信号。
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