頻率占用度的相關(guān)研究

霍　莉

（晉中市無線電管理局，山西　晉中　030600）

頻率占用度的相關(guān)研究

霍莉

（晉中市無線電管理局，山西晉中030600）

無線電監(jiān)測技術(shù)為我國通信事業(yè)的發(fā)展到了重要的作用。伴隨著無線電技術(shù)的發(fā)展，如何充分提高無線頻譜利用效率成為亟待解決的技術(shù)問題。由此，文章特以頻率占用度分析為例，依托無線電管理技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，從時(shí)域、頻域、空域等各維度評(píng)估相關(guān)頻段利用效率等頻譜使用情況，對(duì)其應(yīng)用展開了研究與探索。

頻域；空間；占用度

為了掌握頻譜在空間占用度的利用情況，文章對(duì)頻率空間占用度展開了分析與研究。

1　頻率占用度概述

對(duì)于無線電監(jiān)測工作而言，頻率占用度的測量是頻譜管理中不可或缺的重要依據(jù)之一，只有對(duì)頻率空間占用度有一定的了解和認(rèn)識(shí)，才能為頻率指配及提高頻率空間利用率奠定可靠的基礎(chǔ)。

1.1頻率占用度概念

頻率占用度是無線電監(jiān)測工作的重要工作，一般是通過測量、分析等手段，測定頻率占用情況，進(jìn)而使頻率利用率得到明顯提高。頻率空間占用度的測量工作要依靠監(jiān)測接收機(jī)來完成，主要針對(duì)特定頻率，從時(shí)域、頻域、空域來測量。

1.2測量頻率空間占用度的方式

在實(shí)際頻率空間占用度測量過程中，通常會(huì)通過圖形結(jié)合的方式對(duì)頻率空間占用度的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。那么用來描述某頻段頻率占用度的圖被稱為頻率空間磁場圖。某區(qū)域頻率空間場強(qiáng)的分布情況如圖1所示。

圖1　頻率空間場強(qiáng)示意

在圖1中，場強(qiáng)值的大小通過顏色深淺變化來表示。顏色越深，則證明此處場強(qiáng)越大，反之則越小。此外，為了方便對(duì)頻率空間占用度的計(jì)算，特定頻率場強(qiáng)大于門限值的區(qū)域已經(jīng)在圖1中標(biāo)出，用紅色區(qū)域來表示，那么此時(shí)，紅色方格與區(qū)域內(nèi)所有方格的比值，再乘以百分比，得到的就是該圖中的頻率空間占用度的數(shù)值。

2　關(guān)于頻率空間占用度測量技術(shù)研究

頻率空間占用度測量作為無線電監(jiān)測中的一項(xiàng)重要任務(wù)，其實(shí)施效果必定會(huì)為無線電管理工作提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)，在進(jìn)行測量的過程中，先進(jìn)的技術(shù)方式、準(zhǔn)確地技術(shù)運(yùn)用以及合理的技術(shù)分配也是測量工作的首要前提，為此，頻率空間占用度測量的關(guān)鍵技術(shù)運(yùn)用問題就顯得尤為重要。

2.1網(wǎng)格化的無線電監(jiān)測

頻率空間占用度的監(jiān)測工作與無線監(jiān)測網(wǎng)有著很直接的聯(lián)系，監(jiān)測網(wǎng)站點(diǎn)的合理布置可以提高頻率空間占用度測量的精確度。通常情況下，無線電監(jiān)測A級(jí)站、B級(jí)站為重點(diǎn)監(jiān)測設(shè)備，無線電監(jiān)測小型站以及移動(dòng)監(jiān)測站設(shè)施共同監(jiān)測。為了確保測量的精確性，采用可移動(dòng)便攜式監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，在基本條件完整的情況下，促使覆蓋區(qū)域有了網(wǎng)格型的特點(diǎn)。

2.2監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理

監(jiān)測數(shù)據(jù)作為頻率空間占用度的必備條件，只有對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確地存儲(chǔ)與整理，才能在測量頻率空間占用時(shí)提供可靠的數(shù)據(jù)參考以及計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。頻率使用情況通過信道占用度、頻段占用度、時(shí)間占用度進(jìn)行表述。信道占用度定義為超過門限采樣次數(shù)除以總采樣次數(shù)；頻段占用度為占用的頻譜帶寬除以總頻段帶寬。固定監(jiān)測站進(jìn)行每小時(shí)監(jiān)測頻段內(nèi)的信號(hào)占用度。移動(dòng)監(jiān)測進(jìn)行單詞掃頻結(jié)果的頻段占用度、網(wǎng)格頻段占用度以及整個(gè)監(jiān)測區(qū)域定性的信號(hào)覆蓋率。

2.3監(jiān)測數(shù)據(jù)校準(zhǔn)

監(jiān)測數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)校準(zhǔn)與存儲(chǔ)工作顯得尤為關(guān)鍵。按照區(qū)域監(jiān)測網(wǎng)建立的標(biāo)準(zhǔn)，其應(yīng)該由各種類型監(jiān)測站和相應(yīng)監(jiān)測設(shè)備組成。主要的監(jiān)測站類型包括移動(dòng)站、固定站以及可搬移站3種形式。在區(qū)域監(jiān)測網(wǎng)建設(shè)過程中，由于受到各種外界因素的影響，包括所處環(huán)境不同、各站站址不同、天線高度不統(tǒng)一等，這很可能導(dǎo)致所檢測數(shù)據(jù)存在一定的誤差。因此為了盡量確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，技術(shù)人員要根據(jù)各監(jiān)測的具體環(huán)境進(jìn)而對(duì)數(shù)據(jù)作出進(jìn)一步的調(diào)整和校對(duì)，必要時(shí)要將錯(cuò)誤數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除。

3　頻率空間占用度的應(yīng)用

由于利用頻率空間占用度可以有效地對(duì)空間頻率利用率作出調(diào)整，進(jìn)而使區(qū)域監(jiān)測網(wǎng)的監(jiān)測質(zhì)量和監(jiān)測精度都得到明顯提高，最終促進(jìn)無線電管理事業(yè)更好更快地發(fā)展。因而，相關(guān)技術(shù)人員開始對(duì)頻率空間利用度的應(yīng)用場景展開了模擬，下面將對(duì)模擬場景所涉及的各個(gè)方面作具體的闡述，希望能夠給予一定參考。

3.1應(yīng)急通信專網(wǎng)的最大覆蓋問題

通信網(wǎng)絡(luò)一般分為公網(wǎng)和專網(wǎng)兩種有效形式，我國為了對(duì)公共安全、公共事業(yè)、政務(wù)等部門的通信安全實(shí)行更加合理化的保障，因而，建立了專網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)機(jī)制。這種機(jī)制主要包括3方面服務(wù)內(nèi)容，分別是日常工作通信、應(yīng)急通信以及指揮調(diào)度。應(yīng)急通信專網(wǎng)是作為專網(wǎng)通信建設(shè)中的重點(diǎn)內(nèi)容，該網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)屬于雙工通信業(yè)務(wù)，共由兩個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)站臺(tái)組成，它們是中繼臺(tái)和手持臺(tái)，應(yīng)急通信專網(wǎng)的主要目標(biāo)是當(dāng)通信環(huán)境復(fù)雜或者是在特殊狀況下，使得通信信息得到最大化的保障。那么倘若想要保證信息的安全性，就必須確保中繼臺(tái)所覆蓋的范圍不存在盲區(qū)，這樣才能構(gòu)成手持通信設(shè)備與中繼臺(tái)之間通信的有效連接。利用頻率空間占用度對(duì)中繼臺(tái)作出分析后，可以準(zhǔn)確地對(duì)中繼臺(tái)下行信號(hào)覆蓋范圍情況進(jìn)行了解和掌握，當(dāng)發(fā)現(xiàn)覆蓋出現(xiàn)盲區(qū)的情況時(shí)，技術(shù)人員可根據(jù)頻率空間占用度的分布位置對(duì)中繼臺(tái)實(shí)施重新設(shè)置，這樣就會(huì)使應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)保持通暢、安全的通信狀態(tài)，進(jìn)而更好地為企業(yè)、部門以及部分行業(yè)提供服務(wù)。

3.2區(qū)域內(nèi)頻率復(fù)用

所謂頻率復(fù)用，簡單地講就是對(duì)頻率進(jìn)行重復(fù)利用，因此，又被稱為頻率再用。在全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（Global System for Mobile Communication，GSM）網(wǎng)絡(luò)中頻率復(fù)用的使用需要滿足兩個(gè)條件，第一，同一頻率，覆蓋區(qū)域不同；第二，同頻區(qū)域間要保持一定的覆蓋距離，這樣才能避免由于同頻間覆蓋干擾問題的產(chǎn)生。另外，通過衛(wèi)星通信極化與地區(qū)隔離相互融合，也可以實(shí)現(xiàn)頻率的重復(fù)使用，利用這種方式還可以對(duì)通信容量技術(shù)進(jìn)行間接地?cái)U(kuò)充。而在無線電監(jiān)測過程中，會(huì)出現(xiàn)特定頻率不被完全使用的現(xiàn)象，此時(shí)頻率空間占用度也就無法達(dá)到100%的程度，那么頻率復(fù)用就可以有效解決在區(qū)域內(nèi)未占區(qū)域的頻率使用問題，進(jìn)而使頻率空間占用度處于充分飽和的狀態(tài)，同時(shí)，如果對(duì)整體區(qū)域上的同一頻率實(shí)施空間復(fù)用，可以實(shí)現(xiàn)在通信業(yè)務(wù)類型上多元化的擴(kuò)展。

3.3調(diào)頻廣播電臺(tái)等最優(yōu)覆蓋

調(diào)頻廣播作為通信建設(shè)體系的重要組成部分，其作為傳統(tǒng)無線電業(yè)務(wù)之一，一直以來都受到大家的歡迎與青睞。伴隨著調(diào)頻廣播通信業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展與壯大，很多電臺(tái)為了增加自身利益通常會(huì)采用廣電部門核準(zhǔn)的最大功率進(jìn)行通信業(yè)務(wù)的開展。更有甚者會(huì)違背通信基本操作規(guī)范，采用超功率進(jìn)行電臺(tái)的接收與發(fā)射，這樣會(huì)產(chǎn)生3個(gè)較為嚴(yán)重的后果：（1）在多頻率復(fù)用的使用中，相鄰調(diào)頻廣播電臺(tái)間的同頻頻率次數(shù)就會(huì)明顯增加，進(jìn)而導(dǎo)致干擾程度大大提升；（2）由于大功率發(fā)射機(jī)需要以高能耗作為發(fā)射基礎(chǔ)保障，因而在使用過程中，就會(huì)消耗極大的電能，造成資源利用上的極大浪費(fèi)；（3）眾所周知，大功率電臺(tái)具有很強(qiáng)的干擾功能，而這些干擾大多來自輻射。那么在采用大功率電臺(tái)的情況下，輻射范圍和輻射危害自然也就會(huì)大大增強(qiáng)。

4　結(jié)語

綜上所述，頻率空間占用度分析作為無線電監(jiān)測工作的重要工作，可以使無線電管理逐步走向精細(xì)化。加強(qiáng)無線電頻率“事中、事后”管理，更好地為頻率指配工作提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)對(duì)更好地提高頻率利用率，促進(jìn)通信各領(lǐng)域的建設(shè)與發(fā)展有很重要影響。

［1］田源.頻譜占用度門限電平計(jì)算方法研究［J］.中國無線電，2016（1）：65-66.

［2］段洪濤.頻段占用度測量研究［J］.中國無線電，2010（6）：24-27.

［3］張松民.無線電測向系統(tǒng)的技術(shù)探討［J］.科技與創(chuàng)新，2016（9）：129.

［4］范菁，李輝宇，費(fèi)偉，等.建設(shè)一體化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)無線電監(jiān)測新跨越［J］.中國無線電，2016（4）：26-29.

［5］何林軒.頻率空間占用度研究與應(yīng)用［J］.中國無線電，2016（4）：49-51.

Research on frequency occupancy

Huo Li
（Jinzhong Radio Administration Bureau， Jinzhong 030600， China）

With the rapid development of the times， scientifc technology is also continuously moving toward new development height， at the same time， injecting new vigor and vitality into the development of the feld. Radio monitoring technology is playing an important role in the improvement of China's telecommunications industry. Along with the development of radio technology， how to fully improve the wireless spectrum utilization effciency has become a technical problem to be solved. Thus， this paper takes frequency occupancy for an example to analyze， relying on radio management technology for data collection and analysis， launched the research and exploration of its application from the time domain， frequency domain， airspace dimensions to evaluate the use of spectrum usage in the relevant frequency band.

frequency domain； space； occupancy

霍莉（1982— ），女，山西太原，本科；研究方向：無線電通信。