基于無線電監(jiān)測技術(shù)的認(rèn)知無線電頻譜監(jiān)測研究

趙永基

（甘肅省無線電監(jiān)測站 甘肅 蘭州 730000）

1 引言

現(xiàn)階段，無線電技術(shù)發(fā)展迅速，在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，為社會的進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了重要動力。但是，在實(shí)際應(yīng)用過程中，也會面臨各種問題，制約無線電技術(shù)的使用，影響監(jiān)測結(jié)果，由此，需要重點(diǎn)對頻譜進(jìn)行分析，從而全面提升監(jiān)測的準(zhǔn)確性以及可靠性。

2 認(rèn)知無線電技術(shù)

無線電技術(shù)近年來得到了廣泛的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上，研發(fā)出了更為先進(jìn)的無線電監(jiān)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)聽以及信號測量的要求，同時，也能夠有效辨別信號中所包含的信息，處理掉一些不良信號，確保無線電設(shè)備能夠維持正常的運(yùn)行。無線電包括多個監(jiān)測模塊，其中包括移動站、控制中心、監(jiān)測站等，在連接方式上采用拓?fù)涞男问剑瑢π盘栠M(jìn)行有效監(jiān)測。監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行過程中，需要提前假設(shè)多個門限，同時統(tǒng)計不同時間段信道的占用情況。在信號分析工作中，需要對無線電的功率以及頻率進(jìn)行監(jiān)測，對比數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)與監(jiān)測結(jié)果的差異，從而對非法信號進(jìn)行辨別。此外，還需要對測向站進(jìn)行監(jiān)測，保證數(shù)據(jù)信息采集的準(zhǔn)確性，整理完畢后，需要將概率圖制作出來，利用收斂統(tǒng)計制作為電子地圖。認(rèn)知無線電技術(shù)是無線電技術(shù)的核心內(nèi)容，可以做到實(shí)時控制，同時對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行修訂，確保能夠?qū)︻l譜資源進(jìn)行合理有效的控制，從而獲得更為充分的利用。為了最大限度的對頻譜資源進(jìn)行利用，并全面提升通信性能，避免無線電受到頻譜的制約，就可以在頻率以及時空上對頻譜進(jìn)行復(fù)用。其中最為重要的就是能夠?qū)o線電環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，并將信道容量計算出來，進(jìn)而得出最后的結(jié)論。頻譜監(jiān)測工作的主要內(nèi)容就是對認(rèn)知無線電環(huán)境進(jìn)行全面監(jiān)測，從而獲得較為精確的數(shù)據(jù)，以免頻譜資源對無線電監(jiān)測技術(shù)造成不良影響[1]。

3 認(rèn)知無線電頻譜監(jiān)測技術(shù)

3.1 多點(diǎn)協(xié)作

3.1.1 特征監(jiān)測

不同的信號有不同的特征，在對信號進(jìn)行監(jiān)測時，需要利用信號的不同點(diǎn)完成監(jiān)測工作。具體監(jiān)測工作中，需要為不同的信號制定不同的信號譜，確保信號能夠被及時分辨出來，這也是制作圖譜的優(yōu)點(diǎn)。

3.1.2 類似監(jiān)測

采用類似監(jiān)測開展監(jiān)測任務(wù)時，首先需要將PU信號作為基礎(chǔ)，將導(dǎo)頻直接插入到SU中，并關(guān)聯(lián)原有序列。在此過程中，濾波器能夠?qū)ζ湎嚓P(guān)性進(jìn)行自動監(jiān)測，從而利用最少的時間獲得信噪比，有效提升信息精確度。如果信息精確性受到影響，則監(jiān)測結(jié)果也會受到制約。基于此，在對信號進(jìn)行調(diào)解時，需要保持同步完成[2]。

3.1.3 干擾溫度監(jiān)測

接收機(jī)如果長期處于運(yùn)行中，其自身的溫度就會升高，加之周圍環(huán)境溫度的影響，就會導(dǎo)致監(jiān)測結(jié)果受到影響。一旦干擾溫度較低，就會導(dǎo)致接收機(jī)溫度低于最大限度，此時就需要應(yīng)用相似頻段空洞對接收機(jī)進(jìn)行調(diào)整。采取以上措施后，如果干擾溫度仍然高出規(guī)定的范圍，就證明接收機(jī)的頻帶出現(xiàn)故障，導(dǎo)致通信性能降低，需要及時將其關(guān)閉。如果調(diào)整后接收機(jī)的溫度過低，就證明頻帶可以正常使用，接收機(jī)的通信狀況良好，能夠正常使用[3]。

3.1.4 本振泄露功率監(jiān)測

接收機(jī)運(yùn)行過程中會對高頻信號優(yōu)先處理，進(jìn)而產(chǎn)生頻率信號，借助天線，信號便能夠正常傳播，其中低頻信號傳播性較好。基于此，利用本振泄露功率進(jìn)行監(jiān)測，就能夠及時知曉泄露的信號，查看接收機(jī)的工作狀態(tài)。

3.2 單點(diǎn)頻譜監(jiān)測

3.2.1 能量監(jiān)測

能量監(jiān)測過程中，首先需要按照有無信號對信號功率進(jìn)行假設(shè)，而后才能夠正常進(jìn)行監(jiān)測。在實(shí)際運(yùn)用過程中，應(yīng)該先采集好一個時間段內(nèi)的功率，將其平均值計算出來，將假定門限值以及上述值進(jìn)行對比，從而判斷信號的真?zhèn)巍?/p>

3.2.2 匹配濾波器

匹配濾波器法能夠獲取最大限度信噪比，當(dāng)辨別出假的信號時，就能夠使用信息同步待測信號頻域以及時域恢復(fù)信號，但是，此種方法當(dāng)前應(yīng)用弊端較多，不建議長期應(yīng)用。

3.2.3 周期特性

周期特性監(jiān)測方法能夠有效識別信號以及噪音，信號的周期性較強(qiáng)，在此基礎(chǔ)上，就能夠知曉周期性的監(jiān)測方法。同時，也可以按照信息的長度對信號進(jìn)行監(jiān)測，并進(jìn)行有效評估、辨別，完成監(jiān)測任務(wù)。

4 認(rèn)知無線電技術(shù)與無線電監(jiān)測技術(shù)結(jié)合的意義

無線電管理過程中，做好監(jiān)測工作有利于為規(guī)劃、劃分、指配相關(guān)頻率奠定基礎(chǔ)，同時為無線電的應(yīng)用提供必要的技術(shù)支持。認(rèn)知無線電能夠有效解決頻率資源緊張的難題，屬于一種新的技術(shù)。其與傳統(tǒng)的頻率授權(quán)指配技術(shù)存在一定差別，在使用中，需要重點(diǎn)關(guān)注使用的安全性，也就是要制定新的頻率管理規(guī)則，從而避免授權(quán)用戶的使用出現(xiàn)安全隱患。在未來的發(fā)展中，要求依據(jù)認(rèn)知無線電頻譜感知并監(jiān)測統(tǒng)計測量射頻環(huán)境，這為主管部門的決策提供了必要的支持。

5 結(jié)語

近年來，軟件無線電技術(shù)發(fā)展迅速，在此基礎(chǔ)上，認(rèn)知無線電技術(shù)獲得了廣闊的發(fā)展空間，其屬于一種智能無線電通信技術(shù)，與傳統(tǒng)意義上的頻率分配存在本質(zhì)區(qū)別。認(rèn)知無線電技術(shù)允許非授權(quán)用戶按照既有規(guī)則使用，在“借用”已授權(quán)用戶的資源時，需要保證不會對其他已授權(quán)用戶的通信產(chǎn)生不良影響。此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，有效緩解了頻率資源緊張的現(xiàn)狀，為無線電管理作出了突出的貢獻(xiàn)。未來發(fā)展中，如何科學(xué)、合理的轉(zhuǎn)變頻譜管理規(guī)則是需要重點(diǎn)考慮的問題，這對無線電監(jiān)測部門未來的發(fā)展提供了必要的技術(shù)支持，為無線電頻率資源管理部門的決策提供了重要依據(jù)。