频谱监测技术（精选七篇）
频谱监测技术 篇1
关键词：空间谱估计测向,TDOA,分布监测网
各种无线通信技术的普及应用在给人们的工作与生活带来诸多便利的同时,也使得电磁环境越来越复杂。那么,在复杂电磁环境下,如何顺利完成频谱监测任务?在任务执行过程中遭遇了哪些新挑战?有哪些相应的解决方案?这些都是本文将重点说明的问题。
1 复杂电磁环境下频谱监测的新挑战
所谓复杂电磁环境是指在有限的时空里、一定的频段上,多种电磁信号密集、交叠存在,并妨碍信息系统和电子设备的正常工作。它是给定场所下所有电磁现象的总和,其表现形式可以在时域、频域、空域、能量域等。复杂电磁环境具有动态性、密集性、复杂性和对抗性的特点。由于信号样式复杂、属性多变、交叠存在,使得频谱监管任务面临了许多新挑战。
首先,来看一下现阶段,频谱监管的3大类任务:
(1)为经济建设服务:主动监测已分配频率资源的使用情况,维护正常的频谱秩序;
(2)为社会稳定服务:快速查找并排除干扰,必要时进行无线电管制;
(3)为国防建设服务:及时发现敌我双方频率使用情况,建立频谱资源库,为军事作战提供电子情报。
那么,在复杂电磁环境下,如何更好地完成频谱监管任务呢?针对复杂电磁环境下信号呈现出的新特点,具有哪些相应的解决方案?
(1)短持续信号的捕捉:现阶段的频谱监测技术和设备对长发信号的捕捉已经不是问题了,但是,突发、跳频等短持续信号越来越多,如何快速捕捉到这些信号?这就需要监测接收机具有快速扫描和宽频搜索的能力。
(2)信号样式复杂:通信技术的发展使信号调制样式越来越多,分类方法也日益复杂,如模拟调制、数字调制,频分、码分等,如何在快速捕捉之后还能迅速识别出这些信号?这就需要在分析信号时还需要深入了解信号的细微特征,这样才能丰富样本信号库,进一步提高信号识别能力。
(3)弱信号、邻信号监测:电磁环境的复杂还表现在弱信号和邻信号增多。那么,如何监测像超宽带(UWB,Ultra-Wide Band)这种可淹没在噪声中传输的弱信号?如何区分相邻很近的信号?这就要求监测接收机具备高分辨监测和测向能力。
(4)无线电监测的无缝覆盖:为了准确地掌握频谱利用动态,及时发现并排查干扰,必须建立分布式监测网,特别对机场、码头、港口、党政机关所在地等重点区域实现监测覆盖。
因此,要在复杂电磁环境下更好地完成频谱监管任务,需要有3个要素作支撑:
(1)高性能监测测向接收机:用于完成对射频信号的搜索,主动、快速地发现并截获信号,利用高精度测向与高准确率的干扰定位技术,识别出同频信号与微弱信号,并进行盲信号分离。
(2)监测网络:必须建立有序的、全方位的、立体的监测覆盖网络,才能达到频谱监测的无缝覆盖。特别是时差定位技术在监测网中的应用,使不具备测向功能的监测接收机也可以完成对目标信号的定位。
(3)监测管理软件:用于完成对信号的测量和接收数据的分析与存储,可以实现对网内所有设备的同时监控。在信号识别方面,除提取常规特征外,还需特别关注信号的细微特征,从而更好地挖掘发射源信号的运行特点和活动规律。
接下来,我们就来谈一下,针对上述执行3要素的相应的新技术:
(1)空间谱估计测向技术:采用空间谱估计测向技术的测向接收机,因为有效地利用了天线阵列输出的幅度和相位综合信息,与采用传统测向方法的接收机相比,其测向精度可接近误差统计的极限。
(2)时差定位技术:通过组建无线电监测网,利用信号到达不同接收机的时间差,来实现对目标信号的定位,从而摆脱了对测向接收机的依赖。
(3)分布式室外小型监测网:利用室外小型监测站构建分布式监测网,设备工作在用无人值守方式,可布设于热点地区,扩大了信号监测范围,组网工作时可对被监测目标进行时差定位。
2 空间谱估计测向技术
空间谱估计测向技术是基于谱估计的方法,将现代阵列处理技术与现代数字信号处理技术相结合,充分利用天线各阵元从空间电磁场接收到的空间和时间信息,构建信号空间,利用信号子空间与噪声子空间的正交性建立谱函数,从而估计空间频率。由于它抛弃了传统天线波束的概念,因而突破了瑞利极限,具有很高的精度和空间分辨率。基于空间谱估计技术的测向接收机结构图如图1所示。
2.1 空间谱估计技术的特点
(1)实现对多个相干波同时测向,可顺利地分离出多径信号;
(2)实现对同信道中同时存在的多个信号的同时测向,方便分离同频信号;
(3)实现超分辨测向:突破了瑞利极限,可分辨出落入同一波束的多个信号;
(4)短持续信号的测向:仅需要很少的信号采样,就能精确测向,因而适用于对突发、跳频等信号的测向;
(5)实现高测向灵敏度和高测向准确度:其测向准确度比传统测向体制高得多,即使信噪比下降很多(如0dB),仍然能够满意地工作。而传统测向体制,信噪比通常需要20dB;
(6)对测向场地环境要求不高,可实现天线阵元方向特性选择及阵元位置选择的灵活性。
2.2 空间谱测向技术的典型应用
空间谱测向技术特别适用于干扰排查。各种无线电技术的普及应用使得频谱资源日趋紧张,无线电干扰事件也日趋增多。空间谱估计测向技术可实现对同频多信号的测向,从而快速定位干扰源。如今,空间谱测向技术已经成功应用于短波(1.5～30MHz)和超短波(20～3 000MHz)频段范围,测向分辨率优于三分之一波束宽度,能对3个以上同频信号同时测向。图2是采用我公司生产的CCWDF-3000测向机在新疆乌鲁木齐监测站成功对3个466.925MHz同频信号进行分离的示意图。
3 时差定位技术
时差定位,即利用到达时差(TDOA,Time Difference of Arrival)进行定位的技术,利用同一发射源信号到达不同接收机的时间差,来计算发射源所在位置。
采用时差测向法对通信信号测向定位存在3大关键问题,一是多站的时间同步问题,即如何对信号进行同时采样;二是对无线电信号到达不同站的时差算法或时差估计问题;三是通过“反罗兰”计算目标源的问题。
在相互距离很远的监测站之间实现时间同步,采用GPS技术可以很方便地将各站同步误差控制在50ns以内(相当于距离15m),完全可以满足TDOA定位的要求。而时差估计作为时差定位的又一关键技术,直接决定了系统的定位精度,因此,时差估计的精度是决定时差定位系统是否能够实用化的最重要因素。对于突发信号,利用信号的上升沿和下降沿可测量两个信号的时间差。对于连续无线电信号,可以利用相关算法求得时差,来实现对无线电信号的定位。
时差定位技术具有很高的定位精度,这是其他测向方法无法比拟的。传统的以测向为基础的定位方法,其定位精度与监测站到辐射源的距离相关,距离越远则定位精度越低。但TDOA定位误差仅与信号的相关性有关,而与监测站到辐射源的距离无关,距离的远近对于定位精度没有影响。
时差定位技术适于对宽带低谱密度无线电信号定位。随着频谱资源的日趋紧张,宽带码分信号越来越多。如CDMA信号,在相同带宽内有多个信号同时存在,且由于信号谱密度较低,信噪比也很低。这时,其他测向定位方法则无法对其实施测向定位。而由于TDOA采用取信号相关性的方法,采用相关技术增强信号的截获能力。因此可以说,TDOA定位是其他测向定位方法的必要补充。随着宽带信号越来越多,其应用范围也将会越来越广。
时差定位技术特别易于组网应用。时差定位技术应用时,对系统的组成要求很简单。首先,天线系统可以采用普通的监测天线;其次,安装环境要求也较低,只要收到信号即可。接收设备可采用已建设监测网内的接收机,也可新增站点,只需增加同步定时设备和相应的处理算法,即可实现对某一地域所有辐射源的定位。
图3给出了当被测信号的带宽发生改变时,定位区域相应改变。可以看出,信号带宽越宽,定位区域越小,精度越高。
4 分布式室外小型监测网
近年来,随着无线电监测网的逐步发展,无线电监测设备也逐渐由本地大型固定监测方式转向机动灵活的小型化监测设备与组网模式。由于我国地域辽阔,由大型固定监测站构建的无线电监测设备和系统只能实现信号的局部覆盖,对于如机场、航道、口岸、边境、党政大型企事业单位所在地等重点区域以及现有监测网络不能覆盖的区域,非常适合部署可无人值守和远程联网的室外小型监测站。多台室外小型站通过联网方式构成分布式监测网,由运行于中心站的监控软件实现对网内多台设备的同时控制,在具备高度同步条件下可对被监测目标进行时差定位计算与地图标识。室外小型站的大范围布控也适应了物联网发展的需要,通过广泛安装的监测网来管理和辅助其业务的开拓。
采用室外小型站的组网工作图如图4所示。各室外小型站可根据需要布设于办公大楼、商场等所需要的地点,所有采集数据通过有线或无线方式传递到网络控制中心,由运行于控制中心的监测控制软件完成对信号的监测、定位、存储等功能。
室外小型监测站在系统、设备性能和软件功能上都提出了新要求。在系统方面,要求室外小型接收机应该是一个工作宽频带、具备快速搜索能力的监测接收机,并且具有较高的抗毁性。在设备性能方面,设备应该是免维护的;电源设计多样化,除了普遍的市电供电,还应具有太阳能供电等多种方式;设备的环境适应性要强,比如防尘、宽温、低功耗等。同时,设备必须具备自恢复、自检、主动告警的能力,才能使中心控制软件及时了解设备状态。
网络级监测控制软件的主要功能包括监测测向、统计分析、联网检测、信息安全、综合显示等几方面。其中,监测测向功能可完成对某固定频点、多频率组以及某频段、全频段、全时段的快速扫描、信号搜索和目标定位。统计分析功能完成对所有采集数据的统计、分类、分析,提供决策判决的依据。
位于中心站的网络级监控软件与单站级本地监控软件相比,在设备控制方式、控制数量、监测功能上都发生很大变化,对设备的控制方式由本地控制改为网络遥控,同时,还必须具备很强的组网能力和数据融合能力,可实现对网内设备的同时控制。图5所示为网内3个设备同时对一个信号实施监测时返回的频谱和定位示意图。
5 总结
各种无线通信技术的普及和发展,使电磁环境日益复杂。如何解决在复杂电磁环境下执行频谱监测任务所遇到的新问题,有哪些技术可以帮助我们圆满地完成日常监管工作、应对突发事件?这些都要求频谱监测技术必须相应发展。可以看到,空间谱估计测向技术可以实现高分辨测向,使信号定位和干扰排查更准确;时差定位技术可以通过组网应用,使不具备测向功能的监测接收机也可实现对目标信号的定位;分布式室外小型监测网的建立扩大了监测范围,无人值守方式可满足更多应用。总之,多种技术的完美结合,使无线电监测能力更强。
参考文献
[1]周鸿顺译.频谱监测手册.北京:人民邮电出版社,2006
[2]翁木云等编著.频谱管理与监测.北京:电子工业出版社,2009
关于动态分布式频谱监测技术的研究 篇2
一、无线电频谱监测系统的概述
1.1无线电频谱监测系统的功能
首先, 无线电频谱监测系统的情报侦测功能, 无线电频谱监测系统可以通过监测获得用频设备的主要技术参数, 并可以对设备进行位置、功能、类型的科学分析。其次, 无线电频谱监测系统的监测与管理功能, 无线电频谱监测系统可以监测社会上运行的各种无线电信号, 通过打击非法信号和保护合法信号, 使无线电频谱资源得到更好地应用。无线电频谱监测系统的信号质量保障功能, 通过无线电频谱监测系统可以及时检验信号的质量和覆盖情况, 有利于提高无线电信息传输的总体质量。
1.2无线电频谱监测系统的模式
传统的无线电频谱监测系统, 即C/S架构下的频谱监测系统, 传统的无线电频谱监测系统是由一个中心总站和若干分布于远端的无线电频谱监测站组成, 中心控制站用于对各个监测站的管理与控制, 对监测站返回的结果数据进行分析、处理, 完成各种后续的操作;远端监测站根据中心控制站下发的指令完成相应的操作, 并将接收机返回的数据回传到中心控制站。动态分布式频谱监测系统, 动态分布式频谱监测系统通过分布式布站可实时向多个站点提出测试请求, 各个站点可实现同步的实时监测及结果数据的实时回传。
1.3中间件模块在无线电频谱监测系统的作用
中间件模块既是一独立的系统, 又是一个应用软件, 是位于客户机/服务器的操作系统之上, 管理计算机资源和网络通信。中间件模块可以为应用软件提供运行与开发的环境, 帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用程序, 是系统内部和系统之间的消息传递处理、格式 (协议) 转换的工具, 通过协议转换它可以为上层应用屏蔽异构平台的差异。
二、基于中间件模块的动态分布式频谱监测技术
将中间件模块应用到动态分布式频谱监测体系中是一种新型的设计理念和思想, 利用中间件模块可以实现实时管理和控制和屏蔽因类型不同而造成的信号和运算方式上的差异, 使得系统能够控制多种类型的接收机同时工作。基于中间件模块的动态分布式的频谱监测系统主要有3类站点:主控站、操作站和侦测站。主控站和操作站功能相同, 惟一区别在于主控站配有系统的数据库, 其主要功能为:频谱监测工作的下发、接收并分析、显示侦测站返回数据;侦测站与以上2个站点不同, 其下直接连接有接收机, 是频谱监测系统的终端, 其主要的功能是接收上层下发的频谱监测任务, 并控制接收机进行运作, 返回结果数据。
三、中间件模块在动态分布式频谱监测的应用
中间件模块在动态分布式频谱监测系统中有两个主要的功能:频谱监测任务的下发和返回的频谱监测数据的接收。频谱监测任务的下发用户首先根据不同的需求制定不同的频谱监测任务, 然后将不同的任务通过内存传递的方式发送给中间件模块, 由中间件模块根据任务地址的不同下发到各个侦测站下的接收机。返回频谱数据的接收侦测站下的接收机根据上层下发的频谱监测任务进行工作, 并返回频谱监测数据, 中间件模块接收各个侦测站下接收机返回的频谱监测数据, 分别发送到用户界面和系统数据库。
四、结语
综上所述, 动态分布式频谱监测技术是在传统的监测体系内应用中间件模块, 在系统的功能上实现了提升, 在系统的范围上实现了扩大, 在系统的结构上形成了扩展, 使频谱监测实现了连续、动态和分布的特点, 不但提高了频谱监测的准确性, 而且节约了大量的成本和资源。通过合理的设计实现对频谱监测的精确性和有效性, 更好地实现无线电资源为经济建设和社会发展的巨大价值。
摘要：本文在简述频谱监测系统相关技术的基础上, 以中间件分布式的电磁环境监测技术为基础, 分析了动态分布式频谱监测技术的要点, 并重点对中间件模块展开了研讨, 希望对相关技术推广有指导的作用。
关键词：动态分布式,频谱监测技术,数据回传,中间件模块,多线程传输
参考文献
[1]罗瑞评, 陈松, 张洪顺, 袁誉红.电磁频谱监测测向装备技术指标测试方法标准化需求分析[J].中国无线电, 2012 (12)
[2]黄艳, 刘东华, 龚坚, 刘军利.做好电磁频谱监测工作的“五要素”[J].中国无线电, 2011 (01)
地面无线广播电视频谱监测方法 篇3
关键词：无线,广播电视,频谱,监测
1 序言
频谱监测是采用技术手段和一定的设备对无线电发射设备发出的射频频谱特性参数（中心频率、带宽、频偏、功率、调制方式调制度和速率等）进行测量，对频段利用率和频道占用度进行测试统计和分析。频谱监测是监测工作的基础，有了完善准确的频谱监测数据，就能为频谱管理提供所需的依据和材料，完善频谱管理的环节。
频谱监测的主要工作目的如下：
(1）监测已核准的无线电台站的发射，检查其工作是否符合批准的技术条件和要求；
(2）及时发现与查明我国电台受干扰情况，对各种干扰信号进行监测并进行分析，确定干扰源；
(3）监测无线电频谱使用情况；
(4）及时发现与查明非法电台或“地下电台”；
(5）对常规的技术指标进行测量分析；
(6）为选用最佳工作频段和清静频道提供依据；
(7）积累和掌握电波传播规律；
(8）信号、频谱占用度、干扰、环境测试与分析等的监测。
2 地面广播电视监测网实现频谱监测的原理
地面无线广播电视监测系统可对地级以上城市播出的地面无线电视和调频广播节目信号进行24小时监测，作用在于加强地面无线广播电视播出质量与内容安全的无线电频谱资源监管手段，维护了空中电波秩序，提升安全播出的管理能力和信息化水平。它能够实现如下功能：接收、解调、监测、存储、回传调频广播和无线模拟电视信号；可以快速扫描开路广播电视频段频谱, 提供地面无线电视和调频广播的频谱占用情况，并对相关技术指标进行测量。
监测前端设备是监测网中的核心组成部分之一，主要由天馈线系统、解调模块、采集模块、测量模块、视音频存储模块、主控模块等组成，各部分功能介绍如下。
(1）天馈线系统要使用全向天线。由于地面无线电视和调频广播节目信号往往来波方向不一致，使用定向天线会造成误差，同时使用定向天线也不能客观的反映观众实际收听收看情况。
(2）解调模块的作用是将馈线输入的射频信号解调成视音频信号，目前支持地面模拟电视和调频广播两种信号类型。
(3）采集模块的作用是将解调后的视音频信号进行模/数（A/D）转换，按指定的方式进行压缩编码。
(4）测量模块专门负责信号频谱扫描及指标测量，其中地面模拟电视能够测量的指标有图像载波电平、伴音载波电平、A/V比、载噪比、频偏；调频广播能够测量的指标有载波电平、调制度等。
(5）视音频存储模块负责将所有视音频内容和各类测量数据等进行存储，能够进行本地存储或通过网络回传，保存的期限由人工指定。
(6）主控模块负责接收和返回上层系统的指令，并根据指令要求，控制各模块完成相应功能。
各模块示意图见图1。
频谱监测主要通过测量模块来完成，由上层系统下发频谱测量任务，前端监测设备根据要求执行任务并自动将结果上报系统。目前监测网中的频谱测量任务包括两类：实时频谱任务和定时频谱任务。
实时频谱任务是上层系统下发频谱测量任务后，监测前端设备立即执行频谱扫描，并将结果上报，任务只执行一次。上层系统仅能对频谱扫描的起止频率、步长等参数进行设置。实时频谱扫描结果见图2、图3。
定时频谱任务是上层系统下发频谱测量任务时，包含任务执行的起止时间、循环执行方式、频谱扫描的起止频率和步长等参数，此条任务会记录到监测前端设备的数据库中，当达到执行任务的时间后，设备会自动根据设置好的参数进行频谱测量任务，并将结果自动上报到系统中。由于频谱监测是一项连续性的工作，所以目前应用较多的是定时频谱任务。
通过设置定时频谱任务，前端设备连续对某一频段的频谱进行扫描后，监测网目前只是将这些数据进行二维展示，如果将频谱任务得到的频率、电平和时间三组数据进行组合，就可以生成三维频谱瀑布图，从而实现对频谱的监测。
3 频谱监测业务实践
监测前端设备具备解调、采集、存储、测量等多种功能于一体，如果将频谱监测模块与其他各模块结合，我们就可以将监测设备的功能扩展到节目播出运行图监测、信号识别、干扰信号监测等方面，如图4。
下面就对这几种监测的实现方式进行说明：
节目播出运行图的监测：通过连续的频谱监测，结合电平、调制度等指标自动判断此频率是否开机，再根据前端设备数据库中记录的节目播出频率，可以，进而可以绘制出节目的播出运行图。
信号识别：在频谱扫描中如果发现信号较强的频率，但数据库中没有记录，可以通过主控程序实时调用解调模块进行解调，看看用哪种制式解调成功，就可以判断此频率的信号类型，达到信号的自动识别。同时也可以用采集模块对解调后的信号进行录制并存储，方便以后进行人工查询和判别。
干扰信号的监测：由于连续的频谱扫描可以绘制出三维的频谱瀑布图，所以我们较容易判别出干扰信号出现的时间和频率，再经过解调、采集、存储等模块的配合，就可以实现对干扰信号的内容或指标进行实时录制和存储，可做为核查的依据。
4 对完善频谱监测功能的探索
如果具备以上这几种监测功能，再结合成熟的图像比对、语音比对和识别技术，我们就可以实现对地面电视和调频广播的播出内容、台名呼号等的自动识别和监测能力，做到减少人工参与，提高监测效率。
由于目前监测网在每个地级城市只有一个站点，而地面电视和调频广播又都是视距传输的信号，对于一个未知发射源的定位，至少需要2个以上安放在不同地点的测向设备进行交叉测向定位。在没有固定测向站的情况下，可以利用移动监测测向车采用变换位置的方法对未知发射源进行定位（车的高度有限且受地面建筑的遮挡、反射的影响准确定位的难度较大）一般车载监测测向主要用于逼近未知发射源的查找（近距离查找）超短波测向需要多个站点进行交会，所以较难实现测向等功能。
当然，要实现上述几种功能，除了监测设备各模块的配合工作能力外，重点是测量模块的测量能力和准确度、解调模块的扩展性两部分。因此监测设备首先要做到模块化，即各模块可以协同工作又相互独立，更换测量模块不会影响到其它模块的工作，只要具备相同接口的测量模块都可以在监测设备上正常工作，这样便于更换先进的测量设备。其次解调模块要具备扩展性，当出现无法解调的制式信号，只需加上相应的解调模块，就可以实现对新制式的解调，且不会影响其它模块工作，这样可以保证信号识别的准确性。
5 结束语
以上是对地面无线广播电视频谱监测功能的原理和实践进行了探讨，随着CTTB、CMMB等新媒体的发展，频谱监测在监测工作中的地位越来越重要。除了充分利用现有资源实现频谱监测外，还要根据频谱监测的要求，不断改进监测系统，才能更好地配合广播电视安全播出工作，完善广播电视监测手段，达到“全面监测、提高效率、有效管理”的目的，切实为广播电视安全播出服务。
参考文献
[1]Spectrum Monitoring Handbook, 2002edition.
[2]陈德泽.广播电视监测技术[M].北京:中国广播电视出版社, 2008.
[3]翁木云等.频谱管理与监测[M].北京:电子工业出版社, 2009.
[4]朱庆厚.无线电监测与通信侦察[M].北京:人民邮电出版社, 2005.
频谱监测技术 篇4
随着卫星电视广播电视业务和技术的蓬勃发展, 我国卫星广播电视系统和规模也不断扩大, 目前已达到8颗卫星、70多个载波、300多路卫星电视节目和300多路的卫星广播节目的规模。卫星广播电视在整个广播电视播出、传输工作中的地位和重要越来越突出, 确保卫星广播电视的安全播出已成为全国广播电视播出、传输工作的核心工作之一。但规模的扩大也带来了管理难度的增加, 空中的卫星传输信号越来越拥挤、复杂, 各种违规情况时有发生。特别是一些非法组织利用民用卫星转发器透明传输的特点, 对我国的卫星广播电视信号进行恶意干扰, 严重影响了我国卫星广播电视传输秩序, 对我国现有卫星监测系统智能搜索、快速识别非法频率、干扰信号的能力提出了严峻的考验。
目前, 我国现有卫星广播电视监测系统虽然已经能够对各卫星广播电视频谱进行监测, 并可选择性地直观监测某路卫星信号的强度、频率占用带宽、频率特性、滚降特性等指标, 也具有一定的分析相邻频道干扰或窄脉冲干扰能力。但多为在频谱仪的基础上做一些查询功能的拓展。即仅用一台或多台频谱仪作为集中监测, 一般作为事后分析的手段, 也就是当信道误码率报警后, 再将该信号通过射频切换矩阵送给频谱仪进行频谱波形的显示, 通过观察频谱波形的变化情况进一步判断信道劣化的原因, 由值班人员根据监测经验得出初步结论。这种监测只能反映卫星电视广播信号频率、幅度特性, 而对载波的频率、幅度变化不能进行自动报警, 只有依赖人眼去“盯”频谱波形。对大带宽、多信号实时频谱监测, 人工更是难以完成, 而且这种方法很难发现隐藏在正常节目载波里面的同频干扰。因此, 在现有卫星广播电视技术上进行智能化升级, 开发建设一套卫星频谱综合监测和抗干扰信号识别系统, 准确、快速地识别非法频率及正常频率上叠加的干扰信号, 是十分必要的。
1系统设计思路
1.1功能需求分析
卫星频谱综合监测和干扰识别系统主要用于卫星广播电视信号的实时监测和告警, 并在监测过程中自动检测未知干扰信号, 进而采用先进的信号处理算法对干扰信号进行识别和分析, 以有效、可靠地满足卫星广播电视安全播出的要求。系统在功能设计上主要考虑以下四个方面需求:
1.实现对国内4颗卫星共6个极化的所有广播电视卫星节目载波频谱的日常监测管理;
2.实现卫星节目载波状态异常的告警及监测中心联动告警处理功能;
3.实现干扰信号的快速识别和深度分析功能;
4.实现频谱监测、干扰识别和设备运行等功能的集中控制和操作管理, 并与监测中心软件系统实现信息交换。
1.2系统设计思路
卫星频谱综合监测和干扰识别系统设计基于软件无线电技术, 主要包括硬件和软件部分, 硬件部分实现前端输入信号的采集、预处理, 后端软件主要对采集信号进行载波的检测、分析和告警处理。不同于以往的卫星电视广播频谱监测中仅用一台或多台频谱仪进行集中监测的方式, 卫星频谱综合监测和干扰识别系统不仅可以对大带宽、多信号进行实时监测, 监测载波的频率和幅度变化告警。同时对于隐藏在正常节目载波里面的同频干扰, 也可以进行及时地发现和预警, 以保证节目的安全播出。
2系统架构
根据以上设计思路, 卫星频谱综合监测和干扰识别系统包括硬件设备和应用软件两个部分, 系统架构如图1所示。
系统架构中支撑设备层主要实现前端输入信号的采集, 多路极化输入首先通过12×2开关矩阵进行任意两路的输出分配, 然后将两路极化信号输入到信号采集设备实现信号的采集, 矩阵和信号采集设备在服务器中通过网络进行控制。支撑软件层主要包含载波信号检测 (CSI, Carrier&Signal Inspecto, ) 软件和载波信号分析 (CSA, Carrier&Signal Analyzer) 软件, CSI软件和CSA软件均在服务器后台运行, 主要实现输入信号采集后的载波检测和分析。载波信号监视 (CSM, Carrier&Signal Monitoring) 应用层为面向用户的载波综合监测和告警管理软件, 为了实现信号频谱的回放和告警信息的查询, 系统使用了统一的SQL Server数据库进行数据的存储。为了更好地发挥卫星频谱综合监测和干扰识别系统的作用, 系统关联了外部告警, 即可以接收外部系统提供的告警信息进而触发本地的告警响应。
2.1硬件组成
卫星频谱综合监测和干扰识别系统支撑设备为系统建设所需要的配套设备, 包括12×2射频信号开关矩阵、信号采集设备和服务器。
12×2开关矩阵主要实现12路L频段输入信号到2路输出端口的任意切换和分配。信道切换独立进行, 互不影响。信号频率覆盖950MHz到2150MHz。采用标准3U机箱, 便于机柜安装。在卫星频谱综合监测和干扰识别系统中, 通过在CSM软件中进行轮巡设置可对开关矩阵进行输入输出控制, 实现监测信号的选择。
信号采集设备主要实现对输入L频段信号的采样处理, 4U机箱内部包括2块变频器卡和1块信号处理卡, 及配套电源、千兆以太网交换机等。
变频器卡主要功能是将L波段输入信号转换为140MHz中频信号。频率变换功能是通过一个频率合成器和一个变频器完成。对预置波段的输入信号进行了两次变频, 以获得最佳的频率设计和低的杂散噪声。
信号处理卡可以配置为2路中频140MHz输入, 每一路输入都可以对来自卫星的卫视节目信号进行采样, 采样之后的数据流通过千兆以太网接口路由寻址发送到服务器端并实现节目载波的监控。
2.2软件体系结构
卫星频谱综合监测和干扰识别系统的软件体系结构如图2所示。
1.CSM (综合监测) 应用软件层:实现所有卫星节目载波的轮巡监测、告警和干扰信号的分析以及数据和用户管理等功能。
2.支撑软件层:包括CSI (信号采集) 软件和CSA (频谱分析) 软件, 提供对应用系统的辅助和支撑等。
3.数据库:基于SQL Server数据库, 实现节目管理、告警查询、频谱回放等数据库管理功能。
CSI和CSA软件后台应用软件, 在卫星频谱综合监测和干扰识别系统中属于支撑软件。CSI软件主要实现对前端信号采集设备的控制, 获取信号采样数据, 进行频谱的显示并检测显示带宽内的所有信号载波, 分析出载波的中心频率、带宽、3dB带宽、信号电平、噪声电平等射频参数。CSA软件采用先进的信号处理算法, 实现对干扰信号载波的深度分析功能, 分析结果除了基本的射频参数外还包括调制方式、纠错码方式码、通信标准、符号率等参数。
CSM软件为面向用户的顶层应用管理软件, 它基于CSI和CSA软件提供的xml-rpc接口函数分别获取CSI的频谱数据和CSA的分析结果, 实现卫星频谱综合监测和干扰识别系统的设计目标。
CSM软件的定位为卫星频谱综合监测和干扰识别系统中直接面向用户的顶层应用和管理软件, 因此整个系统的操作基本上是在CSM中进行, 它的功能设计如下。
1.频谱显示和载波检测
1) 四级频谱界面显示
(1) 全景界面:显示全部卫星极化的频谱;
(2) 二级界面:显示某一选定极化的全部信号频谱和转发器信息;
(3) 三级界面:显示选定转发器的全部节目载波频谱;
(4) 四级节目载波界面:显示选定节目载波的频谱。
2) 轮巡设置
(1) 以转发器为单位, 任意定制轮巡监测任务;
(2) 一键恢复应急前状态, 一键恢复默认状态。
2.异态监测和告警
1) 门限设置
(1) 载波参数:fc (载波中心频率) , bw (带宽) , c/n (载噪比) 门限设置;
(2) 载波叠加干扰检测告警参数:snr容限和cuc容限门限设置。
2) 告警响应
(1) 日常监测状态下, 两个CSI通道平分所有极化信号的监测任务;
(2) 当有卫星极化出现异常状态时 (监测中心告警或外部联动告警) , 系统会进行告警触发。系统将自动跳转至三级界面, 显示出现异常的卫星频谱。同时, 两个通道的监测任务自动进行调整, 第一监测通道重点监测当前告警信号所在转发器频谱, 第二通道轮巡监测所有极化的信号, 若在此期间旧告警消失且未出现新告警则自动恢复应急前通道配置, 否则始终于第一通道重点轮巡监测旧告警。
3.干扰分析
1) 带外干扰分析
(1) 检测到带外干扰时, 给出带外干扰告警提示信息;
(2) 调用CSA进行深度分析, 分析结果包括:中心频率、带宽、信噪比、调制方式、纠错码、符号率等参数。
2) 带内干扰分析
(1) 检测到带内干扰时, 给出带内干扰告警提示信息;
(2) 调用CSA对叠加干扰的载波进行初步分析, 然后提示用户进入到CSA软件中手动完成干扰信号的的分离及分析。
4.系统管理
1) 节目管理
(1) 支持本地数据库中的卫星信息添加、修改和删除操作;
(2) 支持本地数据库中的转发器信息添加、修改和删除操作;
(3) 支持本地数据库中的节目信息添加、修改和删除操作。
2) 频谱存储数据管理
(1) 频谱数据存储:正常频谱数据存储3周, 异态数据长期存储;
(2) 数据清除:清除某段时间内的频谱数据、载波参数数据和告警信息记录。
5.告警查询
告警查询功能主要包括回放查询、组合查询、模糊查询、统计查询、参数趋势查询和报表打印。
3关键技术
卫星频谱综合监测和干扰识别系统主要基于软件无线电技术, 采用先进的信号处理算法进行数据采样后的处理, 以实现系统的建设目标。
在该系统中, 主要的关键技术如下。
3.1叠加信号的频谱显示
基于先进的信号处理算法, 用户可以很直观地看到正常节目载波下面是否隐藏有干扰信号, 并可以进行监测和告警, 为正常的节目监测和调度提供有效、可靠的手段。图3所示为叠加信号的频谱显示图。
3.2叠加信号的分离和分析
基于先进的信号处理算法, 通过CSA软件可以将正常节目载波带内隐藏的叠加干扰信号分离出来, 继而再进一步进行分析, 获得干扰信号的特征信息。图4为CSA分析检测到的叠加干扰信号显示。图5为采用载波对消算法处理后分离出来的干扰信号。图6为叠加干扰信号的分析结果。
3.3应急响应机制
考虑到系统的处理效率, 在系统设计过程中引进了轮巡处理的机制。日常状态下系统以转发器为单位分两路同时对所有极化信号进行异态的轮巡监测, 两个监测通道均分所有极化信号。当监测到有异态出现时, 系统则自动启动应急响应机制, 即利用一个监测通道重点监测出现异态的业务所在的转发器, 而另一个通道则轮巡监测其他的所有极化信号。图7为日常状态下的监测通道分配情况。图8为启动应急响应之后的通道配置情况。
4系统实现情况分析
4.1系统测试情况
系统建成后, 分别测试了系统的功能和性能。测试仪器包括频谱仪、矢量信号源和二合一合路器。根据系统的功能搭建了测试环境, 如图9所示。
矢量信号源用于产生调制载波, 与实际输入卫星信号进行合成, 模拟出带外干扰、带内干扰的情况, 验证系统的功能和性能。
系统的主要功能和性能测试包括:
1.系统的频谱扫描周期
1) 500MHz带宽的扫描周期小于5s, 符合设计要求;
2) 36MHz带宽的扫描周期小于200ms, 符合设计要求。
2.带外干扰信号的检测、告警、分析、查询
利用测试环境产生带外的调制载波, 系统可以快速检测并进行告警响应, 告警响应时间小于1s, 信号分析时间小于5s, 满足设计要求。
3.带内叠加干扰信号的检测、告警、分析、查询
利用测试环境产生调制载波, 分别模拟带内异构和同构干扰并叠加到已知节目载波, 测试表明干扰信号在低于正常载波3dB的情况下都可以进行快速检测并进行告警响应。
4.已知节目载波的异态检测、告警和查询
对于已知节目载波的频率、带宽、功率变化可以快速检测并告警, 告警响应时间小于1s。
经过测试, 系统功能和性能符合设计的要求。
4.2系统存在不足
在实际应用中, 系统还存在一些不足有待改进。如系统的告警响应机制还需进一步优化, 提高灵活性;系统应用软件相关操作功能需更加简捷, 增强软件的易用性。
5结束语
本文根据卫星广播电视频谱监测的实际需要, 设计了一套卫星频谱综合监测和干扰识别系统, 实现了卫星广播电视节目频谱数据的监测、分析、统计、管理和查询等功能。该系统自投入使用以来, 运行稳定, 维护便利, 切实提高了应对突发事件的快速反应能力, 为卫星广播电视安全播出管理和应急调度指挥起到了重要的技术支撑作用。
参考文献
[1]王建忠, 汪赛进, 杨辰, 申戈.卫星频谱自动监测系统的设计与实现[J].电子测量和仪器学报.2008 (S) :96-100.
[2]李勇, 张燕娥, 孙谦.一种卫星频谱监测系统设计方案及实现[J].空间电子技术.2008 (3) :77-80.
频谱监测技术 篇5
广播电视射频信号监测, 主要是测量发射机的载波功率、调制度、频带宽度、测量场强、测向以及无线电频谱占用情况。MS2712E频谱分析仪可以利用全频段扫描功能测量广播电视全频段频谱图。为分析广播电视频谱占用情况, 有效地指配频率和频谱资源有效利用提供依据。通过对特定频率的载波功率、信道功率和占用带宽的测量, 实现对广播电视射频信号监测。
2 MS2712E频谱分析仪的性能和特点
MS2712E频谱分析仪易于使用, 功能强大, 无论是频谱监测、广播监听、干扰分析和查找、射频与微波发射机测试, 还是WIFF和各种无线网络的测试, MS2712E频谱分析仪都能够快速可靠的测量。该仪器频段范围较宽为9KHz-4GHz, 能够实现覆盖地图、信道扫描仪、GPS定位、AM/FM/PM信号分析的测量;方便快速的单键测量带宽、信道功率、邻道功率比 (ACPR) 、载干比 (C/I) 功能;信号输入端口实现高/低功率可用;根据不同的测量需求可选择峰值、负峰值、采样、准峰值和平均值 (RMS) 五种检波方式。功能强大的marker方便对信号细节进行深入的分析;时间和日期就会自动记录到测试数据中;仪表可存储2000条测试曲线;内置锂离子电池提供超过3小时连续使用。
3 MS2712E频谱分析仪在广播电视监测方面的应用
3.1 宽频段扫描频谱
在日常的广播电视监测工作中, 利用MS2712E频谱分析仪分别取得有线数字电视监测设备前端和用户端有线数字电视全频段频谱图, 检查是否有带外发射或邻频道干扰。测量步骤为:在进行测量之前需要对频谱仪做初始化 (Preset) 设置;设置起始频率 (START) 为48.5MHz, 终止频率 (STOP) 为958MHz。调整幅度 (Amplitude) 和Scale值, 使频谱图在屏幕中央的位置;VBW和RBW设置为自动。如图1为有线数字电视的全频段频谱图。
为了方便分析每个频率的指标, 根据频谱图上频率的密集程度, 可以适当划分多个频段, 取得每段的频谱图并保存。
3.2 分辨率带宽 (RBW) 和视频带宽 (VBW)
分辨率带宽 (RBW) 表征频谱仪能够明确分离出两个等幅信号的能力。通常情况下RBW数值小于等于被测频谱的带宽, 分辨率带宽的大小设置取决于被测量信号类型。所以RBW的大小由用户的测量需求而定。RBW越大分辨力越小, 噪声越多, 扫描时间越短, RBW越小分辨力越大, 噪声越少, 扫描时间越长。
视频带宽 (VBW) 反应的是频谱分析仪中位于包络检波器之后的视频滤波器的带宽。易于发现隐藏在噪声中的小信号。VBW越小, 精度越高, 测试曲线越光滑, 扫描时间越长。VBW和RBW的大小设定对频谱图形状的变化影响很大, 在没有特殊要求的情况下, 一般选择VBW和RBW自动模式。在日常的监测工作中, 经常遇到两个或者多个信号夹杂在一起, 需要把两信号区分开, 可以通过调整VBW和RBW值, 使信号图显示易于分辨;信号波形变化幅度较大, 电平变化幅度就大, 需要调整VBW和RBW值, 使波形扫描在稳定状态, 以致方便测量和读取指标数值;对于电平小, 隐藏在噪声中的小信号频率, 需要减小VBW值。
3.3 载波功率和信道功率测量
载波功率测量是日常监测中常见的测量之一。在进行测量之前需要对频谱仪做初始化 (Preset) 设置;设置中心频点 (Center Freq) 为7.260MHz;设置频率跨度 (SPAN) 值, 一般SPAN设置稍大于测量频率的必要带宽, SPAN设置太大, 屏幕就会显示邻频道频谱图, SPAN设置太小, 屏幕不能完全显示整个频率曲线图。因为短波频率的必要带宽为9KHz, 一般SPAN值为15KHz-20KHz, 图2中以SPAN=20KHz为例, 设置幅度 (Amplitude) 和Scale值调整波形图在屏幕中央位置;VBW和RBW值设置自动。如图2为短波7.260MHz的载波功率频谱图, 载波电平为-61.86d Bm。
信道功率测量对射频传输来说是最常见的测量之一。信道功率的测量步骤为:Shift→Measure→Channel Power→Ch Pwr Width。积分带宽 (Ch Pwr Width) 等于短波的必要带宽为9KHz→On/Off键开始测量, 开始测量之后检波方式会自动设置为平均值检波方式。如图3读出信道功率Ch Pwr值为-64.0 d Bm。信道功率一旦开始测量就会持续进行下去, 直到通过按On/Off键关闭为止。
3.4 占用带宽测量
通过测量占用带宽可以反应该发射机是否在规定的发射带宽内发射, 因为超出和缩小带宽的发射都是不符合发射标准的要求。这一测量就是要确定在给定的信号带宽内包含所有功率的那部分带宽。有两种不同的测量方法。
所占百分比法 (X%方式) 是包含整个传输信号的某一特定百分数的那部分频率带宽定义为占用带宽, X在1-99之间。操作步骤为:Shift→Measure→OCC BW→Method选择测量方法为X%Down, 以X=50为例, 设置X=50→On/Off键开始测量。如图4读出占用带宽值为72Hz。
d Bc下降法 (Down Method) 是占用带宽可以定义为在信号峰值载波电平下降的d B数达到指定值时的频率上/下限的带宽。测量步骤为:Shift→Measure→OCC BW→Method选择测量方法为d Bc Down, 以d Bc=3d B为例, 设置d Bc=3d B→On/Off键开始测量。如图5读出占用带宽值为108Hz。
一旦开始测量占用带宽, 就会持续进行直到On/Off键将其关闭, 占用带宽在每次扫频的结尾进行计算。
4 结论
广播电视频谱监测, 是对频谱资源的占用情况和频率指标的测量。为了核查和掌握广播电视节目播出情况, 需要经常开展流动性收测任务, MS2712E频谱分析仪充分发挥其体积小、重量轻、直观易用的用户界面和触屏操作方式, 以及良好的射频性能等特点, 在广播电视监测工作中得到广泛的应用。
摘要：频谱分析仪是广播电视监测工作中最基本、最常见的仪器之一。本文结合日常工作, 对MS2712E频谱分析仪在广播电视测量中的应用进行论述。并对遇到的问题进行分析, 提出相应的解决方案。
关键词：测量,频谱分析,信道功率,占用带宽
参考文献
[1]陈德泽.广播电视监测技术[M].北京:中国广播电视出版社, 2008.
频谱监测技术 篇6
关键词：胎儿宫内生长迟缓,脐动脉血流频谱变化,监测
诊断胎儿宫内生长迟缓的传统方法是医务人员结合子宫高度对胎儿体重进行评估, 这种诊断方法的准确性非常低, 诊断准确性在50%以下。而二维超声显像的诊断准确性虽然有所提升, 但是最高仅能达到70%。而彩色多普勒联合二维超声检测的诊断性显著提高, 高达97.62%[1,2]。本次研究的主要目的是探索脐动脉血流频谱变化监测应用于胎儿宫内生长迟缓的诊断价值, 选取2011年2月1日-2014年2月1日在本院接受治疗的52例胎儿宫内生长迟缓患者和52例正常妊娠妇女作为研究对象, 现报告如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2011年2月1日-2014年2月1日在本院接受治疗的52例胎儿宫内生长迟缓患者作为观察组, 孕妇年龄最小23.5岁, 最大34.2岁, 平均 (27.52±3.23) 岁。孕周最长42.0周, 最短22.1周, 平均 (37.25±2.35) 周。合并肝硬化1例, 合并心脏病3例, 合并高血压病2例, 合并妊娠高血压综合征16例。选择同期在本院分娩的52例正常妊娠妇女作为对照组, 年龄最小22.9岁, 最大34.1岁, 平均 (27.28±3.75) 岁。孕周最长42.0周, 最短22.0周, 平均 (37.24±1.28) 周。对照组没有出现贫血、糖尿病、高血压、妊娠高血压综合征等疾病。两组研究对象年龄、孕周比较差异均无统计学意义 (P>0.05) , 具有可比性。
1.2 方法
监测方法:两组研究对象均接受彩色多普勒超声诊断仪检测, 将仪器的探头频率设置为3.5赫兹, 分别检测胎儿的胎盘分级、羊水指数、股骨长度、腹围、头围、双顶径, 紧接着将胎儿的体重计算出来。参照胎儿宫内生长迟缓的诊断标准, 在相同孕周条件下, 胎儿的体重低于正常胎儿体重的2个标准差, 属于宫内生长迟缓胎儿[3,4]。选择在脐窝处2 cm范围之内测量脐动脉。持续显示超过6个的频谱之后停止测量, 分别取3次规律血流频谱的平均值, 分别测量RI (阻力指数) 、PI (搏动指数) 、S/D (收缩与舒张之比) 、Vm (时间平均血流速度) 、Vd (舒张末期峰值血流速度) 、Vs (收缩期峰值血流速度) [5,6]。
观察组治疗方法:给予产妇静脉注射地塞米松, 同时积极治疗产科合并症和内科合并症, 与此同时给予氨基酸和能量治疗, 一个疗程7~10 d。一疗程后休息6 d, 然后开始第2个疗程。医务人员需要密切关注患者的24 h尿量、血HPL、胎儿双顶径、腹围、宫高、胎动、胎心的变化, 如果产妇的宫高每隔14天增加超过1 cm, 并且胎儿双顶径每隔14天增加超过0.2 cm, 则可以判定治疗效果为有效。
1.3 观察指标
观察两组研究对象的阻力指数、搏动指数、收缩与舒张之比、舒张末期峰值血流速度、时间平均血流速度、收缩期峰值血流速度。
1.4 统计学处理
把所有的数据输入SPSS 17.2软件包进行统计学分析, 计量资料用 (±s) 表示, 采用t检验, 计数资料用百分数 (%) 表示, 采用X2检验, P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组脐动脉血液动力学变化比较
随着孕周的不断增加, 两组脐动脉舒张末期峰值血流速度、时间平均血流速度、收缩期峰值血流速度呈现不断上升的趋势, 但是观察组舒张末期峰值血流速度低于对照组, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。
随着孕周的不断增加, 两组阻力指数、搏动指数、收缩与舒张之比呈现不断下降的趋势。但是观察组的阻力指数、搏动指数、收缩与舒张之比高于对照组, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。见表1。
2.2 观察组治疗效果
治疗无效1例, 有效9例, 显效42例, 观察组的有效率达到98.08%。
2.3 两组满意度比较
对照组不满意2例, 较满意9例, 非常满意41例, 满意度为96.15%。观察组不满意1例, 较满意10例, 非常满意41例, 满意度98.08%。两组满意度比较差异无统计学意义 (P>0.05) 。见表2。
3 讨论
发生变化的脐动脉的血液动力学, 能够反映胎盘和胎儿的循环状况。正常妊娠情况下, 随着不断增加妊娠周数, 脐动脉的阻力指数、搏动指数、收缩与舒张之比呈现不断下降的趋势, 收缩与舒张之比的下降程度明显, 而舒张末期峰值血流速度不断变快。当正常妊娠的孕周达到35周之后, 收缩与舒张之比不足3.0。孕周尚未达到22周时, 脐动脉血流频谱并没有显著的变化, 收缩期血流速度的波型不仅尖而且陡, 而舒张期血流速度则比较慢[7,8]。相关研究资料显示, 孕周尚未达到22周时, 部分胎儿的脐动脉根本没有舒张期血流交叉, 所以, 脐动脉血流频谱变化的监测通常从22周开始[9,10]。
胎儿的生长发育离不开胎盘, 胎盘的血流状态在很大程度上影响胎儿的生长发育。胎儿宫内生长迟缓属于临床常见疾病, 也被叫做胎盘功能不良综合征。多种产科的合并症和并发症都能造成绒毛血管生长不足或者收缩不足, 从而引起绒毛间隙低氧性局部缺血消失, 在一定程度上增高了末梢血管阻力, 使得子宫胎盘血流灌注不断降低, 最终引起胎盘功能不足的后果[11,12]。一旦绒毛间质血管间物质的运输受到阻碍, 那么向胎儿供应的营养物质就会大大减少, 致使胎体发育不能达到正常标准, 从而引发胎盘功能不良综合征, 即胎儿宫内生长迟缓。本次研究结果显示, 随着孕周的不断增加, 对照组和观察组的脐动脉的舒张末期峰值血流速度、时间平均血流速度、收缩期峰值血流速度呈现不断上升的趋势, 但观察组舒张末期峰值血流速度低于对照组。对照组和观察组的阻力指数、搏动指数、收缩与舒张之比呈现不断下降的趋势, 但观察组的阻力指数、搏动指数、收缩与舒张之比高于对照组 (P<0.05) 。
宫内生长迟缓胎儿的收缩期峰值血流速度比正常妊娠胎儿的低, 多普勒频谱显示低收缩期流速的高位转折波, 主要原因是不断降低的胎盘的血流量引起胎儿血液循环的前负荷不足。但是仅凭收缩期峰值血流速度对胎儿的血循环状况进行评价是不够全面的, 收缩期峰值血流速度表示的是胎盘的阻力状况, 并不能够将组织器官的具体的供血情况反映出来。但是总的来说, 早期监测脐动脉血流频谱变化能够趁早发现脐动脉血流频谱异常, 从而实施早期治疗方案。
另外, 给予胎儿宫内生长迟缓患者治疗后, 治疗无效的仅有1例, 有效9例, 显效42例, 有效率达到98.08%。这与相关研究者的研究结果相似, 由此可以肯定对症治疗的有效性。
此外, 本次研究结果还显示, 胎儿宫内生长迟缓患者的治疗效果较高。对照组的满意度高达96.15%, 观察组的满意度高达98.08%。两组满意度比较差异无统计学意义 (P>0.05) 。这与相关研究者的研究结果相似, 由此可以肯定早期监测脐动脉血流频谱变化, 并给予早期治疗有利于母婴的安全。
国外部分研究者主张采用胎儿静脉导管血流频谱和子宫动脉切迹指数对不良妊娠结局进行预测, 但是这种方法存在很大的缺陷, 一方面子宫动脉切迹指数根本不能精确量化, 另一方面静脉导管血流频谱的探测难度非常大, 脐动脉血流频谱监测不仅简单易行, 而且准确度较高[13,14]。胎儿生理指标改变之前最容易出现频谱变化, 因此脐动脉血流频谱监测最好是在20周之后24周之前, 一旦发现频谱异常, 医务人员再次监测, 以免出现误诊, 如果频谱异常仍然存在, 那么需要接受早期治疗。
频谱监测技术 篇7
一、认知无线电频谱感知的监测方法
1.1认知无线电频谱感知的基本检验方法
匹配谐波、能量、循环平稳特征是认知无线电频谱监测的基本方法。匹配滤波器监测方法是已汇总相干监测方法, 能接收加大的信号噪声比, 并对信号进行迅速的增益处理, 但是这种监测方法对相位同步有着较高的要求。能量监测方法是认知无线电频谱感知中常用的手段, 具有简便和迅速的优势, 是一种非相干监测的技术, 但是存在信噪比较低时局限性较大的缺陷。循环平稳特征监测, 这种方法能够有效区分信号和噪声, 适于调制信号的循环平稳特性来进行频谱监测, 同时也存在着计算复杂、监测时间过长等劣势。
1.2认知无线电频谱感知的多天线与协同监测方法
一是, 似然比监测, 似然比监测的实质是比较在有约束条件下的似然函数最大值与无约束条件下的似然比函数最大值, 从而进行监测判决, 似然比监测可以使统计检验的监测概率最大, 但似然比函数监测需要知道信道增益和噪声分布等信息, 特别需要对授权用户信号的特点和分布需要及时掌握, 所以难度较高。三是, 空间相关性监测, 空间相关性监测考虑了各个天线接收端信号的差异, 性能要优于传统的能量监测法。三是, 协作监测, 这是一种多个认知用户分布在不同地点时, 通过协作对大范围的频谱进行监测, 从而获得更加可靠的监测性能。
二、认知无线电频谱感知技术在频谱管理中的应用要点
2.1窄带噪声的控制
从一个特定频段提取信号时, 需要用到一个或多个数字或模拟的窄带滤波器。只有当滤波器是理想的时候, 信号才能被准确地提取出来从而被精确地量化, 离散的噪声样本才能是独立同分布的。
2.2寄生信号的干扰
认知用户接收端接收到的信号可能不仅含有授权用户信号和噪声信号, 还含有其他杂散信号, 这会导致判决时的虚警概率升高, 进而使频谱利用率下降。
2.3截断认知无线电频谱感知误差
由于硬件的设计原因, 很多方法在硬件上都是采用定点运算来实现, 这会造成截断误差的产生, 从而限制监测方法的精度。一种好的监测方法应该对这种不可预见的误差有较强的健壮性。
2.4实现认知无线电频谱宽带的感知
由于认知用户本身对频谱使用权较低, 通常认知无线电设备可能需要监听很大一段频率范围, 以寻找最好的可用频带来进行信号传输, 因此需要在超宽带无线射频前端和高速的信号处理设备, 以采用提高采样速率面的形式实现无线电频谱宽带感知。
三、结语
综上所述, 为了解决无线电频谱资源固定、僵化的问题, 预防频段匮乏现象的发生, 现代无线电通信行业提出了认知无线电频谱感知技术, 这一技术具有高度的自动化和智能化特点, 特别对于频谱管理工作来说有重要的价值和作用。实际中我们应该通过关键的认知无线电频谱感知技术的应用, 取得突破, 进而达到推进认知无线电频谱感知技术普及进度和强化频谱管理工作的目的。
参考文献
[1]韩昭芳, 蒋挺, 赵成林, 周正.一种优化的认知无线电频谱感知策略[J].无线电工程, 2011 (05)
[2]许建霞, 刘会衡, 刘克中.基于能量检测的频谱感知技术研究与仿真[J].武汉理工大学学报 (交通科学与工程版) 2011 (03)
[3]胡首都, 郭龙, 仵国锋.一种认知无线电系统频谱分配和频谱感知联合设计[J].信息工程大学学报, 2011 (02)
[4]梁红玉, 陈宏滨, 赵峰.认知无线电协作频谱感知技术综述[J].广西通信技术, 2011 (02)