无线电频谱监测与系统集成基础
基于认知无线电框架的频谱监测系统
系 统通 过 将 监 测 网运 行 模 式 从 １ １ ￣ １ ９ ３ ， 被 动任 务 执 行 转 向长 时 主动 数 据 收集 ， 将数 据 采集 从 手工 碎 片化 转 向 自动连 续 化 ， 从 而 提 高 设备 使 用 效 率 ，降低 设 备 闲 置 率 ；同时 增 强 了监 测 网 管 理 能 力 ，减 轻 运 维 人 员 工作 压 力 ；推 进 频 谱 管 理 从单 维 监 测 数 据 分析 转 向多 维 频 谱 管理 决 策 ；可 以遂 行 干 扰 处 置 、 考 试 保 障 、重 大 活 动 保 障 中 异 常预 警 工 作 ；通 过 认 知 无 线 电
随着世界各国对认知无线电 （ Ｃｏ ｇ ｎ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｒ ａ ｄ ｉ ｏ ， ＣＲ） 技
术 的 认 识 不 断提 高 ，它 目前 已成 为业 界 极 为 关 注和 研究 的热 点 ，研 究 重 点 是解 决 对 授 权 频 谱 进 行 “ 二 次 利 用 ” ，增 强频 谱 资 源 分 配 方 式 的灵 活 性 。多无 线 电 系 统 动 态 频谱 分配 与 共 享 技 术 能 显 著 提高 整 体 频 谱 利 用 率 ，从 长 远 看 是提 高 频 谱 利 用 率 的 根 本 方 法 ，需 要 改 变 现 有 频谱 分 配 总 体 结 构 。有 效 的 频 谱 监 测 是 实 现 认 知 无 线 电 的基 础 ，在 “ 互 联 网 ＋”和 大 数
３动态频谱管理
美 国联邦通信委员会 （ Ｆ ＣＣ） 通过监测将利用率较低的
频 谱 从广 播 电视 公 司 手 中 回 收 ，然 后 重 新 拍 卖 ，并 将 拍 卖 所 得 的 一部 分 利 润 作 为 对 那些 自觉 上 交 频 谱 的 广 播 电视 公 司 的
无线电频谱监测关键技术
无线电频谱监测关键技术作者：张亮亮来源：《山东工业技术》2017年第23期摘要：随着我国的经济快速发展，近年来在我国科学技术的带动下，无线电技术的应用已经深入到几乎当今社会的每一个角落，为我们的日常生活带来了极大的改善，为我们带来了十分便利的生活体验。
随着无线电技术的不断推广和增加，随之而来的管理问题逐渐成为了当前无线电发展面临的主要限制因素。
本文就无线电的多种频谱检测技术进行了详细的分析讨论。
文章从无线电的基本功能以及其具体的工作方式开始分析，之后对认知无线电频谱的检测方式进行了讨论分析，并对单点频谱检测技术和多点频谱监测技术在认知无线电技术中的具体应用进行了详细分析，最后对无线电监控技术的应用和意义进行了讨论。
关键词：无线电；认知无线电；频谱监测DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.23.0931 引言无线电技术在本质上是通过利用无线电磁波搭载信息进行传输的一项通信技术，在通电的导线中改变电流的大小会在导线周围产生磁场，变化的磁场又会产生电场从而形成电磁波以无线电波的形式传播出去，利用这个原理可以将电信号进行调制搭载与无线电波上进行传输。
无线电监测系统的主体功能可以分为以下三个部分：（1）对电磁环境的监测，通过对目标区域电磁环境的监测，合理的分配所需使用的频段；（2）查找并定位非法的无线电监测，通过严格的监测确保无线电的合理通畅；（3）对已有的合法无线电进行控制管理，维持它们在特定的频段中工作。
随着我国无线电技术得到广泛应用，无线电技术对工作环境的要求越来越复杂，监测难度逐渐增大，我国在无线电监测方面建立了大量的无线电监测系统，以满足对无线电的测向、定位、管制等监测需求。
2 无线电频谱监测系统的工作原理及工作方式2.1 无线电监测系统的基本原理当下我国对无线电的使用方面，应用最为广泛的的主要可以分为三个模块：监测接收模块、监测软件模块、天线功能模块。
其中无线电监测的系统核心是频谱监测系统，频谱监测系统的工作原理较为简单，其工作过程中主要以获取无线电工作环境下的数据来满足监测要求，以及加强利用当前闲置的频谱系统来完善无线电资源的分配和及时利用，最大限度的降紧缺低频谱资源对无线电监测带来的影响。
无线电频谱测量与分析技术研究
无线电频谱测量与分析技术研究随着无线通信的普及和无线电技术的快速发展，无线电频谱已成为非常重要的资源。
频谱资源的合理利用，事关无线电通信的稳定、效率和安全。
而无线电频谱测量与分析技术，则是实现频谱资源的有效管理和利用的核心技术之一。
一、无线电频谱测量技术无线电频谱测量技术主要是指对无线电信号进行测量和分析，并从中提取有用信息的技术手段。
无线电频谱测量技术的发展，可以分为以下几个阶段。
1. 传统频谱测量技术传统频谱测量技术主要依靠频谱分析仪进行测量和分析。
频谱分析仪通过将无线电信号进行傅里叶变换，将信号从时域转换到频域，可以得到信号的频谱分布图，从而进行频率、功率、带宽等参数的测量与分析。
2. 宽带频谱测量技术随着无线电频谱利用的需求增加，频率资源日益紧张。
为了更加有效地利用频谱资源，出现了宽带频谱测量技术。
宽带频谱测量技术可以一次性对频段内的所有信号进行测量和分析，可以获得全局性的频谱信息，提高频谱利用效率。
3. 多天线阵列频谱测量技术多天线阵列频谱测量技术是一种利用天线阵列对频率资源进行全频段、高精度、高时空分辨率的测量与分析技术。
多天线阵列可以实现空间滤波，将来自不同方向的信号分离出来，从而获取更加准确的信号信息。
二、无线电频谱分析技术无线电频谱分析技术是指对测量到的无线电信号进行分析，从中提取出有用的信息，如信号类型、频率、调制方式、功率等。
无线电频谱分析技术的发展也经历了不同的阶段。
1. 信号识别与分类信号识别与分类是无线电频谱分析技术的核心内容。
它可以通过对信号的功率、调制方式、扩频方式等特征进行分析，识别出不同类型的信号，如模拟信号、数字信号、脉冲信号、扩频信号等。
信号识别与分类可以为频谱管理提供有力的支撑，也是频谱干扰诊断和抗干扰的关键技术。
2. 地理信息系统（GIS）集成应用地理信息系统是一种集成地理空间数据、空间数据分析和空间信息展示的计算机系统。
将无线电频谱分析技术与GIS技术进行集成应用，可以更加全面地展现频谱资源的时空分布，实现频谱资源的智能化管理与利用。
无线电监测和频谱管理培训教材
第二章无线电通信发展史和国际电联什么是无线电波无线电波是电磁谱的一部分，它像水池中的波纹一样像个各方向传播，电场和磁场瞬间变化，以光速进行传播。
电磁谱的组成如图1 所示。
图一 .无线电频谱示意图1873年麦克斯韦尔建立了电磁场理论。
1887年赫兹验证了电磁波的存在。
1895年马克尼发明了无线电，开创了无线电波的实际应用价值。
无线电波的频率范围从3000Hz到3000GHz。
马克尼最初的实验是在较低的频率上进行的。
在马克尼向英国邮政局的官员演示他发明的无线电报后不久，1896年，在船和海岸之间实现了第一次无线电通信，开创了无线电通信的新纪元。
最初的正常通信应用是在1898年英格兰海岸用无线电报报告派救生艇营救海上遇难者。
1901年12月12日马克尼的历史性无线电信号跨越了大西洋。
在马克尼发明无线电报后的几年中，认为只有无线电频谱较低的部分适合无线电通信而且仅能用于有限的用途。
直到1938年开罗会议30MHz 以上的频率划分给业余业务和实验无线电业务。
第二次世界大战的紧急需要几乎一夜就改变了这种观点。
在1943年美国军队制定一个频率高达300MHz 的划分规划。
科学研究和技术的发展以及战争的结果，世界日益增长的需求和空间时代的到来，加速了对无线电通信的需求，频谱的使用和为其划分频率已是必然趋势。
一.频谱划分的发展过程无线电波的传播是没有国界的，使用中必须有某些规划。
各国使用前必须进行协调才能避免相互干扰。
飞机和船舶可以到处在世界范围航行，无线电台要能在世界范围工作，遇险和标准时间和信号频率也需全球范围的协调和保护。
频率划分是与管理和核准使用分不开的，国际和国内都是一样的。
频率的使用和设备有密切关系，事先对设备操作进行规划，确保设备和操作的电磁兼容，设备和使用的国际标准化，以及无线电操作的国际保护，使生产和操作者可以在实际使用很早以前做出计划和实验成为可能，并能知道可用的频率。
国际划分（统一世界使用）将促进无线电设备的生产和标准化。
无线电频谱监测系统
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无线电频谱监测系统
无线电频谱监测系统
Morrow Technologies 公司的无线电频谱监测系统能够监测无线电信号的频谱、电平、带宽、 C/No 等技术参数，并在各个技术参数超出规定的范围时发出报警，使得操作人员能够快速地采 取必要的措施。该频谱监测系统能够自动地观测载波参数，显示出现的干扰信号，并在出现问 题时发出声音报警或网络报警。对于瞬时出现的信号问题，本系统提供数据存储功能，您可以 通过回放纪录的信号参数和频谱来分析出现的异常现象，是一个非常方便的分析工具。
北京天宝世纪信息技术有限公司
北京市海淀区北三环西路 47 号国家外国专家局活动中心 107/111 室 电话：010-82626719，82612157 传真：010-82627860
网址： 电子邮箱：sales@
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无线电频谱监测系统
美国Morrow Technologies公司简介
北京市海淀区北三环西路 47 号国家外国专家局活动中心 107/111 室 电话：010-82626719，82612157 传真：010-82627860
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3.VC70 频谱分析仪
无线电频谱监测系统
4.VC70/800B 频谱分析仪
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1.VC1800 C3500 频谱分析仪
频率范围: 3 MHz - 1.8 GHz*
分辨带宽: 3Hz ~ 1 MHz, 连续可变
频率稳定度: 短期：±3.8x10-10 (VC-OCXO选项可达±1.5x10-10) 温度： ±1.5x10-7 @ 20o ~ 30o C (VC-OCXO选项可达±1.4x10-9) ±7.4x10-7 @ 0o ~ 50o C (VC-OCXO选项可达±7.2x10-9) 长期： ±1x10-6 /年 (VC-OCXO选项可达±1x10-7)
国家无线电监测中心主任刘岩：全力做好频谱管理支撑工作
机制 。进一步提高台站 数据库数据的完整性和准确性 ，巩 固
和扩大台站规范化管理专项活动的成果 。
全 面 提 升 无 线 电 蕾理 应急 保 障 能 力 。坚 持 机制 建 设 、组
织建设和装备建设三管齐下 ，加强重大活动保障工作机 制、 突发事件应急预案体系、应急保障频率储备和技术装备的建 设 ，提高无线电安全保障能 力和应急处置的硬件支撑能力 。
进固定资产管理工作常态化 。制 定 《 基础技术设施使用管理 手册 》，完善项 目库制度、专家组制度和标准化制度 ，健全
基础技术设施建设工作机制 。抓紧实施重大项 目建设 ，提高 项目执行率 。 做 好服务国防建设的工作。 加强军地频率台站管理协调 ， 做好军地 频率干扰查处工作 。加大对军用频率的保护力度 ， 配合军队做好重大演习 、重要任 务及重点型号装备试验 的保 障工作 。加强预备役电磁频管部队建 设 ，配合完成预征装 备 调查工作 ，加快提升战斗力 。 加强宣传和政务信患 工作 。完善宣传工作机制 ，整合全 系统的力量开展宣传工作 。组织开展好宣传月活动 ，努力创 新方法 、增强实效 。加强主流媒体宣传和政务信息工作 ，力 争政务信息发布量走在全国前列 。
核 准 业务 。
术引领作用 ，推进国际 、国内标 准化 建设 ，继续制订和组织
制 订一批高质量标准规范 ，不断推进标准体系建设 。建立健 全 政策研究体系 ，积极参与重大决策相关研究 ，跟踪研究国
五是 推进 无线 电管理 信患化 工作 。逐步完善无线电管 理一体化平台框架体系 ，继续做好保密网立项 、建设及测评 技术准备工作 。利用现有验证平台和信息技术标准 ，开展相
无线电频谱管理的频谱利用实施(七)
无线电频谱管理的频谱利用实施1. 介绍无线电频谱是指无线电波在空间中的频率范围，是无线电通信的基础资源。
频谱的合理利用对于国家的信息化建设、经济发展和社会稳定具有至关重要的意义。
然而，随着通信技术的飞速发展和无线电业务的不断增加，频谱资源的紧张和频谱管理的难度也在增加。
因此，如何实施有效的频谱利用管理成为了各国无线电管理部门和相关行业的重要课题。
2. 频谱监测和频谱分配频谱监测是指通过对无线电频谱进行监测和分析，以获取频谱利用状况和发现频谱干扰的技术手段。
频谱监测可以帮助无线电管理部门了解频谱使用情况，及时发现和解决频谱干扰问题，保障无线电通信的顺利进行。
同时，频谱分配是指无线电管理部门根据频谱监测结果和需求情况，对频谱资源进行合理的分配和规划，确保各种无线电业务间的频谱资源互不干扰，最大限度地提高频谱利用效率。
3. 智能无线电技术智能无线电技术是指利用先进的通信技术和智能化的频谱管理手段，以实现频谱资源的动态共享和高效利用。
通过智能无线电技术，无线电频谱可以根据实际需求进行实时动态分配，从而在保障各种无线电业务通信质量的前提下，最大限度地提高频谱资源的利用效率。
智能无线电技术的应用将对未来无线电通信的发展产生深远的影响，有望成为频谱利用实施的重要手段。
4. 频谱政策和法规频谱政策和法规是指国家对于频谱管理的政策导向和法律规范。
通过制定科学合理的频谱政策和法规，可以引导各无线电管理部门和无线电业务使用者在频谱利用方面遵循统一的规范和标准，保障频谱资源的有序开发和利用。
同时，频谱政策和法规也可以为频谱监测、频谱分配、智能无线电技术等频谱利用实施提供制度保障。
5. 频谱共享和开放频谱共享和开放是指在频谱管理中，鼓励各种无线电业务之间进行频谱资源的共享和开放。
通过促进频谱资源的共享和开放，可以充分发挥频谱资源的价值，提高频谱利用效率，降低频谱管理成本，促进无线电通信技术的创新和发展。
同时，频谱共享和开放也可以为不同无线电业务提供更多的发展机会，促进无线电产业的健康发展。
认知无线电频谱检测技术浅析
认知无线电频谱检测技术浅析
吕雄
【期刊名称】《中国水运（下半月）》
【年(卷),期】2008(008)011
【摘要】在软件无线电上发展起来的认知无线电技术旨在解决目前频谱利用率低的难题,而准确快速的频谱检测技术是其实现的关键.文章分析了几种常用的频谱检测方法,比较了它们的优缺点.指出,由于相关检测需要待检测信号的先验知识,所以相关检测的方法并不适合用来进行频谱检测,联合无需待测信号先验知识的能量检测和循环平稳特征检测的方法将是今后进一步深入研究的方向.
【总页数】3页(P145-146,148)
【作者】吕雄
【作者单位】长江上海通信管理局,上海,200010
【正文语种】中文
【中图分类】TN421
【相关文献】
1.认知无线电中簇分集协作的频谱检测算法 [J], 时颖;孔红;;
2.基于认知无线电的频谱检测方法研究 [J], 陈志刚;程水军;
3.基于不完美频谱检测的认知无线电网络资源分配 [J], 唐丽萍; 江逸伦
4.认知无线电中频谱检测算法研究与仿真 [J], 王业启
5.认知无线电中基于压缩感知的非重构频谱检测算法 [J], 安爽; 邵建华
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102监 测 站 的 分 类
根据性能分类 无线电监测站是执行无线电监测任务的技术设备及附属设施；根据系统功能和 设备配置分为I级无线电监测站、II级无线电监测站、III级无线电监测站、IV级无 线电监测站。
I级无线电监测站：具有测量、测向和监听等功能，主要技术指 标测向精度≤2度、测向灵敏度≤2~10 µV/m等满足规范要求；
便于个人携带 的无线电监测 设备。
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102监 测 站 的 分 类
固定监测站示例
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102监 测 站 的 分 类
固定监测站示例
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102监 测 站 的 分 类
移动监测站示例
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102监 测 站 的 分 类
可搬移监测站示例
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102监 测 站 的 分 类
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13.1 美 国 TC I 公 司 监 测 测 向 系 统
TCI公司简介
TCI 公司总部位于美国加州硅谷， 1968成立，长期为美国军方提供产品， 是美国最主要的频谱监测产品供应商。
嵘兴公司是TCI公司战略合作伙伴和 产品代理商。 TCI系列产品与嵘兴无线电 监测测向系统结合，使系统的内容表现形 式更加专业化、软件操作界面更为人性化
II级无线电监测站：具有测量、测向和监听等功能，主要技术 指标测向精度≤3度、测向灵敏度≤5~14 µV/m等满足规范要求；
III级无线电监测站：具有测量、监听等功能，可扩展成测向功 能（具有测向功能的国产监测测向设备）；
IV级无线电监测站：具有测量、监听功能（小型监测站或传感 器监测站）；
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9091 HF
820C HF
803 V/UHF
803E V/U/SHF
903S V/U/SHF
920 V/U/SHF
频谱监测
707小型监测
信号搜索 与侦测
727窄带监测测向
AOA
Monitor/TDOA
737宽带监测测向 HF/V/U/SHF
767 = 737s + 707s
350新一代黑鸟系统
天线系统
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13.1 美 国 TC I 公 司 监 测 测 向 系 统
TCI 频谱监测产品应用遍布全球，包括我国台湾全部采用TCI，同时在其他 15个省、直辖市（北京、上海、重庆）也已经广泛应用。
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13.1 美 国 TC I 公 司 监 测 测 向 系 统
TCI产品体系
通信情报
102监 测 站 的 分 类
根据使用模式分类 根据实际使用模式分为固定监测站、移动监测站、可搬移监测站、便携式监测设备。
固定监测站
移动监测站
可搬移监测站 便携式监测设备
设置在固定地 点实施监测的 无线电监测站。
设置在运载工 具中，可在移 动或静止状态 下实施监测的 无线电监测站。
可搬移到车辆 或固定场所临 时设置，承担 监测任务的无 线电监测站。
上海市无线电监测网由2 个RS DDF05E固定站监测 站， 5个RS DDF05M固定 站监测站,3个TCI735固定 监测站，4个TCI737固定 监测站以及移动监测站等 组成，对上海的重点区域 进行了全面覆盖。
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C 目录 ONTENTS 01 监测网的分类 02 监测站的分类 03 常用的监测测向系统 04 监测站的系统集成
TCI350新一代“黑鸟”系统
全新的TCI8240射频前端，覆盖HF、 VHF、UHF频段（10 kHz至3000 MHz）； 保留原“黑鸟”系统的所有功能； 高速数据存储，回溯式监测和信号分 析（9TB/300M，可扩展）； 强大的多用于多任务功能； 完善的任务系统
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13.1 美 国 TC I 公 司 监 测 测 向 系 统
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C 目录 ONTENTS 01 监测网的分类 02 监测站的分类 03 常用的监测测向系统 04 监测站的系统集成
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101监 测 网 的 分 类 无线电监测网分A、B、C三级
A级无线电监测网
• 一个无线电监测指 挥控制中心
• 至少三个I级无线电 监测站
• 一个无线电检测室 • 相关附属设施
HF测向（固定） HF测向（移动）HF监测
V/U/SHF监测测向（固定/移动/可搬移）
专业行业软件的设计和开发
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13.1 美 国 TC I 公 司 监 测 测 向 系 统
TCI系统特点 独特的设计理念，形成了独树一帜的技术特点
结构简单、稳定性好 监测测向一体化（主机、天线）； 良好的军工品质；
B级无线电监测网
• 一个无线电监测指 挥控制中心
• 至少三个II级无线 电监测站
• 一个无线电检测室 • 相关附属设施
C级无线电监测网
• 一个无线电监测指 挥控制中心
• 两个ห้องสมุดไป่ตู้I级无线电监 测站
• 一个无线电检测室 • 相关附属设施
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101监 测 网 的 分 类
上海市已建成A级监测网
石永新 2015年7月14日
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为了保证正常的信息传递，维护空中无线电波秩序，有 效地利用有限的频谱资源，建立与完善无线电监测手段，加 强无线电监测工作，对实施科学的频谱管理具有重要的现实 意义。
无线电频谱监测为干扰协调提供技术依据，确保各种无 线电设备正常运行，是科学实施无线电频谱管理的技术保证， 是日常无线电频谱管理的重要组成部分。
安装快捷，便于使用 完善的自动校准和自检功能； 多用户多任务功能； 优良的扩展能力；
适应复杂多变电磁环境 双中频带宽，宽窄带相结合； 具有极强的抗同频干扰能力（3dB）； 一体化无源天线技术；
TCI 350新一代黑鸟系统 TCI 737系统
TCI 707系统
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13.1 美 国 TC I 公 司 监 测 测 向 系 统
便携式监测设备示例
PR100
RX-856P
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102监 测 站 的 分 类
小型监测站示例
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C 目录 ONTENTS 01 监测网的分类 02 监测站的分类 03 常用的监测测向系统 04 监测站的系统集成
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03 常用的监测测向系统
3.1美国TCI公司监测测向系统 3.2德国RS公司监测测向系统 3.3法国THLAS公司监测测向系统 3.4国产监测测向系统