无线信道监测数据探讨范文

《上海信息化杂志》2014年第十二期

一、利用统计特性分析监测数据

无线电监测工作正面临着探索面向任务的工作模式向面向数据的工作模式转变，而面向数据的监测工作模式就是要在海量的日常监测数据中，统计分析出有意义的无线信道特征指标。对于无线电管理和监测工作有意义的无线信道特征指标包括：信道噪声电平、信道上的信号数量、信道上的信号电平以及信道占用度等。离线监测数据由监测接收机执行频谱扫描任务采集而来，其基本的数据格式如表1所示。其中，每个频点就是一个无线信道，该无线信道的频谱带宽由接收机扫描任务中设置的中频带宽决定。根据排序，可以得到在扫描时间内每个信道的电平值序列，从而对这个序列进行结合无线通信原理的统计分析研究。这些统计分析的方法，可以包括均值、方差这些二阶矩分析，也可以有概率密度分布和高阶矩分析等内容。

图1所示为2014年1月14日下午六分钟内监测到的160.65MHz中心频点上接收信号的电平值。从图1中电平的变化可以明显看到，在不同时刻内射频信道被无线随机信号所占用。我们可以通过提取有效的信号片段，对其统计特征进行分析，从而达到准确分辨信号性质、建立针对多个信号及其传播环境和场景的定性定量特征描述的目的。图2、图3、图4分别显示了基于图1信号中的有效片段样本内信号电平均值、电平方差、以及片段时长的统计特征。从图2可以看到，信号电平均值呈现出单一的m-Nakagami分布，图3中的电平方差以及图4中的片段时长则均呈现出多个分布相叠加的状态。通过对统计特征中分布组合的形式，以及独立分布的参数特征，就能够对信道及其占用信号进行合理的分析。

二、开展研究工作思考

根据目前无线电监测工作的实际情况，利用无线信道的统计特性来分析监测数据库，需要切合实际工作分步骤、分阶段地开展研究，才能最终形成一套可以推广使用的分析工具和监测数据库标准之一。因此可以针对性地开展如下研究工作：对无线信道特征分析的理论研究。面对海量的无线电监测数据，需要在理论层面对这些离线数据进行统计分析的研究，并要确保采用的统计分析方法具有可靠性和自动化实施成熟度，为进一步进行自动算法的研究和软件开发打好理论基础。对信道特征参数进行研究。最基本和重要的无线信道特征参数包括：信道噪声、信道占用度和最大电平值。但也需要探索在对离线数据进行统计分析时，能否发掘和得到更多有价值的信道特征参数，用以实现有价值的监测分析和支持无线频谱管理工作。对无线信道特征分析模型的自动算法进行研究。

有了合适的统计分析方法，明确了可以获得的信道特征参数，需要对这种统计分析进行自动化实施。自动算法的研究和实现，关系到研究成果转化的效率和可靠性，这是本课题研究的一个重点。开发基于监测数据的无线信道特征分析处理软件。首先可以根据算法，开发无线信道特征分析软件的简单原型，使之能够针对相应格式的无线电监测数据文件进行信道特征分析，且能支持输入通用的数据文件格式，如：Excel、Txt和Mdb等。并且使计算出的信道特征参数能够呈现和自动生成相应简单报表。

此外，进行实际发射实验的测试验证。验证和评估在不同类型监测接收机和不同发射信号类型情况下，算法的准确性和适用性。同时通过测试验证，充分总结现有方法的优缺点，对于下一阶段的研究工作的重点提出展望和路径介绍。对无线信道监测数据的深度挖掘，可以有效地掌握频率使用情况，有助于清理和回收长期不用的频点和非法频率，对频率和台站数据库起到有利的支撑作用。同时建立样本数据库对不明信号进行标注比对，对无线电发射的参数进行测量，对可疑信号进行监听，才能主动发现和查处非法使用的无线电台，减少无线电干扰和非法设台现象的发生。

作者：刘亚秋