海南大学信息科学技术学院.

面向频谱数据库的电磁频谱检测系统郭霞;张永辉;陈真佳;刘伟【摘要】频谱数据包含无线电信号的全息特征,针对频谱数据结构复杂、数据量大且利用率低的问题,提出一种基于频谱数据库的电磁信号检测系统.在实现通用的频谱检测功能的前提下,将频谱数据实时地保存到数据库中,用于后期有效信息的提取和分析.系统使用上位机向主控模块发送频谱检测的指令,由主控模块驱动信号采集模块进行数据采集并将其存储到数据库中.实例验证了系统的可行性以及数据的准确性,为实现对有限频谱资源的高效利用提供了一种新思路.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2019(042)008【总页数】5页(P29-33)【关键词】频谱数据库;信号采集;电磁信号;数据分析;频谱检测;多进程;TCP/IP协议【作者】郭霞;张永辉;陈真佳;刘伟【作者单位】海南大学信息科学技术学院,海南海口 570228;海南大学信息科学技术学院,海南海口 570228;海南大学信息科学技术学院,海南海口 570228;海南大学信息科学技术学院,海南海口 570228【正文语种】中文【中图分类】TN781-34;TP3910 引言当前，无线通信业务的迅猛发展使得对频谱资源的需求日益增加，但可用的频谱资源却越来越少。

由此衍生的非法占用授权频段的事件频繁发生，已经严重损害到授权用户的正常通信。

现如今的频谱检测设备虽然可以实时检测到某些频段有异常信号，但往往受限于有限的存储空间，不能将所有频谱数据实时保存下来，用于后续的数据分析和处理。

文献[1-4]对多种频谱检测的算法进行了研究，实现了对无线电信号的实时检测，但是都未对频谱数据进行有效的存储与管理。

能量检测和循环平稳特征检测是目前最常用的有效频谱检测技术。

文献[5]对能量检测和循环平稳特征检测两种方法进行了性能比较，循环平稳特征检测虽然检测准确性高但存在着计算复杂度大、检测时间长的问题，不适用于长期的实时检测；能量检测虽然受噪声影响较大，但是实现简单、计算复杂度低、速度较快，被广泛应用于认知无线电网络中。

1、海南大学热带农业与生命科学学部：农学院、园艺园林学院、环境与植物保护学院、海洋学院理工学部：材料与化工学院、食品学院、土木建筑工程学院、机电工程学院、信息科学技术学院人文学部：人文传播学院、外国语学院、艺术学院、国际文化交流学院、体育部社会科学部：法学院、政治与公共管理学院、经济与管理学院、旅游学院、马克思主义学院继续教育学院：2、海南师范大学教育科学学院、信息科学技术学院、初等教育学院、文学院、物理与电子工程学院、化学与化工学院、政法学院、经济与管理学院、生命科学学院、外国语学院、体育学院、音乐学院、美术学院、地理与旅游学院、国际文化交流学院，数学与统计学院、继续教育学院3、海南医学院高等职业教育学院、国际教育学院、临床学院、中医学院、管理学院、理学院（基础医学部）药学院、公共卫生学院、国际护理学院、口腔医学院、热带医学与检验医学院、人文社会科学部、信息技术部（医学信息系）、外语部、体育部4、三亚航空：民航运输系、机电工程系、酒店与旅游管理系、基础教学部、外国语言系、海运工程系5、海南工商职业学院6、琼州学院人文社科学院、旅游管理学院、外国语学院、理工学院、电子信息工程学院、生物科学技术学院、教育科学学院、体育学院、艺术学院、继续教育学7、琼台师专中文系、数理系、信息技术系、外语系、学前教育系、音乐舞蹈系、美术系、体育系、政治与公共管理系8、海南经贸职业技术学院国际贸易系、工商管理系、应用外语系、信息技术系、艺术设计系、机电工程系、思想教育部、继续教育部、财务管理系、旅游管理系、公共教学部98、海口经济学院公共管理学院、经济贸易学院、旅游学院、艺术学院、信息工程学院、涉外经济学院、工程技术学院、国际教育学院、基础课部、体育教学部、思政教学部10、三亚学院社会发展学院、法学分院、财经分院、管理分院、旅游管理分院、人文与传播分院、艺术分院、外语分院、理工分院、公共基础教育分院、国际旅游分院、国际教育分院、音乐分院11、海南政法学院（只有专业设置）12、海南外国语学院应用英语系、商务英语系、东语系、西语系、旅游系、公共教学部、社科部13、三亚城市职业学院旅游管理系、酒店管理系、商务外语系、市场营销系、计算机系、基础部14、三亚理工职业学院15、海南软件职业技术学院软件工程系、网络工程系、信息管理系、数码设计系、电子工程系、艺术传媒系、基础教育部、外语与旅游系、社会科学部、16、海南科技职业技术学院机电工程学院、生物与化工学院、软件工程学院、经济管理学院、海航学院、艺术设计与建筑工程学院、太阳能工程学院、思想政治教学部17、海南广播电视大学开放教育学院、自考管理管理学院、成人教育学院、继续教育学院、中专校。

海南大学信息科学技术学院简介海南大学信息科学技术学院现设有电子信息工程系、计算机科学与技术系、应用数学系、通信工程系等4个系和公共计算机教学中心、公共数学教学中心等2个公共教学中心。

拥有省级电子实验示范中心和公共计算机实验示范中心，实验室面积达4000多平方米，仪器设备总值近3000万元，建立校内外实习基地25个。

有电子信息工程、计算机科学与技术、通信工程、信息与计算机科学、数学与应用数学、信息安全等6个本科专业。

有通信与信息系统、计算机应用技术、信号与处理、应用数学等4个硕士学位点。

目前，各类在校学生2704名，其中硕士生176人，本科生2248人，全日制成教生280人，是海南大学规模最大的学院之一。

现有在编教职工162人，其中专任教师147人，专任教师中有正高职称21人，副高职称41人。

具有博士学位的教师18人，硕士学位75人。

聘请包括中国工程院院士李衍达、姚建铨教授等20多位国内外著名专家、学者作为学院特聘教授或兼职教授。

学院逐渐形成了一支高学历、高素质、结构合理、富有朝气的教师队伍。

近5年来，学院在教学科研等方面工作取得可喜的成绩，共承担省部级以上科研项目，包括国家自然科学基金、国家支撑项目等30余项；发明专利2项，实用新型专利1项。

发表学术专著、出版各类教材29部，发表学术论文323篇。

学院一共有4门课程被评为海南省精品课程，有1门课程被评为海南省重点课程，省重点实验室1个，省级重点学科1个，有省级实验教学示范中心2个，分别有13门课程被评为海南大学精品课程、重点课程和优秀课程。

获得省级教学成果一等奖4项、二等奖2项、三等奖4项，1人被评为“全国师德先进个人”，2人被评为“海南大学师德标兵”，2人获得海南省高等学校青年教师教学大赛“教学十佳”称号，20多位教师被学生评为“海南大学最受欢迎教师”。

计算机科学与技术专业培养目标：培养具有良好的科学素养，系统地、较好地掌握计算机科学与技术的基本理论、基础知识、基本技能和方法，具有专业技能、有社会意识和能从事计算机系统的研究、设计、开发、和应用，具有国际竞争力的工程师和技师。

信息学院迎新晚会主持词（幕后）A：有请free街舞协会为我们带来精彩的开场秀A:尊敬的各位领导，各位来宾B：亲爱的老师们，同学们，大家ABCD：晚上好！A：欢迎大家来到2014-2015海南大学信息科学技术学院喜食杯"Special School,Special You"新生才艺大赛暨迎新晚会的现场，我是今晚的主持人崇恺B：我是兰兰C：我是谭翀D：我是王菁B：首先，请允许我为大家介绍莅临本次晚会的领导和嘉宾，他们是：………A：还有本次比赛的评委们艺术学院王立老师校艺术团团长周琳琳老师材料与化工学院团委书记郑鹏老师信息科学技术学院学工办主任伍庆清老师信息科学技术学院学工办欧少红老师C:让我们再次以热烈的掌声欢迎他们的到来。

C：同时也要感谢喜食新加坡主题餐厅、青年视觉摄影馆、品缘阁天然水晶、贺彩全草养发会所以及南洋公社影视对我们的大力支持D: 今晚来到现场的还有各学院的团委副书记、学生会主席和文娱部部长，让我们用热烈的掌声对各位的到来表示最诚挚的感谢！A：同时，我们也对今晚到场的海南大学信息科学技术学院所有14级新生们表示热烈的欢迎！A:下面首先让我们以热烈的掌声有请黄梦醒院长为我们致辞A：感谢黄院长的精彩致辞A：青春如歌，悦动的音符和激昂的旋律相互交织B：青春如画，梦想的色彩和现实的线条共同绘制C：以青春之名，一起show出信息学子的精彩D：以青春之名，邀您共享这个美好的夜晚C：下面请允许我宣布，2014-2015海南大学信息科学技术学院喜食杯"Special School,Special You"新生才艺大赛暨迎新晚会合：正式开始！B:下面，进入本场晚会的第一篇章你好-明天D：首先有请网络工程新生给我们带来小品《笑与哭》，掌声有请3.拉丁舞青春舞协报幕人：崇凯周兰兰男：说到婀娜、热情、动感，你能想到什么舞蹈女：那当然是拉丁舞了男：那说道拉丁舞，前段时间你有去看过舞林盛会吗女：当然去了，青春舞协跳的拉丁舞还让我意犹未尽呢男：那你今天就有福利了，有请青春舞协为我们带来拉丁舞表演女：掌声有请4.舞台剧《桃殇》应用数学新生报幕人：谭翀王菁男：感谢青春舞协的同学为我们带来的精彩舞蹈女：前世今生的等待，最终换来的是他的幸福。

官方微信：海南大学信息科学技术学院2015年硕士研究生招生简章热忱欢迎广大考生报考海南大学信息科学技术学院！学院现拥有信息与通信工程一级学科博士点1个；信息与通信工程、计算机科学与技术一级学科硕士学位点2个；应用数学二级学科硕士学位点1个；电子与通信工程领域工程硕士、软件工程领域工程硕士专业学位点2个。

设有电子信息工程、通信工程、信息安全、计算机科学与技术、应用数学、信息与计算科、网络工程等七个本科专业；拥有海南大学“211工程”重点建设学科“海洋通信与信息岛建设”，省级重点学科通信与信息系统、海南省internet信息检索重点实验室、海南省海洋通信与网络技术工程中心、省级电子实验示范中心和计算机基础实验示范中心，学院实验室面积达3000多平方米，仪器设备总值近4000万元。

学院现有在编教职工181人，专任教师172人，其中教授37人，副高职称52人。

具有博士学位的教师34人，博士、硕士学位的教师占专任教师的比率达80%；学院聘请了包括中国科学院方滨兴院士、姚建铨院士、周巢尘院士等20多位国内外著名专家、学者作为学院特聘教授或兼职教授，逐渐形成了一支高学历、高素质、结构合理、富有朝气的教师队伍。

近年来，学院在教学、教改、科研等方面工作取得可喜的成绩，共承担省部级以上科研项目，包括国家自然科学基金、国家支撑项目等240余项，受资助经费2000余万元；科研获得各类奖项65项，其中省部级以上科研成果奖27项。

获发明专利40多项，实用新型专利10多项；出版学术专著、各类教材53部，发表学术论文400余篇，其中被SCI、EI、ISTP 收录的论文200余篇。

教师队伍中涌现出一批先进人物：1人被评为“全国师德先进个人”，1人被获得2013年海南省五四青年奖章，2人被评为海南省“教学名师”，2人获宝钢优秀教师奖，有6人入选海南省“515人才工程”。

学院共有5门海南省精品课程，1门海南省重点课程，3个省级特色专业建设点，18门海南大学精品课程、重点课程和优秀课程，省级教学成果一等奖4项、二等奖2项、三等奖4项。

海南大学信息科学技术学院海南纽康信息系统有限公司实习基地一、基本情况海南纽康信息系统有限公司是由海南海大信息产业园有限公司、日本电气株式会社（NEC 公司，世界500强）、日本纽康株式会社和日本索希克斯株式会社，于2004年5月27日在海南省共同投资设立的合资公司，于2004年10月份开始运作。

在一年的时间中，公司已承接和参与了九个来自日本的软件开发项目，完成情况很好，得到了日本合作商的认可。

公司从事软件开发，主要的市场在日本。

海南纽康信息系统有限公司的员工主要为我校的毕业生。

2004年6月底，该公司从我校招聘了27名优秀毕业生，经过半年的实地培训和工作，我校毕业生得到公司及日本合作商的赞赏。

2005年6月底为扩大公司的规模，又招聘了海大毕业生20名生。

该公司计划用三年时间发展成为拥有180名员工的软件开发公司。

海南纽康信息系统有限公司成立大会（摄影：王华）二、实习目的和内容派往海南纽康信息系统有限公司实习培训的海大学生主要以集中强化培训为主，2004年实习强化培训了83人，为期三个多月，总课时达180学时，内容包括软件工程、软件开发和日语培训。

2005年参加实习强化培训的有76人，为期三个多月，总课时160学时，内容包括软件工程、软件开发和日语培训。

实习培训内容与日本市场对软件产品的技术需求紧密联系。

实习培训中的优秀学生，一旦毕业便马上被该公司招聘为正式员工。

三、指导教师及相关人员海南纽康信息系统有限公司实习基地海大指导教师有：符华儿、杜文才、陈明锐、周开利、钟声和陈褒丹等；纽康公司指导教师有：陈春华、丘京和顾鑫等。

四、科研和生产技术活动学生在实习培训过程中，便开始接触一些来自日本的软件开发项目案例，并模拟或程度不同地实际参与应用软件开发，从中不断提高自己的理论水平和实际工作能力。

在校期间曾经在纽康公司实习培训的海大毕业生、公司员工吴行飞说：“刚接项目时，面对不知所以然的功能设计书，从未接触过的大量代码，感到十分紧张。

海南大学信息科学技术学院海南海大信息产业园有限公司实习基地一、基本情况海南海大信息产业园位于海南省海口市沿江五路以南、甸昆路以西、世纪大桥北岸，占地面积250亩。

1999年4月8日，海南省发展计划厅“琼计科技[1999]214号”文件“海南省发展计划厅关于海大信息产业园项目建议书的批复”，批准了海大信息产业园的立项申请。

海南省将海大信息产业园纳入十五发展规划，海口市亦将我校产业园列入高新技术产业群，作为重点发展的园区之一。

2003年9月，海南海大信息产业园有限公司与海南建鸿实业有限公司合作进行海大信息产业园园区250亩地的填土工程。

2004年2月，海南海大信息产业园有限公司、日本国ニュ—コン株式会社、株式会社ソルクシーズ和日本電気株式会社（即NEC公司），根据《中华人民共和国中外合资经营企业法》和中国的其他有关法规，经友好协商，在中华人民共和国海南省，共同投资设立合资的海南钮康信息系统有限公司。

2004年10月，经信息产业部国家信息化工程师认证考试管理中心评估，海南海大信息产业园有限公司被授予“国家网络技术水平考试认证考试中心”资格。

二、实习目的和内容2002年起我院每年均有学生在海南海大信息产业园有限公司参加产生实践实习活动，2002年至2004年电子信息工程和计算机与技术等专业学生在海南海大信息产业园有限公司参加实习，主要担负中国联通宽带网日常维护和安装调试等实践性操作性很强的工作。

2005年，考虑到学生实际操作技能还比较薄弱，在一岗前，海南海大信息产业园有限公司组织了实习学生进行了操作与上岗前集中强化培训，为加强学生的实践操作技能，采取了集中强化培训，共培训了37人，为期三个多月，总课时达170学时，内容主要为“国家信息化工程师认证”考试(NCNE)培训，有部分学生还通过了“NCNE网络技术一级工程师认证”资格考试。

三、指导教师及相关人员海南海大信息产业园有限公司实习基地的指导教师和人员主要有：符华儿、梁健、周开利、陈褒丹、刘文进、郑尚魁、易家傅、符传理等。

基于多级软频率复用的动态频谱复用方案研究徐梓瀛;周又玲;张亚洲【摘要】针对5G技术发展带来的微小区、微微小区等越来越多的情况,为了提高这些无线通信用户密集地区的频谱效率,根据多级软频率复用(Multilevel Soft Frequency,ML-SFR)的思路,利用功率控制的方法结合动态频谱接入技术中的非授权用户对授权用户的避让策略,设计了一种动态频谱复用方案,定义了功率控制参数k,并采用仿真实验的方法研究了k与信噪比以及频谱效率的关系.%With the development of 5G technology,there would be more and more micro cell.To improve the spectrum efficiency of the dense region of wireless users,based on multilevel soft frequency reuse (ML-SFR),the power control and avoidance strategy of non authorized users to authorized user of dynamic spectrum access (DSA) technique were used to design a dynamic spectrum reuse scheme.And a power control parameter K was defined,and the simulation experiments were performed to analyze the relationship among k and signal to noise ratio and spectrum efficiency.【期刊名称】《海南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(035)001【总页数】5页(P26-30)【关键词】频谱复用;频谱效率;功率控制【作者】徐梓瀛;周又玲;张亚洲【作者单位】海南大学信息科学技术学院,海南海口570228;海南大学信息科学技术学院,海南海口570228;海南大学信息科学技术学院,海南海口570228【正文语种】中文【中图分类】TN99随着各种智能终端的普及，移动数据流量将呈现爆炸式增长，在未来5G 网络中，减小小区半径，增加低功率节点数量，是保证未来5G网络支持1 000倍流量增长的核心技术之一[1].因此，超密集异构网络成为未来5G 网络提高数据流量的关键技术[2].传统的蜂窝网络频谱复用方案很难满足超密集异构网络的对频谱的需求，因此笔者针对超密集异构网络的频谱复用方案进行了分析研究，设计了一种动态频谱复用方案.根据文献[3]中提出的多级软频率复用的思路，模拟小区中的用户在移动过程中切换频率的过程，如图1所示.在使用多级软频率复用方案的小区中，一个用户从小区中心A往B点移动，然后经过点C，D，E，最后移动到其他小区.此过程中，由于多级软频率复用技术对不同位置的频段的分配，该用户使用的频段将从B1跳到B2，再跳转到B3，B4，B5，转到B5后再往小区内部移动，此时并不会跳转回B4，B3，B2，而是保持在B5的频段，最终直到用户移动到其他小区.分析上述频率切换过程，发现其频段切换的思路方法可以应用于认知无线电中的动态频谱接入技术：在不对其他用户造成影响的前提下，根据地理位置的动态变换自主选择接入的频段.从多级软频率复用技术的思路出发，结合动态频谱接入技术中重点考虑的授权用户接入时的避让策略，设计了一种基于多级软频率复用的动态频谱复用方案，并根据此方案进行了仿真以测试其性能.图2中每个小区的可用频段被分为了相互正交的B1，B2，B33个部分.在同一个小区中，通过划分主载波与副载波的方式将B1，B2，B33个频段相互组合，使相邻小区间的主载波相互正交，从而达到消除相邻小区边缘用户的干扰问题.软频率复用技术可以直接拓展到时域成为软时间复用技术[5]，或作为一种在3GPP中增强小区间干扰协调(Inter Cell Interference Coordination，ICIC)的手段[6].一个四级软频率复用(SFR-4)如图3所示.大量实验结果表明多级软频率复用技术的小区边缘频谱效率比传统软频率复用技术要高5倍，同时其整体频谱效率也提高了31%.多级软频率复用技术能很好地应用在4G系统中，而且也将是未来的5G系统关键技术之一[7].根据多级软频率复用的思想，由R1，R2，R3来规划B，C，D3个授权用户所使用频率的发送功率.为了使A的发送功率不对授权用户产生影响，因此其发送功率的覆盖范围应当为算法流程如下(假设所有频谱感知结果充分)：步骤1 通信开始，对全频段进行频谱感知；步骤2 根据感知结果选择未被占用的通信频段并接入该频段；步骤3 利用步骤1中感知到的距离最近的同频复用用户的距离R与其发射功率P，通过式(2)计算得到功率控制参数k，再与P计算得到最终的发射功率；步骤4 对当前占用频段进行频谱感知，若发现有授权用户接入该频段则转回步骤1；步骤5 检查通信是否结束，若没有结束则转回步骤4；步骤6 通信结束.假设用户C接收到B的信号功率是Pb，接收到A的信号功率为Pa，接收到来自其他同频率用户的信号功率为Px，N是C接收到的噪声和.由于必须保证授权用户A的通信质量，因此k的取值必须小于0.5.A与B的发射功率都为P.接收用户的信噪比(SINR)建立一个采用OFDM系统的蜂窝网络仿真环境，小区半径采用300 m，根据文献[8]中的参数进行仿真.根据香农公式计算频谱效率,由于频谱感知充分，因此在算法中可以避免同频干扰，从而使Px=0.对比Px=1和2的情况，在仿真结果中可以明显看到SINR整体有所提高.当同频干扰确定时，SINR会随着k的增大而减小，而频谱效率也会随着k的增大而降低.根据k的定义，k取值越大，其功率覆盖范围就越大，但是对授权用户的影响也随之增大，同时边缘用户的SINR也会随之减小，从而使整体的频谱效率减小.图6中的仿真结果与预期的结果一致：在同频干扰一定的情况下，k的取值越小，边缘用户的SINR与频谱效率就越高.因此，在该方案中缩小k的取值是提高边缘用户与频谱效率的有效方法之一.但k的取值每减小10%，其功率覆盖范围就要缩小19%，相当于小区整体容量减少19%.因此，k的具体取值要根据实际的小区预计容量以及对边缘用户SINR的要求来确定.根据多级软频率复用的思路，以功率控制为基础，研究了一种提高频谱效率的动态频谱接入方法，在此基础上定义了一个功率控制参数k，并利用该参数进行了仿真实验，得出了在该方案下减小k的取值是提高边缘用户与频谱效率的有效方法之一.但减小k的取值意味着小区容量的大幅度减小，如何在小区容量和边缘用户的SINR及频谱效率之间选择成为了k的取值的问题.下一步工作将会以仿真的条件和结果为基础，测试在k的不同取值的条件下收集实验数据来评测k的取值与小区容量以及边缘用户SINR的具体关系.。