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基于无线电定位技术的全频段电磁频谱监测系统摘要：由于进行全频段电磁频谱监测的过程中，没有对原始电磁频谱信号去噪、归一化预处理，导致系统虚警率较高，为此设计基于无线电定位技术的全频段电磁频谱监测系统。
系统硬件方面对监测器进行了选型与设计；软件方面，对原始电磁频谱信号去噪、归一化预处理，根据预处理结果，提取全频段电磁频谱变化特征，利用无线电定位技术对异常频带定位，以此实现全频段电磁频谱监测。
经实验证明，设计系统虚警率低于传统系统，具有良好的可行性。
关键词：无线电定位技术；全频段；电磁频谱；监测系统；监测器；中图分类号:TN98文献标识码:A0引言近几年，无线通信技术飞速发展，无线电通信业数量与日倍增，在有限的无线电频段资源下，随着通信数量的增加，使得频谱资源越发拥挤，频段通信环境越发恶劣，受到某些因素的干扰，频段内噪声较高，会直接影响到无线通信质量，因此要采取有效的手段和技术，对频段电磁频谱进行实时监测，开展对用频设备的辐射信号采集、统计分析、异常信号识别以及定位等一系列监测工作，及时发现异常现象，对其采取有效的措施，保障频段无线通信质量和安全。
由于无线电通信设备种类和数量较多，并且电磁环境比较复杂，导致全频段电磁频谱监测具有较高的难度。
此外，国内对于全频段电磁频谱监测系统研发与设计起步比较晚，相关的系统研发技术还不够成熟，现有的系统在实际应用中虚警率较高，经常出现虚假报警，已经无法满足实际需求，为此提出基于无线电定位技术的全频段电磁频谱监测系统。
1全频段电磁频谱监测系统硬件设计系统硬件主要为监测设备，其功能是通过对频段扫描获取到电磁频谱信号。
监测设备主要由天线、侧向天线阵、主机、电缆、GPS、三脚架、功分器以及笔记本电脑组成，下图为系统硬件拓扑图。
图1系统硬件拓扑图如图1所示，根据系统电磁频谱信号采集功能需求，此次选择型号为HFIAG-4646监测器，根据实际情况对监测器进行安装，并按照说明书对监测器各个技术参数进行校准[1]。
面向无线电频谱监测的智能感知系统设计与实现无线电频谱监测是指对无线电频谱进行实时监测和分析的过程，它对于频谱资源的高效利用以及电磁环境的管理非常重要。
为了提高频谱监测的效率和准确性，智能感知系统在无线电频谱监测领域得到了广泛应用。
智能感知系统是一种利用人工智能和机器学习技术，对无线电信号进行分析和识别的系统。
它能够自动地感知频谱环境，并根据目标任务的需求进行自适应的频谱管理。
下面将详细介绍面向无线电频谱监测的智能感知系统的设计与实现。
首先，智能感知系统的整体架构需要考虑到实时性、灵活性和可扩展性。
系统从硬件层面上需要设计高性能的电磁信号采集设备，这些设备能够实时地采集无线电信号，并将其传输到中央处理单元进行后续处理。
在中央处理单元方面，可以采用分布式的计算架构，将无线电信号的处理任务分配到多个计算节点上，以提高系统的处理能力。
其次，智能感知系统的关键技术是无线电信号的分析和识别。
系统需要利用机器学习算法对采集到的无线电信号进行特征提取和分类，从而实现对不同信号类型的识别。
在特征提取方面，可以利用时频分析算法、波形识别算法等方法，提取无线电信号的频谱、时域和调制特征。
在分类方面，可以采用传统的机器学习方法如支持向量机（SVM）、隐马尔可夫模型（HMM）等，也可以使用深度学习技术如卷积神经网络（CNN）、长短期记忆网络（LSTM）等。
通过不断的训练和优化，系统能够逐渐提高对无线电信号的识别准确率。
然后，在面向无线电频谱监测的智能感知系统中，还需要考虑信号的定位和跟踪问题。
系统可以利用多个采集设备进行信号的定位，通过测量信号到达时间差、信号相位差等信息，利用三角定位原理确定信号的发射源位置。
对于跟踪问题，可以使用卡尔曼滤波器、粒子滤波器等算法对信号进行状态估计和预测，从而实现对移动信号的跟踪。
最后，智能感知系统还需要考虑对无线电频谱的管理和决策。
系统可以根据监测到的频谱信息，对频谱资源进行动态划分和分配，从而提高频谱的利用效率。
国家无线电监测中心 国家无线电频谱管理中心I无线电管理一体化平台集成规范国家无线电监测中心 国家无线电频谱管理中心II国家无线电监测中心 国家无线电频谱管理中心III目 录1.范围 .............................................................................................................................................. 1 2.规范性引用文件 ........................................................................................................................... 1 3.缩略语........................................................................................................................................... 1 4.术语和定义 .. (2)4.1 服务 ............................................................................................................................... 2 4.2 企业服务总线 ............................................................................................................... 2 5.概述 .............................................................................................................................................. 2 6.集成接入要求 . (3)6.1 接入原则 ....................................................................................................................... 3 6.2 接入方式约束 ............................................................................................................... 3 6.3 数据类型约束 ............................................................................................................... 4 6.4 接入技术标准 ............................................................................................................... 4 6.5 服务信息登记 ............................................................................................................... 4 附录A .. (6)国家无线电监测中心 国家无线电频谱管理中心国家无线电监测中心 国家无线电频谱管理中心11.范围本规范规定了各类应用服务接入到国家级无线电管理一体化应用集成平台时所应遵循的相关要求，适用于各级无线电管理机构服务接入到国家级应用集成平台的指导。
未来频谱监测系统需具备三大技术能力作为频谱管理（各国均非常重视）的“眼睛”和“耳朵”，“频谱监测”主要用于无线频谱资源管理、无线电台站管理、电磁环境管理。
随着无线电通信系统持续、快速向前发展，频谱监测系统也需要相应地演进。
2016年1月28日，ITU-R（国际电信联盟无线电通信局）发布技术报告“Spectrum monitoring evolution（频谱监测的演进）”，具有较大参考价值，本文及时介绍其中的主要内容。
1、无线电通信系统频谱利用方式演进及对于未来频谱监测系统的能力要求无线电通信系统正在持续、快速地向前演进（典型代表为软件定义无线电技术及认知无线电系统）。
目前，无线电通信系统的频谱利用方式主要为采取自适应频率使用、同频复用、宽带接入、频谱扩展（包括频谱直接序列扩展与跳频）等技术。
因此，相应地，未来的频谱监测系统应具有面向各种新兴无线电通信技术与系统的监测能力，主要包括三大方面：微弱信号检测（detection of weak signal）、同频信号分离（co-frequency signal separation）、多模定位（multi-mode location。
基于数字信号处理及各种相关定位技术的组合）。
下文分别简要介绍。
2、微弱信号检测能力当下，越来越多的新兴无线电通信系统采取使用更高的频率、使用更宽的工作带宽、具备更低的功率。
但是，在某些情况下，有用信号的功率可能比背景噪声微弱。
这样，采用现有的、敏感度有限的频谱监测系统就难以检测出低功率密度的微弱信号并对其进行定位。
因此，未来的频谱监测系统应提高灵敏度，采取先进技术从背景噪声中提取出有用信号，以检测具备低功率密度特性的微弱信号。
该ITU-R技术报告还给出了未来频谱监测系统可用以检测微弱信号的四大技术：锁定放大器（locked-in amplifier，是交叉关联技术于某种程度上的应用）、采样积分（sampled integration）、关联（correlation。
