无线电监测系统与网络的分析与设计

网络技术　计算机与网络创新生活　无线电监测系统与网络的分析与设计　王志扬　（中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄０５００８１）　【摘要】网络构建是现代无线电监测的趋势。结合长江沿岸地形特点和监测覆盖范围，描述了如何构建覆盖水上重点区域　的无线电监测网络体系的基本模型，并对长江沿岸无线电监测系统的功能进行了分析和设计。系统的主要任务是对违规用户的　监听、测向、定位和抓获，利用固定监测中心、监测站监测和发现违规用户信号，井协调车载移动站或船栽便携设备快速逼近实　现查处。　【关键词】频谱管理无线电监测违规信号查处监测网络　中图分类号：ＴＮ９３１．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１Ｏ０８—１７３９（２０１０）１４－５６—４　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｒａｄｉｏ　Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｎｄ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　ＷＡＮＧ　Ｚｈｉ～ｙａｎｇ　（Ｔｈｅ　５４ｔｈ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｉｔｔｕｔｅ　ｏｆ　ＣＥＴＣ，ｓ　ｉａｚｈｕａｎｇ　Ｈｅｂｅｉ　０５００８１，Ｃ　１ａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｄｅｍ　ｒａｄｉｏ　ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ　ｗｏｒｋ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ａｌｏｎｇ　Ｃｈａｎｇｊｉａｎｇ　Ｒｉｖｅｒ　ａｎｄ　ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ　ｃｏｖｅｒａｇｅ，ａ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｒａｄｉｏ　ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ　ｃｏｖｅｒｉｎｇ　ｋｅｙ　ｗａｔｅｒ　ａｒｅａ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅ　ａｎａｌ￣ｓ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｒａｄｉｏ　ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｆｏｒ　ｃｏａｓｔｗｉｓｅ　ａｒｅａ　ａｌｏｎｇ　Ｃｈａｎｇ￣ｉｎｇ　Ｒｉａｖｅｒ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．　Ｔｈｅ　ｍａｊｏｒ　ｔａｓｋ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｉｓ　ｔｏ　ｐｅｒｆｏｒｍ　ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ，ＤＦ，ｌｏｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｌｌｅｇ￣ｕｓｅｌ￣ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｉｍｍｏｂｉｌｅ　ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ　ｃｅｎｔｅｒ　ａｎｄ　ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｍｏｎｉｔｏｒ　ａｎｄ　ｄｉｓｃｏｖｅｒ　ｉｌｌｅｇａｌ　ｕｓｅｒ　ｓｉｇｎａｌｓ，ａｎｄ　ｖｅｈｉｃｕｌａｒ　ｍｏｂｉｌｅ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｏｒ　ｓｉｐｂｏｍｅ　ｐｏｒｈｔａｂｌｅ　ｅｑｍｐｍｅｎｔ　ｃａｎ　ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ　ｆａｓｔ　ａｐｐｒｏａｃｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｅａｌ—ｔｉｎｌｅ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；ｒａｄｉｏ　ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ；ｉｌｌｅｇａｌ　ｓｉｇｎａｌ　ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ；ｓｕｒｖｅｉｌｌｎｃｅ　ｎｅｔａｗｏｒｋ　１引言　随着内陆水运事业的蓬勃发展，采用现代无线电通信技　术调度航运、通报汛情以及交互商用信息变得也越来越广泛。　测向、定位以及抓获。综合利用固定监测站灵敏监测的能力，　和移动监测车、便携式监测设备灵活方便的特点，对违规用户　进行监测和查处。系统典型工作方式如下：　①在ＶＨＦ频段内，基于日常基本信号监测或人工干扰　报告，获取违规与可疑信号用频参数；　在复杂的通信环境中，各种人为或其它因素产生的违规现象　极大的影响了正常的通信秩序，需采用技术手段进行有效监　管。通过组织不同地域、不同类型监测设备协同工作，实现对　②通过对工作频段内的ＶＨＦ通信信号进行测向，获得　辐射源方位；根据方位信息，调度多个分布在适当地点的固定　站或车载移动站协同工作，进行交汇定位，以精确确定违规用　户的使用地域；　违规用户的监听、测向、定位和抓获。长江沿岸区域范围广阔．　移动通信目标台站或船只较多，加上现有监测设备覆盖区域　的限制，及时发现和查处违规用户的难度非常大，需要针对长　江沿岸地理条件与重点干扰区域构建特有的无线电监测网。　③通知相关地域车载移动站或船载便携设备向目标快　速逼近。通过边逼近、边测向，并参考通信信号幅度变化趋势　等方式，直到抓获违规用户船只。　２系统工作原理　长江沿岸无线电监测系统主要完成对违规用户的监听、　定稿日期：２０１０－０５—２６　３监测网络构建　通过构建覆盖长江水上重点区域的无线电监测网络体　《计算视与厨络》２０１０年第１４期　网络技术　计算机与网络创新生活　５７　系，实现不同地域、不同类型、不同特性的监测设备之间互通　以任务定制、实时监视等方式指挥监测捕捉，并协调周边力　互联和有效协同，是完成系统任务的有效途径。无线电监测网　量，直到干扰排除。　络体系的基本模型如图１所示。　系统日常监测主要通过下达监测任务方式实现。监测管　理中心或监测控制中心下达任务到固定监测站。任务信息包　括：任务类型、监测时间段、监测参数，以及返回结果的数据要　求等。监测站接收到监测任务后。按照任务的要求进行监测。　干扰排查过程由人工控制。系统工作信息流程图如图２所示。　累、定位　布设位置　果　定位　布设位置　图１无线电监测网络体系基本模型　该网络体系的构建结合了长江沿岸地形特点。并充分考　虑各无线电监测站点的覆盖范围，根据不同重点干扰区域进　图２系统工作信息流程图　行划分。首先，建立统一的检测管理中心；其次，在各个重点干　扰区域。设置监测控制中心。充分利用固定监测站的监测能　５系统功能分析　力，综合实用其它类型监测、测向设备；对于一般区域，可灵活　配置移动监测站及便携式监测设备。　系统的主要功能组成描述如下：　在这个体系中，利用已建的固定监测站完成日常基本信　①监测功能。对区域内的ＶＨＦ通信信号的频率、幅度等　号监测和投诉受理确认。利用移动监测车和便携式监测设备，　参数进行监视和测量，测量数据与频谱规划信息以图形方式　根据需要变更部署地域，灵活监测、测向，辅助交汇定位以及　对比显示；可对设定频道信号进行同步解调监听与录音；当发　实现逼近抓捕过程处理。根据行政职贵分工、查处授权以及查　现大功率干扰信号时可自动上报；　处报告管理的需要，新建设监测管理中心站与监测控制中心　②信号测向功能。监测管理中心与监测控制制中心可利　站，用于管理各下属监测站点与设备；监测管理中心站侧重于　用通信专网及公用无线网络对多个下属的固定、移动式、便携　行政管理和政策制定，必要时也可以同监测控制中心站一样　式监测设备实时下达联合测向指令。下属站获取ＶＨＦ通信信　进行查处过程控制。　号测向结果后，以时间／电平／方位图、电子地图平台等方式实　时显示。本地产生的测向结果以及其它相关参数可进行人库　４系统工作流程　保存，并可通过网络传送到上级站或其它同级监测站，实现信　息共享：　ＶＨＦ频段无线通信受到干扰的情况一般具有突发性和　③交汇定位功能。监测管理中心、监测控制制中心、固定　偶然性．如在专用频段聊天、唱歌等。当值班人员监听到此类　监测站以及移动监测站均可将两个或更多分布在适当地点的　情况，向本区域监测控制中心报告，如有可能应同时提交信号　固定站监测设备、移动站设备的测向结果进行汇集，结合电子　样本。收到投诉报告后，监测控制中心向所属具备监测条件的　地图显示。通过自动及手工交汇定位确定干扰源的存在区域。　各固定或移动监测站点下达指令，同时向上级监测管理中心　通过网络传输，直接上报定位结果到上级站进行电子地图标　汇报。各监测站对干扰源联合测向，并将测向结果上报上级监　绘：　测控制中心，通过交汇定位，确定违规用户的使用地域。监测　④目标导航功能。根据监测站的实时位置、目标测向定位　控制中心根据设备部署区域情况，通知临近的车载移动站或　结果，在电子地图上显示相互位置关系，以找到逼近目标；　船载便携站执行抓获，并发布违规信号样本以便核对举证。　⑤自定位功能。各监测设备配备ＧＰＳ定位系统，进行实　固定监测站对通信频道的频率、信号幅度等进行日常监　时自定位和标准时授时，自定位信息直接显示并用于目标导　视测量，发现并收集信号样本，通过网络向本区域监测控制中　航：　心报告．监测控制中心再向监测管理中心报告。监测管理中心　⑥电子地图操作功能。可以根据地理范围和行政区范围　２０１０年第１４期《计算机与网络》　网络技术　计算机与网络创新生活　选择不同的显示地图；可在电子地图上按地名查询或经纬度　快速定位：可显示对应的固定站、移动站或便携式监测设备的　位置、移动轨迹；可显示多站同时测向结果，并在电子地图上　进行交汇定位；　外信息交互与站内信息转发。　７．２监测测向软件　由于在固定监测站或移动监测站不配置指挥控制软件，　该站的的监测测向软件需要实现如下功能：网络控制与管理、　⑦记录功能。对测量数据进行实时记录保存，并能够在　设备控制与自检、状态上报以及任务接收。此功能为监测站特　事后调用查看或回放，记录的信息可以通过网络发送到便携　式设备或移动站．用于抓捕举证；　有。由于在管理中心与控制中心不配置任何接收机设备，所有　监测、测向业务的实现均需要指定执行的下属站，以遥控方式　实现。遥控下达的业务指令与任务同构，通过本中心的指挥控　⑧设备管理功能。实现对具体监测、测向接收机的控制　和数据收集，并可通过自检进行自身故障检查。　制软件转发到下属站，并接收本中心指挥控制软件转发的下　属站回送结果，完成整个流程。此功能为管理中心与控制中心　６通信接口设计　无线电监测系统包含多个固定无线电监测站、移动监测　站和便携测向设备。根据需要，系统内各种监测资源可统一协　特有。　通用监测功能，包括：单频测量、守候监视、异常触发、单　频测向、宽带测向、远程提请测向、守侯式自动测向、自动定期　测向、基于电子地图显示的交汇定位。紧急呼救处理。基于紧　急呼救频道表，调用单频测量、守候监视功能，实现对紧急呼　救的监视。对紧急呼救频道占用情况进行显示、记录和告警；　对紧急呼救频道的呼叫内容进行监听、播放和自动存储；通过　发起提请测向。获取紧急呼叫信号的定位信息，并显示到电子　地图。数据存储功能。包括处理过程记录、任务信息、网络配　置、监测结果、测向结果、音频信号、日志等的记录。定位处理。　显示自定位信息．并实现目标导航。　调组成临时无线电监测网。实现联网操作和资源共享。监测管　理中心、监测控制中心和固定监测站之间通过长途传输专网　进行指令和数据的传递。　固定监测站分为无人值守监测设备和监控设备两部分，　无人值守监测设备建设在合适的江岸海事站址，监控设备利　用已有通信台站的机房，实现资源重用；监控设备与无人值守　设备之间通过已有光缆数据通信网进行控制指令和监测数据　的传输。车载移动站和便携式监测设备通过３Ｇ、ＧＳＭ或　ＣＤＭＡ等公用无线网络与上级中心和固定监测站进行沟通，　接收任务和传送结果数据。　７．３数据服务软件　实现统计分析功能，包括频谱占用度分析、信道占用度分　析、干扰源分析和任务统计；实现监测数据管理功能，可对支　持系统运行的库表数据如台站数据等，进行自动数据导入：实　７系统软件设计　系统的应用软件主要包括：指挥控制软件、监测测向软　现监测数据回放功能；实现数据库管理功能，可实现对数据库　的备份、恢复、维护性管理与综合查询。　７．４监测数据分析软件　实现原始数据观察，可选择存储的信号采样数据，以瀑布　图等形式进行宽带信号播放，察看信号出现的时间位置及频　率，通过软件数字滤波后，可进行详细观察分析；实现信号瞬　时特征提取及显示，得到信号瞬时幅度、瞬时相位、瞬时频率；　可显示信号的累计谱及谱线再生结果等。实现常规信号分析，　获取信号的调制样式、信号带宽、载频、符号速率等参数。　件、数据服务软件、监测数据分析软件、环境监控软件。系统软　件组成如图３所示。　７．５环境监控软件　在无人值守固定监测站，设置摄像头、温度、湿度、红外等　传感器，通过本软件控制上述设备的运行，获取返回的环境数　图３系统软件组成　据，上报到上级控制中心，实现远程环境监控。　７．１指挥控制软件　实现综合监视功能，包括网络链路监视、下级设备监视、　系统运行状态监视（工作状态、技术状态、任务执行情况等）；　实现指挥与管理功能。制定各下级任务，进行任务分发；可自　动收集和转发系统内测向、监测等任务或实时请求，以及相关　的结果数据；具有系统日志管理功能；互联互通功能。实现对　基于无线电监测网络体系模型，系统的设计切实考虑了　８结束语　长江沿岸无线电监测的独特需求，解决了监测区域限制、多类　《计算机与网络》２０１０年第１４期　网络技术　计簋　棚．皇　网　络　囱Ｉ毫　亡　｛舌——　ｉＩｉ硼翻硼　硒皿砸５－　型设备协调等问题，并提供了有效排查违规信号的流程，　【２】唐新胜．浅谈无线电监测系统的软件开发［Ｊ】．中国无线　可切实有效地完成系统任务。对移动迅速、干扰范围变化　电管理，１９９６，（０４）．　快的违规船只，应用本系统进行发现、排查和捕获，取得　［３】费连，鲍胜川．市地级无线电监测站的规划与建设［Ｊ】．　了良好的实用效果。系统的设计思路对于同类系统建设　中国无线电管理，２０００，（Ｏ５）．　也具有借鉴价值。　【４］文岗．试论无线电监测系统的构建及维护［Ｊ】．中国无线　电，２００６，（０９）．　［５】全自动无线电监测系统Ｒ＆Ｓ　ＵＭＳ１　００［Ｊ】．中国无线电，　参考文献　２００９．（０６）．　［１】周鸿顺・建设和使用并重充分发挥监测设备的作用【Ｊ】．　［６］王博潍，陈磊．ＶＨＦ／ＵＨＦ虚拟无线电监测系统建设［Ｊ】．电　中国无线电管理，２００１，（０２）．　脑知识与技术，２００９，（２７）．　“快速＋高清＂，扫描仪产品选型二重奏　近年来，随着办公环境网络化的程度不断加深，企业　目前市场上各大厂商的产品都极力在保证扫描速度　管理层越来越要求提升办公效率、降低成本，如何选择　的同时提升扫描质量。作为其中的佼佼者．佳能最新推　合适的扫描仪成为ＩＴ部门最关心的问题之一。随着大　出的ＤＲ一６０５０Ｃ可选用黑白、灰度和彩色三种模式，在　型一体机的推出，近年来扫描仪市场发展速度有所放　这些模式下，佳能ＤＲ．一６０５０Ｃ拥有６００　ｄｐｉ的光学分辨　缓，但对于扫描仪行业市场还是存在很大的需求空间，　率和６０ｐｐｍ（Ａ４／ＬＴＲ，２００ｄｐｉ）的扫描速度，同时保证了　特别是对行业客户而言，对于一台高效节能扫描仪的需　“高速＋高质”，可以让企业的效率和生产力获得最大提　求正在不断提升。　升。这样的效能得益于佳能ＤＲ一６０５０Ｃ配置了一个专用　不断加速。扫描效率为王　的机载图像处理芯片，扫描仪的各种图像处理功能都有　随着ＩＴ手段的应用。员工的工作效率正在不断提升，对　芯片支持在保证扫描速度的同时，实现了高质量的扫描　于文件扫描而言，扫描速度的重要性正在不断提升。人们对扫　效果。　描仪性能的关注，从前多集中在分辨率和色彩位数方面，即集　更加舒适的使用体验　中在扫描质量方面，对扫描的速度很少关心。目前，随着竞争　作为全球高速扫描仪市场领军厂商之一的佳能。一　的不断加剧，技术的不断应用以及价格的下降，用户对扫描速　直致力于为用户带去更佳的扫描体验。以佳能最新推出　度的关注正在迅速上升，各大扫描仪厂商的速度战也带动着　的Ｐ一１５０为例，其拥有尺寸仅为２８０×９５　Ｘ　４０（单位　技术的不断升级。　／ＶＩＭ，收起送入托盘式时）、重量不足１ＫＧ的纤巧外型，　以佳能近期上市的高速扫描仪ＤＲ．－２０２０Ｕ为例，出　使其成为最细小、便携的Ａ４双面高速扫描仪。而其便携　色的扫描速度是其一大制胜法宝，凭借新增的ＡＤＦ单次　的特性更解决了需要外出的工作人士的苦恼。由于佳能　通过扫描功能，实现了Ａ４／ＬＴＩ￣、２００ｄｐｉ（不包括预热和校　Ｐ一１５０的体积细小，能放于一般的公事包或手提电脑袋　准时间），同时提供歪斜校正，文件方向识别，跳过空白　等等。同时Ｐ一１５０拥有一分钟可扫描高达１５张文件的　页，自动纸张尺寸检测，除色，高级文本增强，移除装订　扫描速度，而自动送纸器更可容纳２０张文件，包括一般　孔等功能。同时佳能ＤＲ．－２０２０Ｕ提供的单次通过双面扫　Ａ４文件、名片等等，基本的扫描工作都不在话下。　描功能更是在提升扫描速度的同时为使用者带来了更　随着全球经济的转暖，以及中国经济发展的继续提　佳的扫描体验。　速，高扫市场正在以专业化解决方案为主导，配合成熟　更加清晰．扫描质量至上　的应用软件，迎来一轮新的发展，在以金融、教育、政府　分辨率决定扫描质量。过去，面对堆积如山繁冗单一　等行业为主要市场的需求大量增长的情势下，更多地以　的单据文件。公司单位往往需要花费大量的人力和时间　高扫产品作为业务前端平台解决方案的一部分，这些都　去整理，而且几年累积下来，所占用的空间也是非常的　使高扫产品有了较大的发展空间，专业化、行业化、平台　“可观”。在保证扫描速度，提升效率的同时。如何保证扫　化已经成为高速扫描仪发展的特点。把握“快速＋高清”　描文件的质量以及扫描文件的原始效果。文件提取的完　的关键，企业在采购高扫产品时，将会更准确地选择适　整性和识别的精确性成为行业用户在选择高清扫描仪　合自己的产品，进一步提升工作效率，降低成本，帮助企　时的重要标准。　业发展更上层楼。　／　２０１０年第１４期《计算机与网络》