一种多扫描模式的宽带频谱监测系统技术方案

本发明专利技术公开一种多扫描模式的宽带频谱监测系统，系统启动工作后，参数配置模块根据网口/串口发送的配置参数进行配置；模数转换模块A/D将中频信号转换为数字中频信号，数字信号进入数字接收机系统后再由数字下变频处理单元DDC根据配置进行中频带宽处理，进而获得基带信号；接着根据当前配置对总线接收的基带信号选择对应扫描模式，此处的扫描模式分为定点扫描单元和多通道扫描单元，最后将经对应扫描模式处理的数据经网口/串口输出；功率测量模块采用RMS方均根值检波器来计算所有采样点功率值。本发明专利技术在先验条件较为清楚时采用定点扫描，当实验场景的信号频率范围跨度较大时，则选择多通道扫描以寻找目标信号。则选择多通道扫描以寻找目标信号。则选择多通道扫描以寻找目标信号。

【技术实现步骤摘要】
一种多扫描模式的宽带频谱监测系统


[0001]本专利技术涉及频谱监测技术，具体涉及一种多扫描模式的宽带频谱监测系统。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的飞速发展，对有限的无线电频谱资源利用越来越紧张，由此，频谱资源的监测与管理尤为重要。高效的频谱监测系统是完成频谱监测管理任务有力的保障，能够实时准确的对频谱资源占用情况进行监测与管理。
[0003]现有频谱监测系统大多集中于定点频率的监测，定点扫描只适用于先验条件清楚的情况下，很多实验场景的信号频率范围跨度大，定点监测不够全面。即使有多频道扫描技术，但其步进不够精细，会漏掉交界点处的信号频率，并且会有混叠现象，导致监测出现异常。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的不足，提供一种多扫描模式的宽带频谱监测系统，在先验条件较为清楚时采用定点扫描，当实验场景的信号频率范围跨度较大时，则选择多通道扫描以寻找目标信号。
[0005]技术方案：本专利技术的一种多扫描模式的宽带频谱监测系统，包括参数配置模块、模数转换模块A/D、数字下变频处理单元DDC、频谱处理模块、功率测量模块、定点扫描单元和多通道扫描单元；系统启动工作后，参数配置模块根据网口/串口发送的配置参数进行配置；模数转换模块A/D将中频信号转换为数字中频信号，数字信号进入数字接收机系统后再由数字下变频处理单元DDC根据配置进行中频带宽处理，进而获得基带信号；接着根据当前配置对总线接收的基带信号选择对应扫描模式，此处的扫描模式分为定点扫描单元和多通道扫描单元，最后将经对应扫描模式处理的数据经网口/串口输出；
[0006]其中，数字下变频单元工作时，先在数字控制振荡器NCO叠加随机噪声，然后使用叠加随机噪声的数字控制振荡器NCO进行正交混频实现对数字中频信号的频谱搬移；所述频谱处理模块将对数字下变频所得到的基带信号进行FFT(傅里叶)变换和平滑取模值的频谱处理；
[0007]所述功率测量模块采用RMS方均根值检波器来计算所有采样点的均方根值即功率值：
[0008]P表示功率值，v表示均方根值。
[0009]上述状态信息用于描述当前系统当前工作情况，便于系统管理者根据系统当前状态做相应处理；信息数据由网口/串口传输；状态信息包括测量得到的功率值、传输的基带数据、频谱数据、以及系统管理者回传的命令。
[0010]进一步地，所述参数配置模块为频谱处理模块配置平滑次数、中频处理带宽以及抽取个数；参数配置模块为定点扫描单元配置定点频率值；参数配置模块为多通道扫描单元配置通道个数，以及各通道的频率带宽值。
[0011]进一步地，所述数字下变频单元采用坐标旋转数值计算(Cordic)迭代算法，通过配置不同数字控制字来实现频率(10MHz
‑
20MHz)范围内可变，同时实现频率范围(100Hz
‑
20MHz)的21种可选步进带宽，所以有多组不同的中频滤波器组合进行工作，实际中采取参数配置的方式来配置相应的中频滤波器。
[0012]进一步地，所述定点扫描单元使用固定频率对基带信号进行扫描，具体扫描工作内容为：
[0013]根据参数配置模块所设置的参数来固定中心频率，以固定扫描频率带宽对基带信号进行监测，通过快速傅里叶变换FFT计算直接获取所监测基带信号的频谱数据；快速傅里叶变换FFT计算公式如式(1)：
[0014]Δf＝f
s
/n式(1)
[0015]上式中，Δf为所监测基带信号的频谱数据，f
s
为采样频率，n为FFT计算点数；通过定点扫描单元对基带信号和频谱数据进行传输、处理和分析。其中，中心频率是定值根据应用场景而确定，扫描频率表示以中心频率为基准的上下浮动阈值。
[0016]进一步地，多通道扫描单元工作时根据实际监测任务来设置扫描工作参数，多通道扫描单元包括两种扫描模式：一种是扫描多个不连续的频段，并按照需求设定各个频段的扫描带宽；另一种是扫描一个较大范围的频段，即根据所设置得带宽将扫描频段分成多个子频段，然后分别扫描各个子频段，所有的子频段均为统一带宽。
[0017]有益效果：本专利技术方案在普通的定点扫描方式的基础上增加了多通道模式的扫描方式，使频谱监测更加灵活适应更多场景，本专利技术的多通道扫描频率步进可选择，更好地适应多变的电磁环境；并提供定点和多通道两种模式供选择。
[0018]本专利技术通过给数字控制振荡器NCO叠加随机噪声来将频率分辨率提高到0.014Hz，叠加后数字控制振荡器NCO的正交频谱提高了12dB，使得频谱监测系统监测到的频点精度提升了0.5％，进而能够实现定点扫描和多通道模式两种扫描方式。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的系统框架图；
[0020]图2为实施例中定点扫描示意图；
[0021]图3为实施例中两个频段连续扫描示意图；
[0022]图4为实施例中四个不连续频段扫描示意图；
[0023]图5为实施例中大范围扫描示意图。
具体实施方式
[0024]下面对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。
[0025]本专利技术的一种多扫描模式的宽带频谱监测系统，包括参数配置模块、模数转换模块A/D、数字下变频处理单元DDC、频谱处理模块、功率测量模块、定点扫描单元和多通道扫描单元；系统启动工作后，参数配置模块根据网口/串口发送的配置参数进行配置；模数转换模块A/D将中频信号转换为数字中频信号，数字信号进入数字接收机系统后再由数字下变频处理单元DDC根据配置进行中频带宽处理，进而获得基带信号；接着根据当前配置对总
线接收的基带信号选择对应扫描模式，此处的扫描模式分为定点扫描单元和多通道扫描单元，最后将经对应扫描模式处理的数据经网口/串口输出；数字下变频单元工作时，先在数字控制振荡器NCO叠加随机噪声，然后使用叠加随机噪声的数字控制振荡器NCO进行正交混频实现对数字中频信号的频谱搬移；所述频谱处理模块将对数字下变频所得到的基带信号进行FFT(傅里叶)变换和平滑取模值的频谱处理；功率测量模块采用RMS方均根值检波器来计算所有采样点的均方根值即功率值：计算所有采样点的均方根值即功率值：
[0026]P表示功率值，v表示均方根值；
[0027]上述状态信息用于描述当前系统当前工作情况，便于系统管理者根据系统当前状态做相应处理；信息数据由网口/串口传输。
[0028]本专利技术的数字下变频单元DDC承担对监测信号进行中频处理的任务，具有21种可变中频步进带宽；本专利技术的频谱处理单元包括FFT变换、抽取、平均、加窗、求衰减频谱及频点筛选处理操作。为实现定点扫描和多通道扫描这两个扫描方式技术结合，需要通过给数字控制振荡器NCO叠加随机噪声的方法将频率分辨率提高到0.014Hz，叠加后数字控制振荡器NCO的正交频谱提高了12dB，使得频谱监测系统监测到的频点精度提升了0.5％。本实施例参数配置模块为频谱处理模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多扫描模式的宽带频谱监测系统，其特征在于：包括参数配置模块、模数转换模块A/D、数字下变频处理单元DDC、频谱处理模块、功率测量模块、定点扫描单元和多通道扫描单元；系统启动工作后，参数配置模块根据网口/串口发送的配置参数进行配置；模数转换模块A/D将中频信号转换为数字中频信号，数字信号进入数字接收机系统后再由数字下变频处理单元DDC根据配置进行中频带宽处理，进而获得基带信号；接着根据当前配置对总线接收的基带信号选择对应扫描模式，此处的扫描模式分为定点扫描单元和多通道扫描单元，最后将经对应扫描模式处理的数据经网口/串口输出；其中，数字下变频单元工作时，先在数字控制振荡器NCO叠加随机噪声，然后使用叠加随机噪声的数字控制振荡器NCO进行正交混频实现对数字中频信号的频谱搬移；所述频谱处理模块将对数字下变频所得到的基带信号进行FFT变换和平滑取模值的频谱处理；所述功率测量模块采用RMS方均根值检波器来计算所有采样点的均方根值即功率值：P表示功率值，v表示均方根值。2.根据权利要求1所述的多扫描模式的宽带频谱监测系统，其特征在于，所述参数配置模块为频谱处理模块配置平滑次数、中频处理带宽以及抽取个数；参数配置模块为定点扫描单元配置定点频率值；参数配置模块为多通道扫描单元配置通道个数，以及各通道的频率带宽值。3.根据权利要求1所述的多扫描模式的宽带频谱监测系统，其特征在于，所述数字下变频单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：李继锋，陈铭，李晃，朱文明，
申请(专利权)人：扬州宇安电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：