一种线上线下虚实结合的无线电测量系统技术方案

本专利涉及无线电测量技术领域，是结合疫情时代下的形势和5G互联网的优势，提出的一种线上线下虚实结合的无线电测量系统。本系统所设计的无线电测量系统智能高效、预约流程自主方便、实验流程规范合理，实验过程简单且易操作。本专利提出的线上线下虚实结合的无线电测量系统，分为两个部分：硬件系统和软件系统。硬件系统以计算机作为主控模块，通过系统命令控制天线转动。频谱仪通过天线采集环境中的频谱数据，然后发送给主控计算机的仿真实验平台处理。将采集到的信号进行分析获得基本特性，最后通过可视化页面向实验者呈现出来。软件系统分为线上操作系统和实验仿真系统。选择线上的实验者需要登录实验室搭建的系统平台，系统会为其开放账户。实验者通过web终端控制实验设备从而进行实验。仿真实验系统则是无线电测试系统的核心，实验者通过设置测试参数进行仿真实验。完成实验后，生成实验报告，并自动评分。完成实验后，实验数据和实验用户操作记录会自动上传至服务器。动上传至服务器。动上传至服务器。

【技术实现步骤摘要】
一种线上线下虚实结合的无线电测量系统


[0001]本专利属于无线电测量
，面向于需要进行无线电测量实验任务的实验者。结合当下信息网络技术大环境，提出的一种线上线下虚实结合的无线电测量系统。该系统能够满足不同实验用户的测试需求，即使实验者不在现场，也能通过网络线上平台做实验。产生的实验数据可用于建立数据库，用于电磁环境评估和数据分析处理。

技术介绍

[0002]无线电信号是看不到、摸不着而又真实存在的信号。它的抽象性使大众人群常感到晦涩难懂。这时，可以通过无线电测量实验加深大众人群对无线电信号的理解。用实践去验证理论，理论和实践相结合，才会有更深层次的理解。通过无线电测量系统，对无线电信号进行捕捉和分析处理，看到环境中的无线电信号分布情况和基本特性，通过实验让大众人群掌握常用电子测量仪器的使用，明白无线电信号的基本原理。
[0003]随着5G万物互联网时代的到来，各行业、各领域都迎来了巨大的变革。它们借助发达的互联网资源，开发新的网络虚拟平台，将一些线下业务搬到线上远程办理，真正实现了方便、高效。同时，无线电技术的发展，让越来越多的人参与到无线电研究领域，为了更好的满足各类实验人群，提出了一种线上线下虚实结合的无线电测量系统。
[0004]以往的无线电测量，多采用专业设备。虽然综合指标好、性能强，但是设备价格昂贵，使得个人难以承担，受众较小。本无线电测量系统，依托两方面：一是，实验室搭建实验设备，对该地点及周边位置的电磁环境情况进行测试、分析和记录；二是，依托互联网平台进行预约实验。两种实验方式，优劣势互补，满足不同实验人群，真正做到实验自主化、简便化、智能高效化。

技术实现思路

[0005]本专利通过下述技术方案实现：一种线上线下虚实结合的无线电测量系统实验方法，包括：线上线下预约系统、实验过程及方案、实验结果成绩自动评估和数据上传系统。
[0006]所述的线上线下预约系统，一是为了规范实验者，在规定时间内完成实验任务。防止多人共同进入实验操作平台，打断实验者的操作，造成设备的损坏，影响实验的正常进行；二是方便统计实验者信息，便于平台的审核管理。若是申请者申请时间有冲突，则后申请者审核不通过，需要重新提交预约申请。一个良好的实验环境，少不了规范的管理。规范每个实验用户的实验时间，是一个良好实验的开始。实验者可以根据自身情况，选择线上或线下实验，然后提交预约申请。预约申请内容包括实验者基本信息、测试时间和具体实验方案。申请通过后，系统会为其创建账户，账户密码会通过申请者的邮箱发送至客户端。线上实验用户可以登录平台账号，在预约时间段里面进行实验。
[0007]所述实验过程及方案，是依据平台实验条件，给予实验用户提供可选择的方案。实验用户选定具体方案后，按照实验过程去操作设置，最终完成无线电测量实验。
[0008]本无线电测量系统，可根据实验者的需求制定不同的测试方案，让用户不再做单一重复的实验，增加实验的丰富性和趣味性。方案的选择和制定可依据以下内容：
[0009](1)测试频段。实验者可结合自身需要选择不同频段进行测试。
[0010](2)天线型号。实验者可以自由选择天线种类和型号，天线的不同，测试频段也会有不同，用户需考虑好天线自身适应频段范围，避免无效实验。
[0011](3)水平调整步进和水平移动速度。水平调整步进代表设备旋转角度大小进行采集，水平转速则是旋转过程中设备的移动速度。
[0012](4)俯仰角度。实验者可以选择测量不同角度，俯仰角度不同，所采集环境中无线电信号会有不同。
[0013](5)测试时间和采集次数。实验者可以自行设定实验的时间和在方位上采集的次数。采集次数越多，时间也就会越长。
[0014]实验的正常进行除了方案的选择，更重要的是让用户会操作，懂的在实验中怎么操作仪器设备，下面是本无线电测试系统的主要实验步骤：
[0015](1)填写测试描述和测试单位。用来区分不同实验用户，方便实验平台的管理和区分实验报告。
[0016](2)读取测试环境信息，该过程一方面可以得到测试环境位置和天气情况；另一方面可以检测实验仪器是否正常。
[0017](3)添加测试任务。实验者选定具体的测试方案和详细内容，提交后，出现新的测试任务，可以点击测试预览查看效果。
[0018](4)点击开始测试。测试开始后，实验者可以观察到天线的转动。当初始化完成后，天线会根据用户的设置进行移动和采集数据。仿真可视化页面左半部分显示天线角度、环形三维电磁环境信息图和仿真实验进度；仿真可视化页面右半部分，用户可以选择观察电磁频谱图、频谱占用度分析图和瀑布图。电磁频谱图页面可以看到电磁信号的实时曲线、干扰门限、测试底噪信息；频谱占用度页面，可以看到信号实时的占用度柱形图和随时间滚动的瀑布图。实验者通过仿真可视化页面能够清晰、直观的观察到环境中的无线电信号，也能分析出无线电信号的基本特征。线上实验用户，也可以通过本实验系统提供的平台，通过web终端的方式，连接实验设备。通过实验场地的外接摄像头和频谱设备，也可以清晰的观察实验过程。
[0019](5)保存实验报告和退出实验。实验完成后，需要生成实验报告。实验报告中包含实验的基本原理，测试记录、测试参数和测试过程中不同角度的频谱图，对于后期的实验总结和分析至关重要。
[0020]所述实验结果成绩自动评估，是对实验者实验好坏的客观评价，实验用户完成实验后，需要一个评价标准来判断实验是否完成，完成度如何。在用户生成报告后，系统会自动调用检测程序，来读取用户保存的实验报告，以下几个方面是本无线电测试系统的评分标准：
[0021](1)实验用户选择方案与实验报告对比，实验者需要按照预约方案进行。判断频段、俯仰角度、干扰门限、天线型号等具体参数是否正确。
[0022](2)判断实验报告中频谱图、三维电磁环境信息图是否完整，若是没有旋转一周，则实验完成度降低。
[0023](3)实验报告中频谱占用图是否有数据，这是实验的关键。若是没有频谱占用度，则实验失败。
[0024]所述数据上传系统，即实验用户完成试验后，实验数据和实验者操作记录会自动上传服务器。通过分析上传的数据 ，可以发现实验过程中存在的问题，可用来优化系统，提高系统的流畅性和实验的操作性；另外，这些庞大的数据可以形成数据库，用来分析环境中存在的电磁信号的频谱占用度、信号源方位和频谱资源空间分布情况。
[0025]所述一种线上线下虚实结合的无线电测量系统线下线上操作流程包括：
[0026]对于选择线下实验的实验者，预约申请通过后，管理员会为其开放门禁权限，但是只能到预约时间才能进入实验室。实验者进入实验室按照提交的预约方案进行实验，试验完成后需要在规定时间内离开，不得无故逗留。
[0027]对于选择线上实验的实验者，需要通过实验室搭建的网络平台进行实验。实验者申请通过后，系统会为其开通登录账户和发送登录密码。在预约时间里，实验者登录平台，通过web终端的方式连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.本专利是针对无线电测量提出的一种线上线下虚实结合的实验系统，在进行无线电测量任务时：（1）测试者可以自由选择线上或是线下测试方案；（2）实验系统可操作性强、简单易懂。测试者可根据需要选用不同型号天线、不同频段的测试任务去测量，在操作的过程中可以自由设定采集次数和时间；（3）测试完成后，系统会生成实验报告，系统读取后进行评分，测试者可根据分数判断实验完成度；（4）测试结束后实验数据和实验用户操作信息自动上传至服务器。2.根据权利要求1所述的一种线上线下虚实结合的无线电测量系统，其特征在于：硬件系统搭建简单。通过计算机主控去控制天线、频谱仪等设备，实现硬件设备的连接。在进行无线电测试时，搭建的软件仿真平台，可操作性较强，流程简单，满足实验者各类频段的测试任务。生成的实验报告，包含信息丰富。从实验原理到实验过程中各个方位的频谱图，从电磁频谱三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚松坤，陈真佳，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：