针对移动干扰源的网络化软件无线信号监测方法及系统。本发明专利技术是针对高速运动干扰源的无线通信监测方法，其特征是包括宽频的无线信号接收模块、大容量数字信号处理模块、高速网络和高性能计算中心。该方法使用宽频的无线信号接收模块和大容量数字信号处理模块组成的监测节点，将大量的监测节点分布在整个监测区域的，所有的监测节点通过高速网络互联在一起，并连接到高性能计算中心。计算中心根据预先设定的干扰源模板，通过对多个监测节点上报的信息进行融合分析，进行干扰源识别，运动干扰源轨迹绘制和跟踪，以及干扰源运动轨迹预测，并能根据预测对监测节点下发特定的监测指令。该方法同时支持对多个运动干扰源的识别、跟踪和预测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线信号监测领域，具体涉及一种针对移动干扰源的网络化软件无线信号监测方法。
技术介绍
无线电监测采用先进的技术手段和一定的设备对无线电发射频率、频率误差、发射带宽等进行测量，对声音信号进行监听，对非法电台和干扰源测向定位进行查处等。无线电预测是指探测、搜索、截获无线电管理地域内的无线电信号，并对该无线电信号进行分析、识别、监视并获取其技术参数、工作特征和辐射位置等技术信息的活动，他是有效的实施无线电管理的重要手段依据，也是无线电频谱管理的重要分支。低空飞行物、地面车辆等移动干扰源位置变化快，对正常信号源的干扰持续时间 短，难以在单点快速捕获，因而容易对通信系统整体造成持续、大范围的通信干扰和破坏。当前的移动无线干扰源的检测方法是在一个检测区域内有两个无线检测节点和一个运算单元，有干扰源通过该区域时两个固定的无线检测节点测量干扰信号到达两个节点的时间差，运算单元计算出当前检测节点的检测范围内干扰节点位置和移动轨迹，由于运算能力的限制，运动干扰源速度较大时，不能计算出连续的运动轨迹，而且要实现较大范围内的干扰源的运动轨迹描述，必须通过很多的监测区域实现，没有网络的支持只能通过事后统计各个检测区域数据描绘出干扰源的运动轨迹。
技术实现思路
本专利技术的目的是要给出一种针对移动干扰源的网络化软件无线信号监测的方法和系统，以实现对快速移动的干扰源的识别、跟踪和预测，从而解决了低空飞行物、地面车辆等移动干扰源的无线信号监测问题。本专利技术提出的网络化软件无线信号监测方法，针对高速运动干扰源存在的干扰范围广，在局部区域干扰信号持续时间短，但在整体区域内干扰信号连续的特点，使用多个能监测局部区域的监测节点，通过高速网络连接到后端云计算平台，将多个监测节点监测到的数据在后端云计算平台进行融合，以实现对多个监测节点监测区域并集区域的监测。其中，监测节点由集成了宽频接收天线、宽频无线信号接收模块、高速ADC模块和高性能FPGA的通用软件无线电平台实现。如图I所示。移动干扰源监测系统该系统由数量众多的监测节点通过高速网络互相连接，并与高性能计算中心进行连接。监测节点分布在不同的区域，通过监测区域的合并以实现对大范围区域的监测。监测节点和高性能计算中心能实现双向的通信，高性能计算中心能对监测节点提供的数据进行实时的处理，根据监测到的离散点在时空上的逻辑联系融合分析，确定移动干扰源的轨迹融合得到可用的信息，从而进一步对监测节点进行控制。如图2所示。监测节点一次可以对IOOMHz以上的频谱范围进行监测和实时处理，通过动态的更新中心频率能对0-5. 8GHz范围内的无线信号进行连续扫描。监测节点能够监测的范围是以r米为半径的圆，移动物体以V米/秒的速度移动。则监测节点能监测到移动物体的时间从O秒(当移动节点沿监测节点监控区域的圆形的切线经过)到2r/v秒(当移动节点沿监测节点监控区域的圆形的直径经过)。监测节点扫描IOOMHz信号需要的时间为Ts秒，扫描整个频谱范围O-F MHz所需时间为F*Ts/100秒。在没有指定特定扫频范围的情况下，监控节点需要连续的对整个频谱范围进行扫描。因此单个监测节点能够扫描到移动干扰源的次数Cs计算公式如下O < = Cs < = 200*r/ (v*F*Ts)(I)当V = 200 米 / 秒，F = 5800MHz, r = 10000 米，Ts = O. 01 秒时，贝丨J Cs 最大值为172. 4 次。 在有3个(3个以上时，可以任取3个监测节点)监测节点在监测到移动干扰源后，根据接收到信号强度S和自由空间传播模型，在不同的假定发送功率的情况下，计算出移动干扰源的候选位置(候选位置为以监测节点为圆心，以传输距离L为半径的圆)。如图3中左边所示，当假设移动干扰源的发送功率为Ptl时，MS1，MS2和MS3根据各自接收到的信号强度，利用自由空间传播模型，计算得到各自的候选区域，但三个候选区域没有交集，如图3右边所示，当假设的移动干扰源的发送功率减少到Pt2时，MSI, MS2和MS3计算得到的候选区域正好交于一点，该点即通过在后台云计算平台中将多个监测节点采集到的数据融合后得到一个移动干扰源的位置。通过更多移动干扰源的组合计算得到的多个移动干扰源的位置，并通过概率的方式计算得到移动干扰源的位置期望值。通过将不同时间的内得到的移动干扰源位置合并得到移动干扰源的轨迹，在存在多个移动干扰源时，需要利用干扰位置在时序上的逻辑关系进行数据融合，从而区分不同移动干扰源的轨迹。同样可以依据移动干扰源的历史轨迹计算得到其运动速度、方向，从而可以对其运动和干扰范围进行预测，从而对监控节点进行控制，提高监控节点控制的针对性。当某个监测节点在特定频谱范围内监测到移动干扰源后，可以通过汇总到后台云计算平台后，通知邻居监测节点进入重点关注模式，以减少邻居监测节点的扫频范围，从而提高移动干扰源被监测到的次数，增加移动干扰源被融合监测到的位置精度。附图说明图I为用于监测节点的检测仪结构图2为移动干扰源监测系统架构图3为移动干扰源计算方法示意图具体实施例方式监测节点使用USRP/USRP2平台和WBX宽频射频接收前端。USRP有4个高速模拟数字转换器(ADCs)，每符号12比特，64M符号/秒；另有4个高速数字模拟转换器(DACs)，每符号14比特，128M符号/秒；这4个输入和输出通道连接到 Altera 的 Cyclone EP1C12 FPGA 上；FPGA 进而连接到 USB2 接口芯片-Cypress FX2 并接至计算机上，USRP只通过高速USB2接口连接到计算机用。USRP2以更高速度和更高的精度(100MHz 14位)ADCs和(400MHz 16位)DACs在允许使用更宽波段的信号，增加了信号的动态范围。针对DSP应用优化了的大型现场可编程门阵列(FPGA)可以在高采样率下处理复杂波形。千兆以太网络接口，使应用程序可以使用USRP2[3]同时发送或接受50MHz的射频带宽。在USRP2[3]中，FPGA出现了诸如数字上变频器和下变频器等高速采样处理器。较低采样率的操作可在主机电脑上，甚至可以在具有32位RISC微处理器和有很大用户设计自由空间的FPGA上做。USRP2[3]的配置和固件被存储在一个SD闪存卡里，无需特别的硬件就可以轻松编程。高速网络使用2M出口的专 用互联网出口将所有监测节点进行互联，并通过20M的互联网接口接入高性能计算中心，以高性能计算中心为中心节点，构成一个星形的逻辑拓扑结构。高性能计算中心使用万网云服务翔云V型，处理器8核，内存16G，硬盘750G，带宽IG共享，2M上限。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种移动干扰源的无线通信监测方法，其特征在于多个监测节点将接收到的信号进行高精度的FFT变换和基于调制解调的信号识别，通过网络传输到高性能计算中心，计算中心根据历史监测信息中存储得到的预先设定的干扰源模板，通过对多个监测节点上报的信息进行融合分析，确定移动干扰源的轨迹。2.如权利要求I所述的无线通信监测方法，进ー步包括移动干扰源跟踪或移动轨迹预測。3.如权利要求2所述的无线通信监测方法，进ー步包括根据预测对监测节点下发特定的监测指令。4.如权利要求I所述的无线通信监测方法，其特征在于所述监测节点一次可以对IOOMHz以上的频谱范围进行监测和实时处理，通过动态的更新中心频率能对0-5. 8GHz范围内的无线信号进行连续扫描，所述监测节点能够扫描到移动干扰源的次数Cs计算公式如下0 く= Cs く= 200*17/レ扑打8)，其中1'为圆形监测范围的半径バ为移动干扰源的速度，F为连续扫描的频谱范围，Ts为一次扫描的时间。5.如权利要求I所述的无线通信监测方法，其特征在于监测节点根据接收到信号強度S和自由空间传播模型，通过假定不同的发送功率，计算出各监测节点监测的移动干扰源候选位置，所述候选位置为以...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴安怡，郭小梅，刘娟，
申请(专利权)人：北京海曼无限信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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