【摘要】：隨著無線電技術(shù)的飛速發(fā)展,電磁設(shè)備越來越多的被投入使用,越來越多的測試結(jié)果分析顯示,逐漸增多的頻譜需求和頻譜利用率低下之間的矛盾越來越突出,導(dǎo)致電磁頻譜的需求在日益增加,電磁環(huán)境也在日趨復(fù)雜和惡劣。本文以原有系統(tǒng)軟件架構(gòu)為基礎(chǔ),以頻譜分析儀為硬件平臺(tái),以TCP/IP為傳輸通信協(xié)議,設(shè)計(jì)開發(fā)了基于C/S架構(gòu)的電磁頻譜監(jiān)測管理系統(tǒng)。首先,分析原系統(tǒng)架構(gòu),提出其不足之處,針對(duì)本系統(tǒng)提出功能需求和性能需求。提出軟件總體設(shè)計(jì)方案,確定系統(tǒng)端和儀器端軟件設(shè)計(jì)方案。其次,本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于頻譜監(jiān)測管理的算法研究。針對(duì)原系統(tǒng)中固定單一門限存在的不足,本文提出了自適應(yīng)信號(hào)搜索識(shí)別算法,其根據(jù)各個(gè)信道的信噪比自適應(yīng)確定不同的門限值進(jìn)行信號(hào)的搜索識(shí)別。在進(jìn)行電磁頻譜分配時(shí),要保證能夠高效的解決目用頻用戶接入頻譜孔洞,以使用戶能夠在最短時(shí)間內(nèi)接入并且保證接入點(diǎn)最優(yōu),基于此本文提出了頻譜池接入策略和經(jīng)過改良的最優(yōu)適配法。本文對(duì)上述算法使用了MATLAB仿真軟件進(jìn)行了仿真,并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析和比較。最后,系統(tǒng)的軟件部分采用高級(jí)計(jì)算機(jī)語言C++開發(fā),以追求可復(fù)用、可重構(gòu)為架構(gòu)前提,設(shè)計(jì)開發(fā)了電磁頻譜監(jiān)測管理系統(tǒng)軟件。此軟件在教研室原有軟件基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并開發(fā)了基于監(jiān)測和管理功能的模塊,采用C/S架構(gòu)的通信模式,完成遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制的功能。本文開發(fā)的基于Winsock的網(wǎng)絡(luò)通信接口封裝成通用的接口函數(shù),其不依賴于具體的硬件平臺(tái),不僅適用本儀器硬件平臺(tái)系統(tǒng)通信傳輸,對(duì)于一般基于TCP的通信接口也適用。經(jīng)過系統(tǒng)測試驗(yàn)證,電磁頻譜監(jiān)測管理系統(tǒng)能夠滿足電磁頻譜監(jiān)測和管理的功能,達(dá)到了項(xiàng)目需求的性能指標(biāo),人機(jī)交互友好,便于實(shí)際操作。
【圖文】：

圖 2-1 電磁頻譜監(jiān)測管理系統(tǒng)組成架構(gòu)電磁頻譜監(jiān)測管理系統(tǒng)由系統(tǒng)端和本地儀器端兩部分構(gòu)成。其中系統(tǒng)端負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的監(jiān)測、分析、顯示以及遠(yuǎn)程控制本地儀器；本地儀器端負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并通過 LAN 總線傳輸?shù)较到y(tǒng)端。本地儀器端通過 LAN 接口可以搭載不同儀器廠商的頻譜分析儀，其不局限于具體的硬件。本系統(tǒng)主要由多套 PXI 實(shí)時(shí)頻譜分析儀、測向機(jī)、服務(wù)器、報(bào)警裝置、監(jiān)測天線、測向天線、UPS 電源、磁盤陣列和打印機(jī)等設(shè)備組成，其系統(tǒng)架構(gòu)組成方案如圖 2-1 所示。2.2 原有系統(tǒng)架構(gòu)分析2.2.1 原有系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)分析本文是在教研室原有軟件基礎(chǔ)上開發(fā)的。通過研究教研室原有系統(tǒng)版本，給出其功能結(jié)構(gòu)，如圖 2-2 所示。

圖 2-2 原有系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖由圖 2-2 所示，原有系統(tǒng)由三個(gè)模塊構(gòu)成，A、B 模塊為教研室自主析儀模塊，，C 模塊為測向模塊。A 模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測報(bào)警功能，如模板報(bào)警和電平線報(bào)警，B 模塊負(fù)責(zé)測量分析功能，C 模塊負(fù)責(zé)測向定位功根據(jù)對(duì)原有系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)分析可知，其不足之處如下所示：(1)針對(duì)異常信號(hào)的搜索識(shí)別，采用電平線報(bào)警模式，其采用固定門別。在復(fù)雜的電磁環(huán)境下，針對(duì)目標(biāo)頻段多信道情況，各個(gè)信道的若采用固定門限電平值，其不能很好的檢測出所有可疑信號(hào)，進(jìn)而概率。(2)缺乏對(duì)電磁頻譜資源的管理工作。由于電磁頻譜的日益匱乏，而益增多，所有針對(duì)頻譜資源的管理工作顯得尤為重要。如何高效的的接入策略，是本文研究的重點(diǎn)內(nèi)容。(3)原有系統(tǒng) B 模塊中，在與儀器端通信時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸量非常大，常象，而且屏幕刷新異常情況凸顯。(4)原有儀器端通信模塊在進(jìn)行通信連接時(shí)，十分復(fù)雜，而且通信鏈
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM935.21

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2518047