無線電頻譜圖在無線電管理中的應用

2021-01-17 中國無線電管理

引言

隨著物聯網的發展,二維碼的廣泛應用,對於固定電臺站,不用公共網際網路,不加裝任何晶片,不安裝軟體,僅利用無線電臺本身固有特性,能否遠程臺站信息識別管理?本篇文章探討無線電頻譜圖在無線電臺站信息識別、臺站審驗、臺站故障判斷、幹擾判斷處理等方面的應用。

1.無線電頻譜圖的特性

一個無線電頻譜圖,有什麼特性呢?通過頻譜圖,可以看出無線電臺的佔用帶寬、調製方式、中心頻率,信號的最大幅度。對稱性,也就說,一般情況下,正常電臺發射的頻譜圖,從中心頻點處分,左右是對稱的,目前,頻譜圖不對稱的還不多見。

2.無線電頻譜圖的唯一性

首先,我們討論無線電頻譜圖是否具有唯一性。也就是說,固定無線電臺監測或檢測的頻譜圖,是否有唯一性。對於不同業務類型的無線電臺,正常發射,監測或檢測的頻譜圖是不一樣的,每一業務類型的無線電臺,都有其固定的特性,調製方式,佔用帶寬,使用頻率三者不可能同時相同。不同業務的固定無線電臺,即使設置在同一地點,所監測或檢測的頻譜圖不會相同。

對於同一業務類型的固定無線電臺,其調製方式、佔用帶寬都相同。那麼如何區分同業務類型的兩個無線電臺呢?也就是說,如何保證兩個正常發射的固定臺站所測到頻譜圖不完全相同呢?只有從頻譜圖的中心頻率上來區分。同業務類型的兩個電臺,不可能設置在同一地點。那麼,在對兩個固定電臺在某一特定位置監測,所得到的頻譜圖很容易區分出來,即使兩個電臺的業務類型、發射頻率、發射功率完全相同,也很容易找到一個監測地點,監測到這兩個電臺的頻譜圖不完全相同。兩個電臺的頻譜圖佔用帶寬、調製方式相同,但信號幅度不同。怎麼進行檢測呢?完全相同的兩個電臺檢測的頻譜圖就相同。怎麼辦呢?我們再引進一個信息,經緯度。我們都知道,經緯度具有唯一性,不同的地點,具有不同的經緯度。故此,對於固定無線電臺,在監測或檢測時,儀器帶上GPS,也就是說,頻譜圖帶上經緯度,兩個固定電臺所監測或檢測到的頻譜圖就不會完全相同。

綜上所述,固定無線電臺監測或檢測到的頻譜圖就有唯一性。

3.建立無線電頻譜圖庫

固定無線電臺站的頻譜圖具有唯一性,就可對所管轄區內的固定無線電臺進行檢測或監測兩種方式得到頻譜圖。兩種方式要分類存庫。

為了得到有用的頻譜圖,在獲取頻譜圖時,儀器的解析度帶寬,掃描帶寬等特性要設置合理。並且頻譜圖上要將儀器設置信息顯示在頻譜圖上。有的電臺,調製度不同,其頻譜圖也不同,那麼,測試時就要將電臺設置到合適的調製度。並記錄獲得頻譜圖的調製度。

測試到每一個頻譜圖都對應附上該固定無線電臺的特性信息。如,電臺的經緯度,設備型號,序列編號,發射頻率、發射功率、業務類型,調製方式、使用單位等信息。

4.臺站信息識別管理

利用相同的測試儀器,相同的參數設置,監測到電臺的頻譜圖,通過與頻譜圖庫比對,就可很快得到該電臺的信息,如,設置地址,使用單位、設備型號、設備序列號、發射頻率、發射功率、調製方式、業務類型等信息。如果編制自動搜索比對軟體。通過路測,就能很快得到一定區域的固定電臺數量,業務類型、及每個固定電臺的詳細信息。

5.臺站的遠程審驗

傳統電臺的審驗方式是:到現場。到現場審驗電臺,耗費人力物力,且效率低。通過遠程監測,得到電臺的頻譜圖,再與頻譜圖資料庫比對,就會節省人力物力,且效率高,如果加上計算機自動搜索比對軟體,面對大量電臺需要審驗時,其優越性就體現出來啦。

6.電臺維護保養中的應用

對電臺進行維護保養,傳統的做法是,到現場測試,判斷電臺運行情況。對於設置在高山等特殊位置的電臺,到現場測試就很不方便。效率較低,有時還有危險性。電臺有故障時,其頻譜圖與正常發射時就會不一致。那麼,在遠程監測,通過與頻譜圖數據比對,就會很快判斷電臺是否有故障。對於移動基站的維護保養,其效率就更高啦。通過路測,在測試的過程中,自動與頻譜圖資料庫比對,對於有故障基站,很快就能比對出,並且能夠得到詳細信息,判斷出故障基站的具體位置。

7.電臺數量統計

對於電臺數量較多時,檢查統計就較麻煩。如移動基站,數量非常大,運營商每年新建基站較多,他們報的數量有時不準確,那麼,通過路測,與頻譜圖資料庫比對,就能得出新建基站的數量。因為新建基站,頻譜資料庫中沒有其頻譜數據信息,通過自動比對統計軟體,就能很快得出新建基站數量。如果想應用到移動基站的統計中,那麼,每年新建基站都要進行測試,補充頻譜圖資料庫。

8.實例

2015年5月20日,濮陽縣廣播電臺投訴電臺受到幹擾,覆蓋距離近,收音機收聽該頻道有呲呲聲。他們懷疑受到了幹擾,請求濮陽無線管理局協調排除幹擾。濮陽無線電管理局收到投訴後,立即出動移動監測車進行查找幹擾。經過幾天的查找,毫無結果,查不到幹擾源。此時,初步分析不是幹擾產生,可能是發射機本身故障原因。聯繫發射機生產廠家,廠家技術人員檢查後稱發射機沒有故障。

此時,筆者就想到了頻譜圖比對。調頻廣播的頻譜圖應該是左右對稱,佔用帶寬200KHz的包絡線。如下,前兩個頻譜圖是濮陽市調頻廣播91MHz的頻譜圖,後兩個頻譜圖是濮陽縣105.3MHz的頻譜圖。從頻譜圖分析,濮陽市調頻廣播91MHz的頻譜圖規則,佔用帶寬200KHz,信號的峰值與信號最小值差值較大,頻譜圖對稱,頻譜圖的上升沿與下降沿非常陡峭,頻譜圖標準、規則漂亮。

而濮陽縣調頻廣播105.3MHz的頻譜圖佔用帶寬超過200KHz,信號的峰值與信號最小值差值較小,頻譜圖不對稱,頻譜圖的上升沿與下降沿非常平緩,頻譜圖明顯與標準頻譜圖差別較大,不規則。

通過比較分析,濮陽縣105.3MHz肯定有故障,故障在頻率調製或發射相關模塊。最後廠家為濮陽縣更換了調製模塊,廣播信號回復到了正常,覆蓋距離增大了,呲呲聲消失了。

以上,只是一部分的應用,頻譜圖在無線電管理其他方面還有更廣泛的應用。


作者簡介:王海增,男,1968年10生於滑縣。1991年畢業於鄭州大學電子工程系。現任濮陽無線電管理局頻率科長。長期從事無線電監測、檢測、無線電管理工作。曾在《專業無線通信》、《現代通》、《移動通信》、《無線電管理》、《中國無線電管理》等媒體發表論文多篇。


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