水上无线电语音业务监测方法与流程

本发明涉及无线电监测技术领域，特别是涉及一种水上无线电语音业务监测方法。

背景技术：

我国濒临黄海、东海，南海，不仅拥有内海渤海，而且拥有漫长的海岸和6500多个岛屿。国内外大力倡导发展水上业务，船舶数量剧增，水上无线电语音业务也随之快速增长，同时船舶数量增加也导致船舶出现险情的情况增多。

我国近距离遇险报警及通信频段为156MHz～174MHz，主要包括遇险和安全呼叫频率（156.525MHz），遇险安全通信频率（156.800MHz），航行安全的船对船的通信频率（156.650MHz），搜救作业用的船舶电台和航空器电台之间的通信频率（156.300MHz）。为保障船舶与塔台，船舶与船舶之间能正常通信以及船舶发生险情时发出的求救信号能快速被获取，需要对该频段内的信号进行实时控守，一旦获取信号，快速分析信号并截获信号内容。在确认船舶遇险后，海事部门可快速响应以保障损失降低。

当前在该频段内进行电磁信号监测时，主要借助于通用的无线电接收机，仅仅实现单点频谱采集及音频解调。这种监测方法监测监听效果有限，缺乏针对性，同时也无法对多个水上无线电语音业务关键信道进行控守和干扰查处。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种水上无线电语音业务监测方法，解决常规设备进行水上无线电语言业务监测时可控守信道及可监听声道数量少、排查过程繁琐及排查效果差的问题。通过本发明可以实时控守监测范围内关键通信信道或感兴趣的信道，可以实时监听多路声道，对控守信号快速识别分析达到保障水上语言业务通信顺畅的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种水上无线电语音业务监测方法，其特征在于，采用包括多声道语音拼接同步传输技术、多信道频谱数据拼接技术以及基于水上语音通信数据库的多信道控守技术等通信技术来完成信号捕获与前端信号处理、宽窄带频谱数据采集与多路音频解调、数据传输、数据拼接、频谱显示与语音播放等过程，具体的运行过程如下：

1.信号捕获与前端信号处理：专用监测天线感应区域内电磁信号形成感应电压，并通过馈线传递至接收通道，与接收通道混频后得到中频信号；

2.宽窄带频谱数据采集与多路音频解调：前端处理得到的中频信号进行A/D转换，转换后的数字信号与采集卡内部的NCO振荡器混频形成基带信号，基带信号经过数字滤波得到信号IQ数据，IQ数据经过FFT变换得到频谱数据存入对应RAM。再对得到IQ数据解调形成音频信号，固定采样率采样后形成音频数据，存入对应RAM；

3.数据传输：上层软件控制PCI总线按每次间隔200ms对存储频谱数据和音频数据的RAM进行取数；

4.数据拼接：启动监测任务时，根据输入的频点自动创建用于存储宽窄频谱数据、音频数据的文件。在控制PCI总线完成一次取数后，根据频点与文件的对应关系将数据存入对应文件；

5.频谱显示与语音播放：通过对宽窄带频谱数据进行显示，同时可对语音文件进行播放。

区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：

1、增强水上无线电语音业务监测能力，实现对重要海域、港口、码头、重要航路的监测覆盖。

2、实现对水上用频的不间断监测，实时掌握主要海域/水域无线电使用情况，对遇险通信频率等关键信道进行实时控守并告警，保障对求救信号的及时响应。

3、具备水上机动无线电监测能力，可掌握航道和海域电磁频谱环境，增强机动无线电检查、执法能力。

4、提高对水上业务的无线电保障能力。

附图说明

图1是本发明水上无线电语音业务监测过程示意图。

图2是本发明多声道语音拼接同步传输技术工作流程图。

图3是本发明多信道频谱数据拼接技术工作流程图。

图4是本发明基于水上语音通信数据库的多信道控守技术工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所提供的一种水上无线电语音业务监测方法，其特征在于，采用包括多声道语音拼接同步传输技术、多信道频谱数据拼接技术以及基于水上语音通信数据库的多信道控守技术等通信技术来完成信号捕获与前端信号处理、宽窄带频谱数据采集与多路音频解调、数据传输、数据拼接、频谱显示与语音播放等过程，具体的运行过程如下：

1.信号捕获与前端信号处理：专用监测天线感应区域内电磁信号形成感应电压，并通过馈线传递至接收通道，与接收通道混频后得到中频信号；

2.宽窄带频谱数据采集与多路音频解调：前端处理得到的中频信号进行A/D转换，转换后的数字信号与采集卡内部的NCO振荡器混频形成基带信号，基带信号经过数字滤波得到信号IQ数据，IQ数据经过FFT变换得到频谱数据存入对应RAM。再对得到IQ数据解调形成音频信号，固定采样率采样后形成音频数据，存入对应RAM；

3.数据传输：上层软件控制PCI总线按每次间隔200ms对存储频谱数据和音频数据的RAM进行取数；

4.数据拼接：启动监测任务时，根据用户输入的频点自动创建用于存储宽窄频谱数据、音频数据的文件。在控制PCI总线完成一次取数后，根据频点与文件的对应关系将数据存入对应文件；

5.频谱显示与语音播放：通过对宽窄带频谱数据进行显示，同时可对语音文件进行播放。

如图2所示多声道语音拼接同步传输技术，其运行过程如下：

1.在获取各频点设定带宽的I、Q数据后进行语音解调，解调后的语音按固定采样率完成采样存入RAM。

2.每路语音配置2个RAM，解调的语音数据采集固定点数后存入其中一个RAM并做标记，等待PCI取数，此时另一个RAM继续存入，每路语音配置的2个RAM依次交替保证语音信号的连续性。

3.PCI总线按每次间隔200ms进行取数，取数后存入不同频点对应的音频文件。

如图3所示，多信道频谱数据拼接同步传输技术涉及A/D采样、NCO、DDC、FFT、数据存储、传输与拼接。

1.当70MHz中频信号输入时，经102.4MHz时钟信号采样后形成16位数字信号。该数字信号与数控振荡器信号混频形成基带I、Q数据，I、Q数据根据客户设定的带宽进行数字滤波；

2.滤波后的I、Q数据经过FFT变换频谱数据并存入RAM；

3.PCI总线按每次间隔200ms进行取数，取数后存入不同频点对应的频谱I、Q文件。

如图4所示的基于水上语音通信数据库的多信道控守技术，其运行过程如下：

1.该装置启动任务后，通过专用监测天线完成信号捕获后进行时-频域变换，得到宽带频谱及多个频点信号频谱；

2.判断各频点信号频谱电平是否达到信号门限，确认这些频点是否有信号占用；

3.若确定这些频点具备信号后，获取信号频点、带宽等参数；

4.查看遇险和安全呼叫频率等关键信道是否被占用，若占用则启动告警。

5.工作人员监听后确认关键信道的信号是否为对应的求救信号，若确认为求救信号则启动响应，若为其它信号则进行干扰排查。

6.在遇险和安全呼叫频率等关键信道未被占用的情况下，将获取的信号频率同建立的水上语音通信数据库比对，若数据库中不包含该频点，则告警并启动录音。

7.若不能根据信号频率判定信号异常，则分析信号带宽，并将获取的信号带宽同建立的水上语音通信数据库频点带宽比对，若信号带宽与数据库带宽不一致，则告警并启动录音。

通过上述方式，本发明水上无线电语音业务监测方法融合A/D采样、PCI数据传输、数据库比对和语言监听技术，解决常规设备进行水上无线电语言业务监测时可控守信道及可监听声道数量少、排查过程繁琐及排查效果差的问题。通过本发明可以实时控守监测范围内关键通信信道或感兴趣的信道，可以实时监听多路声道，对控守信号快速识别分析达到保障水上语言业务通信顺畅的目的。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。