无线频谱精细化网格监测的简易硬件系统及其实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无线频谱精细化网格监测的简易硬件系统及其实现方法，属于通信技术领域。
【背景技术】
[0002]频谱监测是频域测量的重要技术领域，目前政府管理机构对各种各样的无线业务分配不同的频段，例如:广播电视、无线通信、移动通信、警务和应急通信等其它业务。保证不同业务工作在其被分配的信道带宽内是至关重要的，通常要求发射机和其它辐射设备应工作于紧邻的频段。在这些通信系统中，针对功率放大器和其它模块的一项重要测量是检测溢出到邻近信道的信号能量以及由此所引起的干扰。伴随着全球无线电新技术、新业务的广泛应用，并渗透到社会生活的各个方面，频谱资源所蕴藏的巨大经济价值逐渐被开发出来。同时，无线电频谱资源的有限性与稀缺性矛盾已经非常显著。频谱的经济属性越来越凸显。频谱经济价值研究也显得越发重要。三维动态频谱和场强分布特性测量系统可对频谱和场强分布特性提供实时监测。
[0003]现有的无线电监测系统大多数是以无线电固定监测站的形式存在，通常在城市市区内监测站之间的距离较远，精细化程度不高，且其所配备的无线电监测接收机主要适合于监测模拟制式AM/FM无线通信的应用，对应的信号带宽往往不超过200kHz，不能够监测2G通信频段、3G通信频段、开放通信频段的场强信号，而本发明能够很好地解决上面的问题。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供了一种无线频谱精细化网格监测的简易硬件系统及其实现方法，该方法为网格化无线电监测，与传统的无线电监测技术的作用相比，该方法在精细化侦测、实时化分析、评估化判断、科学化保障等方面具有特定的优势。为频谱监测和相关管理部门及运营商的频谱利用和分配提供数据采集支撑。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的方案是:一种无线频谱精细化网格监测的简易硬件系统，该系统包括智能天线感知模块、滤波器、放大器、检波器、单片机处理系统、Zigbee传输模块、WiFi传输模块。
[0006]智能天线感知模块的功能是:动态的感知测量频段的信号。
[0007]滤波器的功能是:滤除噪声和分离出测量频段的信号。
[0008]检波器的功能是:检出波动信号中有用的频段信息。
[0009]单片机处理系统的功能是:A/D转换和串口通信。
[0010]Zigbee传输模块的功能是:动态组网并传输信息。
[0011]WiFi传输模块的功能是:无线传输模块动态无线传输所测数据信息。
[0012]本发明还提供了一种无线频谱精细化网格监测的简易硬件系统的实现方法，该方法由采集发送端采集并且发送信号，集中接收端收集信号之后通过WiFi传输信号。实现了监测一平方米以内的900M频段(即:2G通信频段)、2G频段(即:3G通信频段)、2.4G频段(即:开放通信频段)的场强信号。与传统的无线电监测技术的作用相比，在精细化侦测、实时化分析、评估化判断、科学化保障等方面具有特定的优势。
[0013]方法流程:
[0014]步骤1:假设在一个有限的空间中，每一平方米有一个实时监测系统，总共有N个实时监测系统，每一个实时监测系统都由采集发送和集中接收两部分组成，如图4上半部分，竖着看从智能天线接收到第一个智能天线发射；
[0015]步骤2:采集器能够实时动态采集不同地点不同频点的单位平方米内的场强值，并把采集的数据信息传送给集中器，如图4，竖着看从第一个智能天线发射到第二个智能天线接收；
[0016]步骤3:集中器的主要功能是集中接收不同节点采集器的数据信息，并能依据需要选择不同地点的场强测量值，如图4中竖着数所有第二个智能天线接收；
[0017]步骤4:集中器接收的数据通过WiFi模块传送给SSS智能服务器，即数据库，为无线频谱的分析及应用提供有力的数据支撑，如图4中的后半部分。
[0018]有益效果:
[0019]1、本发明能够对无线频谱的监测，在精细化侦测、实时化分析、评估化判断、科学化保障等方面具有很好地优势。
[0020]2、本发明能够有效地利用智能天线、窄带滤波器、Zigbee传输模块、WiFi传输模块、单片机模块等简易硬件模块，实现了无线频谱精细化网格监测。
[0021]3、本发明能够有效地利用了智能天线、窄带滤波器、Zigbee传输模块、WiFi传输模块、单片机模块等简易硬件模块，很好地实现了无线频谱精细化网格监测。
【附图说明】
[0022]图1为本发明系统的架构图。
[0023]图2为本发明实时监测系统的采集发送模块示意图。
[0024]图3为本发明实时监测系统的集中接收且发送模块示意图。
[0025]图4为本发明方法流程图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合说明书附图对本发明创造作进一步的详细说明。
[0027]如图1所示，一种无线频谱精细化网格监测的简易硬件系统，该系统包括智能天线感知模块、滤波器、放大器、检波器、单片机处理系统、Zigbee传输模块、WiFi传输模块。
[0028]如图1所示，该系统包括智能天线感知模块、滤波器、放大器、检波器、单片机处理系统、Zigbee传输模块、WiFi传输模块。
[0029]智能天线感知模块的功能是:动态的感知测量频段的信号。
[0030]滤波器的功能是:滤除噪声和分离出测量频段的信号。
[0031]检波器的功能是:检出波动信号中有用的频段信息。
[0032]单片机处理系统的功能是:A/D转换和串口通信。
[0033]Zigbee传输模块的功能是:动态组网并传输信息。
[0034]WiFi传输模块的功能是:无线传输模块动态无线传输所测数据信息。
[0035]如图2所示，本发明提供了实时监测系统的采集发送模块，该模块能够智能天线感知信号，信号经过滤波然后被放大，即:经历直流小信号放大器，然后经过单片机ADR换，通过Zigbee模块智能天线传输。
[0036]如图3所示，本发明提供了实时监测系统的集中接收且发送模块，该模块通过智能天线的接收，经Zigbee模块组网传输，单片机系统处理，最后经WiFi传输到SSS服务器。
[0037]如图4所示，本发明提供了一种无线频谱精细化网格监测的简易硬件系统的实现方法，该方法包括如下步骤:
[0038]步骤1:本发明假设在一个有限的空间中，每一平方米有一个实时监测系统，总共有N个实时监测系统，每一个实时监测系统都由采集发送和集中接收两部分组成，如图4上半部分，竖着看从智能天线接收到第一个智能天线发射；。
[0039]步骤2:采集器能够实时动态采集不同地点不同频点的单位平方米内的场强值，并把采集的数据信息传送给集中器，如图4，首先智能天线接收测量频段信号，然后经过滤波器滤波和检波器，再经直流小信号放大将信号放大，再经单片机系统A/D转换和串口通信和Zigbee模块最后经过智能天线将信号发送出去。竖着看从第一个智能天线发射到第二个智能天线接收。
[0040]步骤3:集中器的主要功能是集中接收不同节点采集器的数据信息，并能依据需要选择不同地点的场强测量值，如图4，智能天线接收采集器发送出来的信号，图4中竖着数所有第二个智能天线接收。
[0041]步骤4:集中器接收的数据通过WiFi模块传送给SSS智能服务器(数据库)，为无线频谱的分析及应用提供有力的数据支撑，如图4中的后半部分。
[0042]本发明对无线频谱的监测在精细化侦测、实时化分析、评估化判断、科学化保障等方面具有特定的优势。
[0043]本发明能够有效地利用了智能天线、窄带滤波器、Zigbee传输模块、WiFi传输模块、单片机模块等简易硬件模块实现了无线频谱精细化网格监测。
【主权项】
1.一种无线频谱精细化网格监测的简易硬件系统实现方法，其特征在于:所述系统包括智能天线感知模块、滤波器、放大器、检波器、单片机处理系统、Zigbee传输模块、WiFi传输模块； 智能天线感知模块的功能是:动态的感知测量频段的信号； 滤波器的功能是:滤除噪声和分离出测量频段的信号； 检波器的功能是:检出波动信号中有用的频段信息； 单片机处理系统的功能是:A/D转换和串口通信； Zigbee传输模块的功能是:动态组网并传输信息； WiFi传输模块的功能是:无线传输模块动态无线传输所测数据信息。2.一种无线频谱精细化网格监测的简易硬件系统的实现方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 步骤1:假设在一个有限的空间中，每一平方米有一个实时监测系统，总共有N个实时监测系统，每一个实时监测系统都由采集发送和集中接收两部分组成； 步骤2:采集器能够实时动态采集不同地点不同频点的单位平方米内的场强值，并把采集的数据信息传送给集中器； 步骤3:集中器的主要功能是集中接收不同节点采集器的数据信息，并能依据需要选择不同地点的场强测量值； 步骤4:集中器接收的数据通过WiFi模块传送给SSS智能服务器，即数据库，为无线频谱的分析及应用提供数据支撑。3.根据权利要求2所述的一种无线频谱精细化网格监测的简易硬件系统的实现方法，其特征在于，所述步骤1的实时监测系统的采集发送模块能够智能天线感知信号，信号经过滤波然后被放大，即:经历直流小信号放大器，然后经过单片机AD转换，通过Zigbee模块智能天线传输。4.根据权利要求2或3所述的一种无线频谱精细化网格监测的简易硬件系统的实现方法，其特征在于，所述步骤1的实时监测系统的集中接收且发送模块通过智能天线的接收，经Zigbee模块组网传输，单片机系统处理，最后经WiFi传输到SSS服务器。5.根据权利要求2所述的一种无线频谱精细化网格监测的简易硬件系统的实现方法，其特征在于，所述方法由采集发送端采集并且发送信号，集中接收端收集信号之后通过WiFi传输信号。
【专利摘要】本发明公开了无线频谱精细化网格监测的简易硬件系统及其实现方法，该方法的监测网络包括：智能天线感知模块、滤波器、放大器、检波器、单片机处理系统、Zigbee传输模块、WiFi传输模块。该监测网络能够监测一平方米以内的900M频段(2G通信频段)、2G频段(3G通信频段)、2.4G频段(开放通信频段)的场强信号。随着无线电通信技术的发展和频谱资源的不断开发利用，而今越来越多的无线通信系统向着更高的载波频率、更宽的信号带宽及更低的辐射功率等方向发展，网状化、蜂窝化、局部应用化等应用特征开始逐步显现。为此，网格化无线电监测技术与传统的无线电监测技术的作用相比，在精细化侦测、实时化分析、评估化判断、科学化保障等方面具有特定的优势。
【IPC分类】H04W24/08, H04W4/00
【公开号】CN105430684
【申请号】CN201510698065
【发明人】孙君, 谷苏文, 张摇, 张宇
【申请人】南京邮电大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年10月23日