郭衛(wèi)平 薄 遠(yuǎn)

（63888部隊 濟(jì)源 454650）

1 引言

隨著電子對抗設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步和快速發(fā)展，戰(zhàn)區(qū)環(huán)境內(nèi)的通信專向（網(wǎng)專）日趨增多，導(dǎo)致戰(zhàn)區(qū)的通信信號環(huán)境日趨復(fù)雜，作戰(zhàn)指揮員需要了解通信收發(fā)雙方的電磁環(huán)境情況，以便選擇“寂靜”頻點(diǎn)保障己方進(jìn)行快速實(shí)時通信［1］。信道占用度測試工作是無線電監(jiān)測工作的重要內(nèi)容，它為準(zhǔn)確選擇通信頻段提供保證，還有助于更好地了解和掌握每一個正在使用的或己經(jīng)指配的頻道占用和使用的情況。

2 信道測試原理和測試方法

2.1 測試原理

利用對信號采樣的原理，對超過所設(shè)置的門限電平值（信號檢測門限）以上的信號的持續(xù)時間進(jìn)行統(tǒng)計，將在一段時間內(nèi)得到的統(tǒng)計數(shù)值與測試時

式中，η為信道占用度測試數(shù)值；T1為信號超過接收機(jī)門限電平值以上的持續(xù)時間；T為測試時間。

統(tǒng)計測量時間內(nèi)的信道占用度平均值和統(tǒng)計測量時間內(nèi)每小時的頻道占用度平均值即為測量結(jié)果［2］。需要說明的是，所謂的信道占用，與所選定的參考門限電平緊密聯(lián)系，因此，該波段的信道占用度是在某一門限電平下的信道占用度。

2.2 測量方法

用頻譜分析設(shè)備實(shí)時監(jiān)測戰(zhàn)區(qū)電磁環(huán)境，做出統(tǒng)計分析。由于測量結(jié)果為頻率、電平，只有根據(jù)這些參數(shù)來判定信道質(zhì)量，先將這些測量結(jié)果存入信道質(zhì)量信息庫，按照時間段及選頻方法的要求，從而對各種信道質(zhì)量作出較準(zhǔn)確的判斷，生成可用間的比值稱為該信道的占用度測試數(shù)據(jù)。測試原理的數(shù)學(xué)表達(dá)見式（1）頻率參數(shù)庫，提供可用頻率。

1）頻段掃描方式

在頻段掃描方式下，把通信頻段分成幾個子頻段分別進(jìn)行測試并記錄，每次只進(jìn)行其中某一子頻段的測試，其目的是保證測試的結(jié)果滿足測試精度和測試可信度的要求。

頻段掃描方式下的設(shè)備參數(shù)設(shè)置［3］：

掃描模式：自動；

中頻濾波器帶寬／步長：15kHz／25kHz；

掃描速度：標(biāo)準(zhǔn)速度由設(shè)備決定；

信號檢測門限：NdB（具體而定）。

2）信道掃描方式

圖1 超短波信號占用度的測試

在信道掃描方式下，把通信頻段中的頻點(diǎn)逐一輸入到掃描測試頻率表中建立一個預(yù)制掃描頻點(diǎn)表，按照該頻率表的順序測量每個信道的占用度數(shù)值并記錄。

圖1給出了超短波30MHz～80MHz頻段，監(jiān)測門限電平為－110dBm的信號占用度的測試結(jié)果。

2.3 兩種測試方式的比較

在頻段掃描方式下，可以按照預(yù)制掃描頻段范圍、步進(jìn)長度及固定的檢測門限電平進(jìn)行監(jiān)測。因此，通過監(jiān)測結(jié)果，可以比較全面地觀察到整個被測頻段內(nèi)全部信號的情況，既可以測量該頻段內(nèi)信號的信道占用度又可以同時觀察到其它信號（如其它常用電臺用通信信號）和干擾信號的情況。其中包括信號幅度的大小和出現(xiàn)的頻次、信道占用度等。但是，在整個被測頻段內(nèi)如有同頻干擾、鄰道干擾等情況，將會較大程度地影響測試數(shù)據(jù)的可信度。特別是在干擾信號電平比較高的情況下很容易造成較大的測量偏差。

在信道掃描方式下，可以按照事先預(yù)制掃描頻點(diǎn)表（LIST），其中包括每個測試頻點(diǎn)不同的測試條件進(jìn)行測試。如：依據(jù)被測信號精確的測試頻率值、信號帶寬和同頻干擾、鄰道干擾的具體情況確定信道占用度測試的接收頻率、中頻帶寬和噪聲門限值等測量參數(shù)［6］。因此，在信道掃描方式下的占用度測試可以獲得比較準(zhǔn)確的測試結(jié)果。

經(jīng)以上兩種測試方式的對比可以得知，頻段掃描方式的測試有助于全面了解整個被測頻段，而信道掃描方式的測試可以在某些不利的條件下得到比較精確的測量數(shù)據(jù)。因此，在實(shí)際監(jiān)測工作中往往需要根據(jù)不同的測試需求和被測頻段背景噪聲及干擾信號的情況選擇不同的測試方式。

3 信道占用度測試可信度分析

影響測試可信度的因素有以下兩種：

1）干擾信號的影響

通過頻譜監(jiān)測分析發(fā)現(xiàn)，在通信頻段中長時間地存在著許多干擾信號，其中一些是同頻道的干擾信號［7］。干擾信號的存在有可能會造成比較大的占用度測試結(jié)果的偏差。

2）監(jiān)測設(shè)備測試能力的影響

由于監(jiān)測設(shè)備采樣頻率（或掃描速度）偏低的原因，在信道占用度測試過程中，無論是在頻段掃描方式下還是在信道掃描方式下的測試都有可能出現(xiàn)由于測試能力不夠而造成的測試誤差較大的問題［4］。所謂測試能力不夠的問題，其產(chǎn)生的原因有兩個方面：一方面由于測試設(shè)備的掃描速度過低，達(dá)不到測試要求；另一方面是由于設(shè)置的某些不合理參數(shù)所造成的。如：接收機(jī)的掃描頻段范圍過大或掃描頻點(diǎn)數(shù)目過多。

4 信道占用度在通信選頻中的應(yīng)用

對信道占用度的測量最終目的是為了通信的選頻，通常的選頻原則如下：

1）在統(tǒng)一規(guī)劃的頻段內(nèi)進(jìn)行選擇；

2）按照頻譜的三維特性，采取空間、時間、頻率相結(jié)合的辦法進(jìn)行選頻；

3）避開禁用頻率和保護(hù)頻率；

4）給某種業(yè)務(wù)電臺選頻時應(yīng)與劃分給這項(xiàng)業(yè)務(wù)的頻帶上下限保留間隔；

5）對擬選用頻率進(jìn)行電磁兼容性分析，避免對已選頻率產(chǎn)生干擾；

6）根據(jù)通信距離、地形條件、電磁環(huán)境、業(yè)務(wù)需求等因素選擇頻段。

4.1 信道占用度在短波頻段選頻中的應(yīng)用

在短波復(fù)雜背景干擾和噪聲條件下，必須實(shí)時監(jiān)測短波波段頻譜，探測出頻段內(nèi)的安靜縫隙進(jìn)行通信，以保證短波通信的質(zhì)量。短波頻譜具有隨機(jī)性、時變性，考察一個短波信道的質(zhì)量，不僅要看信道頻譜的瞬時值，還要統(tǒng)計信道歷史占用情況，這樣選出的信道質(zhì)量才更可靠［5］。短波通信通常是軍用跨視距遠(yuǎn)程通信的主要手段，其可用頻帶的擁擠現(xiàn)象在夜間特別嚴(yán)重［8］。因此，如果不能準(zhǔn)確實(shí)時測量特定頻帶上的干擾情況，即使使用經(jīng)過統(tǒng)計得出的最佳通信頻帶，仍然無法有效通信。避免干擾的最可靠的方法就是在通信之前實(shí)時測量可用頻帶，然后從中選擇干擾電平較低的信道來進(jìn)行通信。頻譜監(jiān)測儀在2～30MHz的短波波段上進(jìn)行頻譜的快速測量，測量頻譜幅度，建立短波電磁環(huán)境數(shù)據(jù)庫，并給出每一個頻率上其接收功率占用情況（超過給定門限值）?；谏鲜鏊枷?，掃描過程是在一個時段選用一個頻率段，以3kHz為一個頻率間隔在一定時間內(nèi)進(jìn)行循環(huán)掃描，如果某個3kHz的信道在這一時段內(nèi)低于某一門限電平的比率超過了一定比值，這時認(rèn)為該信道在這個時段為安靜的（可用）。在這段時間段里對安靜頻率進(jìn)行統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果可得出每一頻率段的可用頻率，依據(jù)選頻原則給出最終可用頻率。由于選用的門限值不同，可用頻率也不一樣。當(dāng)選用恰當(dāng)?shù)拈T限值，有統(tǒng)計表明：在以后的一段時間內(nèi)，安靜頻率信道依然保持安靜的可能性在60%以上。由此可以得出，前一段時間的可用頻率點(diǎn)在往后的一段時間內(nèi)在一定程度上還是可用的。

短波通信鏈路的建立取決于對短波信道的實(shí)時監(jiān)測。特征參數(shù)為信道中的信號平均功率。將整個短波信道分成以SPAN＝1.5MHz為單位跨度帶寬（對于HP8920綜合測試儀，此時的分辨帶寬為BW＝3kHz）的N（Nmax＝20）個頻段，依次對各頻段上的平均電平Pi進(jìn)行一定時間的探測，然后將各頻段的探測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計平均，作為噪聲門限電平。為防止噪聲門限電平的過大偏差，統(tǒng)計此門限電平下的信道占用情況，若占用度大于95%，則認(rèn)為此電平為噪聲門限電平，否則下調(diào)3dB。以此為基礎(chǔ)，分別浮動＋3dB、－3dB作為門限電平統(tǒng)計信道占用情況，若該信道在某一掃描時間段內(nèi)，小于所設(shè)門限電平的頻度（占總掃描次數(shù)的百分比）超過90%，則認(rèn)為該信道未被占用，是暫時可用的。

設(shè)想在連續(xù)的3個未被占用的信道內(nèi)，中間的一個信道是可用的。該信道若與保護(hù)頻率沖突，則判為不可用，此為調(diào)幅電臺時的情況。

若短波通信為數(shù)字傳輸方式，如FSK，則依據(jù)所需帶寬進(jìn)行選擇，兩側(cè)各留1個保護(hù)信道（寬度為3kHz），中心頻率即為可用頻率。

4.2 信道占用度在超短波頻段選頻中的應(yīng)用

信道占用度的測試方法同上，不過以12.5kHz或25kHz為一個頻率間隔。將超短波信道分成以SPAN＝15MHz為單位跨度帶寬（對于HP8920綜合測試儀，此時的分辨帶寬為BW＝30kHz）的N個頻段，依次對各頻段上的平均電平Pi進(jìn)行一定時間的探測，然后將各頻段的探測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計平均，作為噪聲門限電平。為防止噪聲門限電平的過大偏差，統(tǒng)計此門限電平下的信道占用情況，若占用度大于90%，則認(rèn)為此電平為噪聲門限電平，否則下調(diào)3dB。以此為基礎(chǔ)，分別浮動＋3dB，－3dB作為門限電平統(tǒng)計信道占用情況，若該信道在某一掃描時間段內(nèi)，小于所設(shè)門限電平的頻度（占總掃描次數(shù)的百分比）超過90%，則認(rèn)為該信道未被占用，是暫時可用的。

設(shè)想在連續(xù)的3個未被占用的信道內(nèi)，中間的一個信道是可用的。該信道若與保護(hù)頻率沖突，則判為不可用，此為一般調(diào)頻電臺時的情況。

若超短波通信為數(shù)字傳輸方式，如FSK，則依據(jù)所需帶寬進(jìn)行選擇，兩側(cè)各留1個保護(hù)信道（帶寬25kHz），中心頻率即為可用頻率。

當(dāng)電臺的頻道數(shù)甚多，頻率間隔較小，分配頻率時務(wù)必考慮最小間隔，必須以保證正常通信為前提。在設(shè)計程序時，必須確保在刪除各類限定頻率、排除各項(xiàng)限定條件之后，實(shí)用性要好的原則［12］。

5 保證測試精度的措施

為保證得到高精度的測試結(jié)果，應(yīng)該在開始占用度測試之前，通過無線電頻譜監(jiān)測對信號以及被測頻段的情況進(jìn)行細(xì)致、全面的了解。其中包括：對被測信道中信號的最短持續(xù)時間長度、最短間隔長度進(jìn)行測量統(tǒng)計，對被測頻段內(nèi)的干擾信號電平值的測量。然后，再根據(jù)測量結(jié)果以及監(jiān)測設(shè)備的信道掃描速度指標(biāo)（準(zhǔn)確地講應(yīng)該是接收機(jī)的信道掃描重訪時間間隔），決定信道占用度測試系統(tǒng)的掃描設(shè)置參數(shù)。另外，根據(jù)被測頻段內(nèi)的信號電平值和干擾信號電平值，決定信道占用度測試系統(tǒng)的噪聲門限值的設(shè)置參數(shù)［13］。有時還可以通過改變接收機(jī)的中頻帶寬、改變接收天線方向等方法在一定程度上降低干擾的影響。必要時應(yīng)對測試系統(tǒng)的測量速度指標(biāo)進(jìn)行測試，能夠準(zhǔn)確地知道監(jiān)測系統(tǒng)的掃描測量速度，為占用度測試的有關(guān)設(shè)置參數(shù)的確定提供參考依據(jù)。

6 結(jié)語

本文在電臺通信基礎(chǔ)上，提出信道占用度的測試選頻方法，對于設(shè)置的檢測門限電平值，根據(jù)具體信號環(huán)境而定，對于突發(fā)的沒有規(guī)律的較強(qiáng)信號有待進(jìn)一步分析研究。

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