基于多并發(fā)的無線頻譜監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及無線電通信領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種頻譜監(jiān)測方法，可用于對有限點強電 磁環(huán)境的監(jiān)測。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線頻譜是一種有限的、可W重復(fù)利用的自然資源，同時也是寶貴的戰(zhàn)略資源。隨 著無線通信技術(shù)的發(fā)展和人們對無線電通信業(yè)務(wù)需求的不斷增長，電磁環(huán)境日趨復(fù)雜，頻 譜資源的管理工作也越來越重要。
[0003] 常見的網(wǎng)絡(luò)化小型頻譜監(jiān)測系統(tǒng)包括接收機與客戶端，接收機收到客戶端發(fā)送的 命令后，依次進行命令解析，命令執(zhí)行和數(shù)據(jù)采集。而客戶端只能等待接收機將采集到的數(shù) 據(jù)回傳，在該頻譜監(jiān)測系統(tǒng)中接收機只能支持與客戶端單向連接，不支持多客戶端向接收 機同時發(fā)送命令，即不具有并發(fā)性。
[0004] 隨著電磁環(huán)境越來越復(fù)雜，并且考慮到建立當前監(jiān)測區(qū)域的空間傳播損耗需要大 量的測試數(shù)據(jù)來建模，而且運個模型對于當前區(qū)域的電磁環(huán)境相當敏感，要能夠真實的反 應(yīng)出當前的電磁頻譜態(tài)勢越來越艱難。 陽〇化]綜上所述，當前的監(jiān)測頻譜態(tài)勢的方法在并發(fā)性和處理有限點的場強方面都有點 欠缺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的針對上述已有技術(shù)的不足，提出一種基于多并發(fā)的無線頻譜監(jiān)測方 法，W提高無線頻譜監(jiān)測的并發(fā)性，W及在有限點場強下反映出當前電磁頻譜態(tài)勢的真實 性。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：通過并發(fā)服務(wù)器來支持多客戶端向接收機發(fā)送不同的 命令，使得多個頻譜監(jiān)測任務(wù)同時執(zhí)行；利用監(jiān)測區(qū)域中有限點的場強通過插值法中的 Multiqua化ic方法得到監(jiān)測區(qū)域的中任意一點的場強。其實現(xiàn)步驟包括如下：
[0008] (1)基于Iibevent框架，搭建支持1個主線程和4個工作線程的多并發(fā)服務(wù)器；
[0009] (2)將6個天線、6個接收機和客戶端依次相連構(gòu)成一個監(jiān)測系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)與 多并發(fā)服務(wù)器相連，其中前3個天線固定在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，分別安置在3個不同的位置X,，運 3個天線所在位置接收到電場強度F(x,)各不相同，j= 1，2,3,后3個天線隨機分布在監(jiān) 測區(qū)域內(nèi)，且可隨意移動，后3個天線所在位置Xi接收到的電場強度為F(X1)也各不相同， i= 4, 5, 6 ;
[0010] (3)在本地控制計算機上通過客戶端向接收機配置任務(wù)參數(shù)，任務(wù)參數(shù)包括掃描 參數(shù)、信號識別參數(shù)和數(shù)據(jù)回傳時間間隔；
[0011] (4)給監(jiān)測系統(tǒng)供電，使接收機正常工作，接收機根據(jù)分配的任務(wù)參數(shù)執(zhí)行監(jiān)測任 務(wù)，即通過天線將接收的頻譜數(shù)據(jù)實時傳遞給接收機，接收機在數(shù)據(jù)回傳時間間隔內(nèi)將收 集到的頻譜數(shù)據(jù)傳遞給多并發(fā)服務(wù)器；
[0012] (5)多并發(fā)服務(wù)器采用插值法中的Multiqua化ic方法對接收機傳輸?shù)碾姶蓬l譜 數(shù)據(jù)進行模擬，將模擬后的信號數(shù)據(jù)進行存儲，并傳遞給客戶端；
[001引 （6)客戶端接收信號數(shù)據(jù)后，通過顏色映射方法在界面中繪制出頻譜態(tài)勢，并在地 圖中顯示。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0015] 1)本發(fā)明中使用了Iibevent框架，基于此框架，可W輕松設(shè)計出多并發(fā)服務(wù)器， 通過多線程技術(shù)與此框架的結(jié)合，不同的接收機可W執(zhí)行不同上位機發(fā)送的不同命令，從 來提高了計算機資源的利用率和頻譜監(jiān)測的智能化。
[0016] 2)本發(fā)明由于使用數(shù)值分析中的插值法Multiqua化ic方法，通過監(jiān)測區(qū)域中有 限的點的場強，來插值得到監(jiān)測區(qū)域的任意一點的場強，可清楚反映電磁頻譜態(tài)勢，即使電 磁環(huán)境越來越復(fù)雜，或者當前監(jiān)測區(qū)域的空間存在嚴重損耗，或有一定的誤差，也不會妨礙 能夠真實地反映出當前的電磁頻譜態(tài)勢。
[0017] 3)本發(fā)明操作簡單，實施方便，安全可靠，符合實際需求，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的實現(xiàn)總流程圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明中的服務(wù)器并發(fā)子流程圖；
[0020] 圖3是本發(fā)明的功能主界面圖；
[0021] 圖4是本發(fā)明態(tài)勢地圖展示效果圖。
【具體實施方式】
[0022] 參照圖1，本發(fā)明的實現(xiàn)步驟如下：
[0023]步驟1，基于Iibevent框架，搭建支持1個主線程和4個工作線程的多并發(fā)服務(wù)器 陽024] Iibevent框架是指一個事件觸發(fā)的網(wǎng)絡(luò)庫，該庫內(nèi)部使用select、巧〇11、 kqueue、IOCP系統(tǒng)調(diào)用管理事件機制。
[0025] 利用服務(wù)器內(nèi)部使用的Iibevent框架，在一個線程池內(nèi)設(shè)置4個工作線程，構(gòu)成 多并發(fā)服務(wù)器，該服務(wù)器可同時為多個客戶端服務(wù)，如圖2所示。不同的客戶端可W同時向 接收機發(fā)送不同的命令，而不會阻塞，多并發(fā)服務(wù)器會把不同的命令通過不同的線程對命 令進行解析，然后發(fā)送給接收機。
[0026] 步驟2,構(gòu)建監(jiān)測系統(tǒng)
[0027] 將6個天線、6個接收機和客戶端依次相連構(gòu)成一個監(jiān)測系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)與多并 發(fā)服務(wù)器相連，其中前3個天線固定在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，分別安置在3個不同的位置X,，運3個 天線所在位置接收到電場強度F(x,)各不相同，j= 1，2,3,后3個天線隨機分布在監(jiān)測區(qū) 域內(nèi)，且可隨意移動，后3個天線所在位置Xi接收到的電場強度為F(Xi)也各不相同，i= 4, 5, 6。
[0028] 步驟3,配置任務(wù)參數(shù)
[0029]在本地控制計算機上通過客戶端向接收機配置任務(wù)參數(shù)，該任務(wù)參數(shù)包括掃描參 數(shù)、信號識別參數(shù)和數(shù)據(jù)回傳時間間隔。如圖3所示，接收機所在的位置為西安電子科技大 學北校區(qū)的階梯教室，西大樓，老科技樓，主樓，新科技樓，96號樓等。
[0030] 步驟4,接收機進行數(shù)據(jù)采集
[0031] 給監(jiān)測系統(tǒng)供電，使接收機正常工作，天線將接收該區(qū)域內(nèi)符合客戶端配置的掃 描參數(shù)要求的信號，并將接收到的信號傳遞給接收機，接收機將保存天線傳遞的信號，并在 數(shù)據(jù)回傳時間間隔內(nèi)將收集到的數(shù)據(jù)傳遞給多并發(fā)服務(wù)器。
[0032] 步驟5,多并發(fā)服務(wù)器采用插值法中的Multiqua化ic方法對接收機傳輸?shù)碾姶蓬l 譜數(shù)據(jù)進行模擬
[0033] 巧a)在單自變量的情況下，選用差值函數(shù)如下：
[00對其中X,是固定在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)不同天線的位置，a,表示方程系數(shù)，通過解聯(lián)立方程 組可得，X是方程未知變量，n為固定的天線的數(shù)量，C表示任意常數(shù)，但大量的計算表明，如 果相對于數(shù)據(jù)點之間的距離，C的