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网格化频谱监测技术

技术简介

       随着频谱资源的扩展应用,出于国防、公共安全体系建设的需要,无线频谱监测的重要性日益凸显。传统的单点、固定监测方式已很难满足新的形势发展需要,而网格化频谱监测技术将逐渐成为未来的主导。

       网格化频谱监测技术有以下几个关键点:1)传感器节点的时间同步; 2)实时频谱;3)分布式网络的管理与数据传输;4)大数据的挖掘与比对融合。目前我方已在前三个关键点完成了技术突破。

1)时间同步技术主要通过GPS时统技术途径实现,通过该技术,各传感器节点的同步精度在20纳秒以内;2)实时频谱基于FPGA的硬件FFT频谱分析技术,较传统的DSP数据处理技术,它缩短了运算所需的时间,降低了因计算复杂而导致的计算误差,并且开发时间短、成本较低;3)传感器网络基于以太网和TCP/IP协议,单个传感器节点实现了2GB深度的数据缓冲和百兆传输速度,我方提供功能完备的程控API接口函数库和传感器网络管理服务例程,基于此可以迅速搭建可定制的网格化频谱监测系统。


技术指标

频率范围      20MHz~6GHz

实时带宽      20MHz

扫描速度      >4GHz/s@10kHz RBW

GPS同步精度  20 nS

幅度准确度    ±3dB

频率准确度    ±0.1ppm

数据缓存深度  2GB


技术特点

       网格化频谱监测技术完全打破了固定监测点采集数据之间的非相关性限制,运用GPS和网络同步技术,由各传感器智能采集多维数据,然后利用网络汇总到服务器对数据进行深度挖掘和对比融合,保证了复杂电磁环境下监测任务的顺利实施。

       该技术门槛较高,尤其在频谱传感器方面,它融合了软件无线电、传感器网络、高精度同步等数个热门领域的最新技术成果,目前国内民用领域由于技术积累不足,专业人才稀缺等原因,在该领域鲜有涉及,与之相关的是为数不多的几个集成商,所涉足的业务主要是网格化监测系统的软件集成与系统搭建等。


预期效益

       目前在国家政策的指导和支持下,国内多个省市已经开展网格化频谱监测系统的试点工作,预计在不远的将来,网格化频谱监测系统的建设将全面铺开。传感器的市场容量起码是传统的单台作业的监测接收机10倍数量的提升,而且将会保持逐年增长的趋势。初步估计该技术军转民所带来的经济效益在三千万元以上。