專利名稱：短波頻率搜索設(shè)備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體地，涉及ー種短波頻率搜索設(shè)備及其控制方法。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來(lái)，短波頻段的通信頻率選擇存在著較大的困難，一方面短波信道存在著由于太陽(yáng)活動(dòng)的變化而造成的時(shí)變性，另ー方面，由于短波信道全球共用而造成的用戶擁擠，可用頻率資源日益減小。實(shí)時(shí)地跟蹤短波信道的變化、為通信組織提供最佳可用頻率以保障短波通信的暢通一直缺少較為有效的監(jiān)測(cè)與控制手段。未來(lái)短波可用信道的發(fā)展需要解決的重點(diǎn)問(wèn)題是短波信道快速捜索與建鏈，尤其是在短波天波通信方面。本發(fā)明的目的在于通過(guò)短波信道空閑分析、非線性可用頻段快速捜索技木，為人防系統(tǒng)的短波通信提供可靠的頻率優(yōu)選手段。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提供ー種短波頻率搜索設(shè)備，其特征在于包含以下組成部分寬帶接收單元，其包括天線隔離器和短波寬帶接收模塊；天線隔離器用于實(shí)現(xiàn)天線到電臺(tái)與天線到短波寬帶接收模塊的切換，以及在短波電臺(tái)發(fā)射信號(hào)時(shí)，實(shí)現(xiàn)短波寬帶接收模塊與短波電臺(tái)發(fā)射信號(hào)的隔離；數(shù)字下變頻模塊，用于對(duì)寬帶接收単元提供的中頻信號(hào)進(jìn)行采集；數(shù)字信號(hào)處理模塊，用于完成可用頻率搜索與頻率優(yōu)選；通過(guò)對(duì)設(shè)定頻段內(nèi)的頻譜感知，選擇空閑信道作為本地的優(yōu)選頻率，并通過(guò)對(duì)天波信道的最低及最高可用頻率進(jìn)行估計(jì)，選擇天波可用頻段；主控模塊，用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，并顯示短波頻率搜索設(shè)備的工作狀態(tài)、可用頻段、優(yōu)選頻率和頻譜能量；預(yù)設(shè)通信頻段或預(yù)設(shè)通信頻率；實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互以及對(duì)外部設(shè)備控制；接ロ模塊，用于提供音頻接ロ、遙控接ロ、數(shù)據(jù)通信接ロ、GPS接ロ及網(wǎng)絡(luò)接ロ ；電源模塊，用于為設(shè)備內(nèi)各模塊、裝置和単元提供直流電源；所述主控模塊進(jìn)一歩包含主板、顯示裝置、輸入控制裝置、存儲(chǔ)裝置、內(nèi)部通信裝置和外部通信裝置；其中顯示裝置用于顯示工作狀態(tài)、可用頻段、優(yōu)選頻率和頻譜能量；輸入控制裝置用于實(shí)現(xiàn)通信頻段或通信頻率的預(yù)設(shè)、設(shè)備自檢、對(duì)寬帶接收単元的控制；內(nèi)部通信裝置用于實(shí)現(xiàn)主控模塊與數(shù)字信號(hào)處理模塊的數(shù)據(jù)通信及與GPS模塊的時(shí)間、地理位置信息交互；外部通信模塊用于進(jìn)行數(shù)據(jù)通信及協(xié)議傳輸；所述數(shù)字信號(hào)處理模塊進(jìn)一歩包含內(nèi)部通信裝置，空閑分析裝置以及頻率捜索裝置以及自動(dòng)增益控制(AGC)模塊和GPS模塊；其中內(nèi)部通信裝置用于通過(guò)主控模塊的內(nèi)部通信裝置與主控模塊進(jìn)行通信，以及與GPS模塊進(jìn)行時(shí)間信息交互；AGC模塊按照有源探測(cè)要求控制前端接收機(jī)工作于自動(dòng)或人工AGC方式；GPS模塊完成精確的授時(shí)和定位功能；GPS模塊提供的高精度時(shí)鐘，為頻率搜索提供時(shí)間基準(zhǔn)；GPS模塊提供的地理位置數(shù)據(jù)為頻率捜索和對(duì)天波信道的最低及最高可用頻率進(jìn)行估計(jì)提供輔助信息；空閑分析裝置，用于完成本地頻譜的捜索與頻率優(yōu)選，通過(guò)對(duì)設(shè)定頻段內(nèi)的頻譜感知，選擇空閑信道作為本地的優(yōu)選頻率；頻率搜索裝置，用于對(duì)天波信道的最低及最高可用頻率進(jìn)行估計(jì)，選擇天波可用 頻段。優(yōu)選地，短波頻率搜索設(shè)備與短波電臺(tái)之間通過(guò)遙控接ロ、數(shù)據(jù)通信接ロ以及音頻接ロ相連接，所述短波頻率搜索設(shè)備還通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接ロ與人防多網(wǎng)系融合系統(tǒng)相連，以及進(jìn)ー步通過(guò)人防多網(wǎng)系融合系統(tǒng)與公共互聯(lián)網(wǎng)相通信。優(yōu)選地，所述顯示裝置為液晶顯示屏，所述輸入控制裝置為觸摸屏，所述存儲(chǔ)裝置為硬盤。優(yōu)選地，所述觸摸屏為4線或5線類型，與所述主板通過(guò)USB接ロ相連；或者采用帶有觸摸屏的エ業(yè)平板電腦或通用筆記本電腦作為主控模塊；或者采用嵌入式エ業(yè)計(jì)算機(jī)集成液晶屏和觸摸屏構(gòu)成主控模塊。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)方面，提供ー種短波頻率搜索設(shè)備的控制方法，其特征在于主控模塊按如下步驟工作步驟401，開機(jī)初始化；步驟402，設(shè)備進(jìn)行自檢；步驟403，判斷是否存在故障；如果是，則執(zhí)行步驟404，將判斷出的存在故障的模塊在顯示裝置上顯示，繼續(xù)執(zhí)行步驟405，結(jié)束當(dāng)前操作；如果否，則執(zhí)行步驟406 ；步驟406，判斷是否設(shè)置設(shè)備參數(shù)；如果是，則執(zhí)行步驟407，設(shè)置設(shè)備參數(shù)，繼續(xù)執(zhí)行步驟408，完成對(duì)數(shù)字信號(hào)處理模塊及寬帶接收単元的控制，回到步驟406，判斷是否設(shè)置設(shè)備參數(shù)；如果否，則執(zhí)行步驟409，判斷是否收到數(shù)字信號(hào)處理模塊的數(shù)據(jù)，如果是，則執(zhí)行步驟410，對(duì)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行分析及處理，回到步驟406，判斷是否設(shè)置設(shè)備參數(shù)；如果否，則執(zhí)行步驟411 ；步驟411，判斷是否接收到GPS時(shí)間信息；如果否，則返回繼續(xù)執(zhí)行步驟406 ;如果是，則執(zhí)行步驟412，執(zhí)行時(shí)間校準(zhǔn)；并重復(fù)回到步驟406，判斷是否設(shè)置設(shè)備參數(shù)。優(yōu)選地，數(shù)字信號(hào)處理模塊按如下步驟工作步驟501，初始化；步驟502,設(shè)備參數(shù)設(shè)置；步驟503，判斷電臺(tái)是否在通信；如果是，則繼續(xù)執(zhí)行步驟503;如果否，則執(zhí)行步驟505，判斷是否估計(jì)可用頻率；如果是，則執(zhí)行步驟506，對(duì)天波可用頻率進(jìn)行估計(jì)，并且繼續(xù)執(zhí)行步驟507，對(duì)本地頻譜進(jìn)行捜索，并生成本地優(yōu)選頻率；如果步驟505中判斷結(jié)果為否，則也執(zhí)行步驟507，對(duì)本地頻譜進(jìn)行捜索，并生成本地優(yōu)選頻率；繼續(xù)執(zhí)行步驟508 ；步驟508，生成可用頻率；步驟509，在顯示裝置上顯示本地可用頻率以及信道狀況；繼續(xù)執(zhí)行步驟504，判斷是否收到主控模塊命令，如果否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟503 ;如果是，則繼續(xù)執(zhí)行步驟502。優(yōu)選地，在主控模塊和/或數(shù)字信號(hào)處理模塊執(zhí)行上述方法流程期間，主控模塊和/或數(shù)字信號(hào)處理模塊能夠隨時(shí)根據(jù)指令退出執(zhí)行當(dāng)前步驟，從而關(guān)機(jī)。優(yōu)選地，空閑分析裝置按如下步驟工作步驟601，分析開始；步驟602，根據(jù)設(shè)置的頻段及分析的位置更改分析的頻率；
步驟603，判斷是否達(dá)到預(yù)定次數(shù)，該預(yù)定次數(shù)能夠根據(jù)周圍環(huán)境預(yù)先配置；如果否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟604，如果是，則執(zhí)行步驟606 ；步驟604，接收數(shù)字下變頻數(shù)據(jù)進(jìn)行N點(diǎn)FFT運(yùn)算；繼續(xù)執(zhí)行步驟605，計(jì)算該頻段內(nèi)的能量并進(jìn)行累加，轉(zhuǎn)而繼續(xù)執(zhí)行步驟603 ；步驟606，對(duì)該頻段內(nèi)的能量進(jìn)行平均計(jì)算；繼續(xù)執(zhí)行步驟607，判斷分析是否完成，如果否，則執(zhí)行步驟602 ;如果是，則執(zhí)行步驟608，根據(jù)平均功率對(duì)各頻段的信道質(zhì)量評(píng)估，進(jìn)行信道質(zhì)量分級(jí)；繼續(xù)執(zhí)行步驟609，尋找信道質(zhì)量等級(jí)最高的多個(gè)頻段作為可用頻段或頻率；繼續(xù)執(zhí)行步驟610，分析結(jié)束。優(yōu)選地，頻率搜索裝置按如下步驟工作步驟701，搜索開始；步驟702，根據(jù)GPS時(shí)鐘設(shè)置/更改發(fā)送、接收頻率；步驟703，判斷當(dāng)前短波電臺(tái)是否為主站；如果否，則執(zhí)行步驟708，如果是，則執(zhí)行步驟704 ;步驟704，向從站發(fā)送特定的波形；步驟705，對(duì)于從從站接收的特定波形進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)以及進(jìn)行誤碼率分析，執(zhí)行步驟706 ;步驟708，從站對(duì)波形進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)以及進(jìn)行誤碼率分析；繼續(xù)執(zhí)行步驟709 ;步驟709，向主站發(fā)送特定的波形；轉(zhuǎn)而執(zhí)行步驟706 ；步驟706，判斷搜索是否完成；如果是，則執(zhí)行步驟707，確定天波可用頻率以及信道質(zhì)量，繼續(xù)執(zhí)行步驟710，搜索結(jié)束；如果否，則執(zhí)行步驟702 ；優(yōu)選地，步驟410中對(duì)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行分析及處理，是指根據(jù)數(shù)據(jù)的類型判斷是傳送給顯示裝置顯示或者是傳送給短波電臺(tái)供發(fā)送。


圖I為根據(jù)本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的短波頻率搜索設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為主控模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為數(shù)字信號(hào)處理模塊組成示意圖。圖4為主控模塊的基本工作流程圖。圖5為數(shù)字信號(hào)處理模塊的基本工作流程圖。圖6為空閑分析裝置的基本工作流程圖。圖7為頻率搜索裝置的基本工作流程圖。
具體實(shí)施方式
圖I為根據(jù)本發(fā)明ー個(gè)實(shí)施例的短波頻率搜索設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，根據(jù)本發(fā)明的短波頻率搜索設(shè)備包括以下幾個(gè)主要組成部分a)寬帶接收單元，其包括天線隔離器和短波寬帶接收模塊。天線隔離器用于實(shí)現(xiàn)天線到電臺(tái)與天線到短波寬帶接收模塊的切換，以及在短波電臺(tái)發(fā)射信號(hào)時(shí)，實(shí)現(xiàn)短波寬帶接收模塊與短波電臺(tái)發(fā)射信號(hào)的隔離；b)數(shù)字下變頻模塊，用于對(duì)寬帶接收単元提供的中頻信號(hào)進(jìn)行采集；c)數(shù)字信號(hào)處理模塊，用于完成可用頻率搜索與頻率優(yōu)選。通過(guò)對(duì)設(shè)定頻段內(nèi)的頻譜感知，選擇空閑信道作為本地的優(yōu)選頻率，并通過(guò)對(duì)天波信道的最低及最高可用頻率進(jìn)行估計(jì)，選擇天波可用頻段；d)主控模塊，用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，并顯示系統(tǒng)的多種狀態(tài)，如短波頻率搜索設(shè)備的工作狀態(tài)、可用頻段、優(yōu)選頻率和頻譜能量；預(yù)設(shè)通信頻段或預(yù)設(shè)通信頻率等；實(shí)現(xiàn)人機(jī)·交互以及對(duì)外部設(shè)備控制；e)接ロ模塊，用于提供電臺(tái)接ロ(如圖中所示的音頻接ロ、遙控接ロ、數(shù)據(jù)通信接ロ)、GPS接ロ及網(wǎng)絡(luò)接ロ等；f)電源模塊，用于為設(shè)備內(nèi)各模塊、裝置和単元提供直流電源。短波頻率搜索設(shè)備與短波電臺(tái)之間通過(guò)遙控接ロ、數(shù)據(jù)通信接ロ以及音頻接ロ相連接，所述短波頻率搜索設(shè)備還通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接ロ與人防多網(wǎng)系融合系統(tǒng)相連，以及進(jìn)一歩通過(guò)人防多網(wǎng)系融合系統(tǒng)與公共互聯(lián)網(wǎng)相通信。如圖2所示的主控模塊組成示意圖，主控模塊包含主板、顯示裝置、輸入控制裝置、存儲(chǔ)裝置、內(nèi)部通信裝置和外部通信裝置。其中，顯示裝置用于顯示工作狀態(tài)、可用頻段、優(yōu)選頻率和頻譜能量。輸入控制裝置用于實(shí)現(xiàn)通信頻段或通信頻率的預(yù)設(shè)、設(shè)備自檢、對(duì)寬帶接收單元的控制。內(nèi)部通信裝置用于實(shí)現(xiàn)主控模塊與數(shù)字信號(hào)處理模塊的數(shù)據(jù)通信及與GPS模塊的時(shí)間、地理位置信息交互。外部通信模塊用于進(jìn)行數(shù)據(jù)通信及協(xié)議傳輸。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述顯示裝置為液晶顯示屏，所述輸入控制裝置為觸摸屏，所述存儲(chǔ)裝置為硬盤。在本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例中，所述觸摸屏為4線或5線類型，與所述主板通過(guò)USB接ロ相連。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，采用帶有觸摸屏的エ業(yè)平板電腦或通用筆記本電腦作為主控模塊，其優(yōu)點(diǎn)在于帶觸摸屏的平板電腦或筆記本主板、液晶屏、觸摸屏自成一體。在本發(fā)明的另ー個(gè)實(shí)施例中，采用嵌入式エ業(yè)計(jì)算機(jī)集成液晶屏和觸摸屏構(gòu)成主控模塊。如圖3所示的數(shù)字信號(hào)處理模塊組成示意圖，數(shù)字信號(hào)處理模塊進(jìn)一歩包含內(nèi)部通信裝置，空閑分析裝置以及頻率捜索裝置以及AGC (自動(dòng)增益控制)模塊和GPS模塊。其中的內(nèi)部通信裝置用于通過(guò)主控模塊的內(nèi)部通信裝置與主控模塊進(jìn)行通信，以及與GPS模塊進(jìn)行時(shí)間信息交互。其中AGC模塊可以按照有源探測(cè)要求控制前端接收機(jī)工作于自動(dòng)或人工AGC方式；GPS模塊則完成精確的授時(shí)和定位功能。GPS模塊提供的高精度時(shí)鐘，可以為頻率搜索提供時(shí)間基準(zhǔn)；同吋，GPS模塊提供的地理位置數(shù)據(jù)可為頻率搜索和對(duì)天波信道的最低及最高可用頻率進(jìn)行估計(jì)提供輔助信息等。空閑分析裝置，用于完成本地頻譜的捜索與頻率優(yōu)選。通過(guò)對(duì)設(shè)定頻段內(nèi)的頻譜感知，選擇空閑信道作為本地的優(yōu)選頻率。頻率搜索裝置，用于對(duì)天波信道的最低及最高可用頻率進(jìn)行估計(jì)，選擇天波可用頻段。頻譜感知是指通過(guò)信號(hào)檢測(cè)和處理來(lái)獲取無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中頻譜使用的信息。圖4示出了主控模塊的基本工作流程圖。如圖4所示，401，開機(jī)初始化；402，設(shè)備進(jìn)行自檢；403，判斷是否存在故障；如果是，則執(zhí)行404，將判斷出的存在故障的模塊在顯示裝置上顯示，繼續(xù)執(zhí)行405，結(jié)束當(dāng)前操作；如果否，則執(zhí)行406，判斷是否設(shè)置設(shè)備參數(shù)；如果是，則執(zhí)行407，設(shè)置設(shè)備參數(shù)，繼續(xù)執(zhí)行408，完成對(duì)數(shù)字信號(hào)處理模塊及寬帶接收單元的控制，回到406，判斷是否設(shè)置設(shè)備參數(shù)；如果否，則執(zhí)行409，判斷是否收到數(shù)字信號(hào)處理模塊的數(shù)據(jù)；如果是，則執(zhí)行410，對(duì)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行分析及處理；例如根據(jù)數(shù)據(jù)的類型判斷是傳送給顯示裝置顯示或者是傳送給短波電臺(tái)供發(fā)送等；如果否，則執(zhí)行411，判斷是否接收到GPS時(shí)間信息；如果否，則返回繼續(xù)執(zhí)行406 ;如果是，則執(zhí)行412，執(zhí)行時(shí)間校準(zhǔn)；并重復(fù)回到406，判斷是否設(shè)置設(shè)備參數(shù)。在主控模塊執(zhí)行上述方法流程期間，主控模塊可以隨時(shí)根據(jù)指令退出執(zhí)行當(dāng)前步驟，從而關(guān)機(jī)，為簡(jiǎn)便起見在圖中未示出。圖5示出了數(shù)字信號(hào)處理模塊的基本工作流程圖。如圖5所示，501，初始化；502，設(shè)備參數(shù)設(shè)置；503，判斷電臺(tái)是否在通信；如果是，則繼續(xù)執(zhí)行503 ;如果否，則執(zhí)行505，判斷是否估計(jì)可用頻率；如果是，則執(zhí)行506，對(duì)天波可用頻率進(jìn)行估計(jì)，并且繼續(xù)執(zhí)行507， 對(duì)本地頻譜進(jìn)行捜索，并生成本地優(yōu)選頻率；如果505中判斷結(jié)果為否，則也執(zhí)行507，對(duì)本地頻譜進(jìn)行搜索，并生成本地優(yōu)選頻率；繼續(xù)執(zhí)行508 ;508，生成可用頻率；509，在顯示裝置上顯示本地可用頻率以及信道狀況；繼續(xù)執(zhí)行504，判斷是否收到主控模塊命令，如果否，則繼續(xù)執(zhí)行503 ;如果是，則繼續(xù)執(zhí)行502。在數(shù)字信號(hào)處理模塊執(zhí)行上述方法流程期間，數(shù)字信號(hào)處理模塊可以隨時(shí)根據(jù)指令退出執(zhí)行當(dāng)前步驟，從而關(guān)機(jī)，為簡(jiǎn)便起見在圖中未示出?？臻e分析裝置通過(guò)對(duì)所設(shè)帶寬內(nèi)的所有可分辨的頻率進(jìn)行實(shí)時(shí)的傅里葉變換方法(FFT)計(jì)算，估算接收機(jī)的噪聲基底、判斷帶寬內(nèi)信道的空閑情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)短波信道的本地空閑分析?？臻e分析裝置分析的基本原理如下傅里葉變換F與其反變換F—1建立了時(shí)域信號(hào)(x(t))和頻域信號(hào)(X(f))之間的一対一映射關(guān)系。頻譜X(f)顯示任意頻率f包含在信號(hào)x(t)內(nèi)的總強(qiáng)度，但它通常不能提供有關(guān)譜分量的時(shí)間局域化的信息。如果需要獲得譜的時(shí)間局域化的信息，則需要在傅里葉分析中引入時(shí)間相關(guān)性同時(shí)又保持線性不變。因此通過(guò)一個(gè)窗ロ來(lái)觀察信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換從而獲得在窗ロ時(shí)間內(nèi)的信號(hào)頻譜成分，該信號(hào)頻譜就包含了信號(hào)的時(shí)間信息。短時(shí)傅里葉變換可由下式表示Λ77<7^' (Lf) = J ,AT)W(T·(丄)式中χ(τ)為時(shí)域信號(hào)；w( τ -t)為以t為中心的分析窗函數(shù)。通常，窗函數(shù)《(τ-t)的時(shí)窗相當(dāng)短，等價(jià)于取出信號(hào)在分析點(diǎn)τ =t附近的一個(gè)切片，所以短時(shí)傅里葉變換直接是信號(hào)Χ( τ )在“分析時(shí)間”t附近的局部譜。由于在時(shí)間t的STFT是時(shí)窗函數(shù)w(T-t)預(yù)加窗后的信號(hào)χ(τ)的乘積，所以位于以時(shí)間t為中心的局部窗內(nèi)的所有信號(hào)特性都會(huì)在時(shí)間t的STFT顯示出來(lái)。因此，STFT的高時(shí)間分辨率要求ー個(gè)較短的窗函數(shù)w(t)。另ー方面，在頻率f處的STFT基本上是信號(hào)χ( τ )通過(guò)帶通濾波器的結(jié)果。故在STFT過(guò)程中，高的頻率分辨率要求ー個(gè)窄帶濾波器，即ー個(gè)長(zhǎng)的分析時(shí)窗。用Λ t表示STFT的時(shí)間分辨率，用Λ f表示STFT的頻率分辨率，由海森堡(Heisenberg)不等式
權(quán)利要求
1.ー種短波頻率搜索設(shè)備，其特征在于包含以下組成部分 寬帶接收單元，其包括天線隔離器和短波寬帶接收模塊；天線隔離器用于實(shí)現(xiàn)天線到電臺(tái)與天線到短波寬帶接收模塊的切換，以及在短波電臺(tái)發(fā)射信號(hào)時(shí)，實(shí)現(xiàn)短波寬帶接收模塊與短波電臺(tái)發(fā)射信號(hào)的隔離； 數(shù)字下變頻模塊，用于對(duì)寬帶接收単元提供的中頻信號(hào)進(jìn)行采集，并轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)提供給主控模塊及數(shù)字信號(hào)處理模塊； 數(shù)字信號(hào)處理模塊，用于完成可用頻率搜索與頻率優(yōu)選；通過(guò)對(duì)設(shè)定頻段內(nèi)的頻譜感知，選擇空閑信道作為本地的優(yōu)選頻率，并通過(guò)對(duì)天波信道的最低及最高可用頻率進(jìn)行估計(jì)，選擇天波可用頻段； 主控模塊，用于監(jiān)控短波頻率搜索設(shè)備的工作狀態(tài)、可用頻段、優(yōu)選頻率和頻譜能量；預(yù)設(shè)通信頻段或預(yù)設(shè)通信頻率；實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互以及對(duì)外部設(shè)備控制； 接ロ模塊，用于提供音頻接ロ、遙控接ロ、數(shù)據(jù)通信接ロ、GPS接ロ及網(wǎng)絡(luò)接ロ； 電源模塊，用于為設(shè)備內(nèi)各模塊、裝置和単元提供直流電源； 所述主控模塊進(jìn)一歩包含主板、顯示裝置、輸入控制裝置、存儲(chǔ)裝置、內(nèi)部通信裝置和外部通信裝置；其中 顯示裝置用于顯示工作狀態(tài)、可用頻段、優(yōu)選頻率和頻譜能量； 輸入控制裝置用于實(shí)現(xiàn)通信頻段或通信頻率的預(yù)設(shè)、設(shè)備自檢、對(duì)寬帶接收単元的控制； 內(nèi)部通信裝置用于實(shí)現(xiàn)主控模塊與數(shù)字信號(hào)處理模塊的數(shù)據(jù)通信及與GPS模塊的時(shí)間、地理位置信息交互； 外部通信模塊用于進(jìn)行數(shù)據(jù)通信及協(xié)議傳輸； 所述數(shù)字信號(hào)處理模塊進(jìn)一歩包含內(nèi)部通信裝置，空閑分析裝置以及頻率捜索裝置以及自動(dòng)增益控制(AGC)模塊和GPS模塊；其中 內(nèi)部通信裝置用于通過(guò)主控模塊的內(nèi)部通信裝置與主控模塊進(jìn)行通信，以及與GPS模塊進(jìn)行時(shí)間信息交互； AGC模塊控制前端接收機(jī)工作于自動(dòng)或人工AGC方式； GPS模塊完成授時(shí)和定位功能；GPS模塊提供的高精度時(shí)鐘，為頻率搜索提供時(shí)間基準(zhǔn)；GPS模塊提供的地理位置數(shù)據(jù)為頻率捜索和對(duì)天波信道的最低及最高可用頻率進(jìn)行估計(jì)提供輔助信息； 空閑分析裝置，用于完成本地頻譜的捜索與頻率優(yōu)選，通過(guò)對(duì)設(shè)定頻段內(nèi)的頻譜感知，選擇空閑信道作為本地的優(yōu)選頻率； 頻率搜索裝置，用于對(duì)天波信道的最低及最高可用頻率進(jìn)行估計(jì)，選擇天波可用頻段。
2.一種如權(quán)利要求I的短波頻率搜索設(shè)備，其特征在于短波頻率搜索設(shè)備與短波電臺(tái)之間通過(guò)遙控接ロ、數(shù)據(jù)通信接ロ以及音頻接ロ相連接，所述短波頻率搜索設(shè)備還通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接ロ與人防多網(wǎng)系融合系統(tǒng)相連，以及進(jìn)ー步通過(guò)人防多網(wǎng)系融合系統(tǒng)與公共互聯(lián)網(wǎng)相通信。
3.—種如權(quán)利要求I的短波頻率搜索設(shè)備，其特征在于 所述顯示裝置為液晶顯示屏，所述輸入控制裝置為觸摸屏，所述存儲(chǔ)裝置為硬盤。
4.一種如權(quán)利要求3的短波頻率搜索設(shè)備，其特征在于所述觸摸屏為4線或5線類型，與所述主板通過(guò)USB接ロ相連；或者 采用帶有觸摸屏的エ業(yè)平板電腦或通用筆記本電腦作為主控模塊；或者 采用嵌入式エ業(yè)計(jì)算機(jī)集成液晶屏和觸摸屏構(gòu)成主控模塊。
5.—種如權(quán)利要求I的短波頻率搜索設(shè)備的控制方法，其特征在于 主控模塊按如下步驟工作 步驟401，開機(jī)初始化； 步驟402，設(shè)備進(jìn)行自檢； 步驟403，判斷是否存在故障；如果是，則執(zhí)行步驟404，將判斷出的存在故障的模塊在顯示裝置上顯示，繼續(xù)執(zhí)行步驟405，結(jié)束當(dāng)前操作；如果否，則執(zhí)行步驟406 ； 步驟406，判斷是否設(shè)置設(shè)備參數(shù)；如果是，則執(zhí)行步驟407，設(shè)置設(shè)備參數(shù)，繼續(xù)執(zhí)行步驟408，完成對(duì)數(shù)字信號(hào)處理模塊及寬帶接收単元的控制，回到步驟406，判斷是否設(shè)置設(shè)備參數(shù)；如果否，則執(zhí)行步驟409，判斷是否收到數(shù)字信號(hào)處理模塊的數(shù)據(jù)，如果是，則執(zhí)行步驟410，對(duì)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行分析及處理，回到步驟406，判斷是否設(shè)置設(shè)備參數(shù)；如果否，則執(zhí)行步驟411 ； 步驟411，判斷是否接收到GPS時(shí)間信息；如果否，則返回繼續(xù)執(zhí)行步驟406 ;如果是，則執(zhí)行步驟412，執(zhí)行時(shí)間校準(zhǔn)；回到步驟406，判斷是否設(shè)置設(shè)備參數(shù)。
6.如權(quán)利要求5的短波頻率搜索設(shè)備的控制方法，其特征在于 數(shù)字信號(hào)處理模塊按如下步驟工作 步驟501，初始化； 步驟502，設(shè)備參數(shù)設(shè)置； 步驟503，判斷電臺(tái)是否在通信；如果是，則繼續(xù)執(zhí)行步驟503 ;如果否，則執(zhí)行步驟505，判斷是否估計(jì)可用頻率；如果是，則執(zhí)行步驟506，對(duì)天波可用頻率進(jìn)行估計(jì)，并且繼續(xù)執(zhí)行步驟507，對(duì)本地頻譜進(jìn)行捜索，并生成本地優(yōu)選頻率；如果步驟505中判斷結(jié)果為否，則也執(zhí)行步驟507，對(duì)本地頻譜進(jìn)行捜索，并生成本地優(yōu)選頻率；繼續(xù)執(zhí)行步驟508 ；步驟508，生成可用頻率；步驟509，在顯示裝置上顯示本地可用頻率以及信道狀況；繼續(xù)執(zhí)行步驟504，判斷是否收到主控模塊命令，如果否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟503 ;如果是，則繼續(xù)執(zhí)行步驟502。
7.如權(quán)利要求5或6的短波頻率搜索設(shè)備的控制方法，其中在主控模塊和/或數(shù)字信號(hào)處理模塊執(zhí)行上述方法流程期間，主控模塊和/或數(shù)字信號(hào)處理模塊能夠隨時(shí)根據(jù)指令退出執(zhí)行當(dāng)前步驟。
8.如權(quán)利要求7的短波頻率搜索設(shè)備的控制方法，其中空閑分析裝置按如下步驟エ作 步驟601,分析開始； 步驟602，根據(jù)設(shè)置的頻段及分析的位置更改分析的頻率； 步驟603，判斷是否達(dá)到預(yù)定次數(shù)，該預(yù)定次數(shù)能夠根據(jù)周圍環(huán)境預(yù)先配置；如果否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟604，如果是，則執(zhí)行步驟606 ； 步驟604，接收數(shù)字下變頻數(shù)據(jù)進(jìn)行N點(diǎn)FFT運(yùn)算；繼續(xù)執(zhí)行步驟605，計(jì)算該頻段內(nèi)的能量并進(jìn)行累加，轉(zhuǎn)而繼續(xù)執(zhí)行步驟603 ； 步驟606，對(duì)該頻段內(nèi)的能量進(jìn)行平均計(jì)算；繼續(xù)執(zhí)行步驟607，判斷分析是否完成，如果否，則執(zhí)行步驟602 ;如果是，則執(zhí)行步驟608，根據(jù)平均功率對(duì)各頻段的信道質(zhì)量評(píng)估，進(jìn)行信道質(zhì)量分級(jí)；繼續(xù)執(zhí)行步驟609，尋找信道質(zhì)量等級(jí)最高的多個(gè)頻段作為可用頻段或頻率；繼續(xù)執(zhí)行步驟610，分析結(jié)束。
9.如權(quán)利要求8的短波頻率搜索設(shè)備的控制方法，其中頻率搜索裝置按如下步驟エ作 步驟701，捜索開始； 步驟702，根據(jù)GPS時(shí)鐘設(shè)置/更改發(fā)送、接收頻率； 步驟703，判斷當(dāng)前短波電臺(tái)是否為主站；如果否，則執(zhí)行步驟708，如果是，則執(zhí)行步驟 704 ； 步驟704，向從站發(fā)送特定的波形，執(zhí)行步驟705 ； 步驟705，對(duì)于從從站接收的特定波形進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)以及進(jìn)行誤碼率分析，執(zhí)行步驟.706 ； 步驟706，判斷搜索是否完成；如果是，則執(zhí)行步驟707，如果否，則執(zhí)行步驟702 ； 步驟707，確定天波可用頻率以及信道質(zhì)量；繼續(xù)執(zhí)行步驟710 ； 步驟708，從站對(duì)波形進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)以及進(jìn)行誤碼率分析；繼續(xù)執(zhí)行步驟709 ； 步驟709，向主站發(fā)送特定的波形；轉(zhuǎn)而執(zhí)行步驟706 ； 步驟710，搜索結(jié)束。
10.如權(quán)利要求6-9任一的短波頻率搜索設(shè)備的控制方法，其中 步驟410中對(duì)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行分析及處理，是指根據(jù)數(shù)據(jù)的類型判斷是傳送給顯示裝置顯示或者是傳送給短波電臺(tái)供發(fā)送。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種短波頻率搜索設(shè)備，包括寬帶接收單元，其中包括天線隔離器和短波寬帶接收模塊；數(shù)字下變頻模塊，用于對(duì)寬帶接收單元提供的中頻信號(hào)進(jìn)行采集,并轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)提供給主控模塊及數(shù)字信號(hào)處理模塊；數(shù)字信號(hào)處理模塊，用于完成可用頻率搜索與頻率優(yōu)選；通過(guò)對(duì)設(shè)定頻段內(nèi)的頻譜感知，選擇空閑信道作為本地的優(yōu)選頻率，并通過(guò)對(duì)天波信道的最低及最高可用頻率進(jìn)行估計(jì)，選擇天波可用頻段；主控模塊，用于監(jiān)控短波頻率搜索設(shè)備的工作狀態(tài)、可用頻段、優(yōu)選頻率和頻譜能量；預(yù)設(shè)通信頻段或預(yù)設(shè)通信頻率；實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互以及對(duì)外部設(shè)備控制；接口模塊，用于提供音頻接口、遙控接口、數(shù)據(jù)通信接口、GPS接口及網(wǎng)絡(luò)接口；電源模塊，用于為設(shè)備內(nèi)各模塊、裝置和單元提供直流電源。
文檔編號(hào)H04W48/16GK102843750SQ20121028693
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者彭榮和 申請(qǐng)人:北京盈想東方科技發(fā)展有限公司