无线电频谱管理监测系统软件设计

摘要

随着无线电技术高速发展，各种无线电设备之间经常相互干扰，空中电磁环境变得复杂，因此需要对可以利用的频带资源进行有效管理，对无线电频谱进行监测。要科学地提高无线电频谱的使用效益，维护好空中电磁环境的秩序，需要采取先进的监测手段，在技术上为无线电管理提供大力支持。
　　根据无线电频谱监测的需求，本文对无线电频谱管理监测系统进行了需求分析、总体架构设计和方案设计。本课题的主要任务是：对无线电频谱信号进行实时频谱监测并能够对监测得到的频谱信号进行频谱占用度测量；根据用户需求对频谱信息进行存储，便于用户对历史数据进行查询和回放；用户通过客户端对频谱信号进行实时观察和语音监听。
　　本系统软件采用C/S构架。用户只要在PC机上装上Client端软件并同Server端建立连接就可以随时随地在安全性允许的情况下对无线电信号进行监测，减少了对工作人员的需求并且避免了主观监测可能存在的误差。同时系统将监测数据存储到了数据库，实现了对历史数据的查询、回放和管理。
　　Server端采用多线程机制设计，整个流程由主线程和发送线程组成。它由信号处理和网络通信两个软件模块构成。通过数据库设计能够对监测数据进行存储。网络通信模块采用非阻塞模式的异步Socket，运用Windows消息机制异步I/O模式，为特定网络事件指定系统通知消息。
　　Client端由主线程和绘图线程构成。主要包括频谱扫描控制、频谱分析、语音监听和历史查询四个模块。其中，频谱扫描控制模块包括数字扫描、信道扫描、频段扫描三个子模块。频谱扫描控制、频谱分析和语音监听模块通过历史数据查询设计能够对监测信息进行回放。频谱信息的显示采用ActiveX控件方式，把控件嵌入到 Client端，通过控件来显示监测得到的频谱信息。为了方便用户对频谱信息进行分析，显示控件不仅能够放大和伸缩频谱信息，还具有Mark功能。
　　本系统目前已经投入使用，实现了用户提出的频谱扫描控制、实时监测和频谱分析功能，达到了用户要求的性能指标，系统运行稳定、可靠。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 国内外发展状况

1.3 本论文的研究内容

第二章 无线电频谱管理监测系统的软件方案设计

2.1 系统功能描述

2.2 系统总体结构

2.3 UML建模

2.4 系统软件设计方案

2.5 本章小结

第三章 Server端软件设计与实现

3.1 网络通信模块软件设计

3.2 Server端数据处理

3.3 数据库设计

3.4 本章小结

第四章 Client端软件设计与实现

4.1 Client端软件架构设计

4.2 Client端显示模块

4.3 频谱扫描模块软件设计

4.4 频谱分析模块软件设计

4.5 语音监听模块软件设计

4.6 频谱占用度测量模块软件设计

4.7 历史数据查询设计

4.8 本章小结

第五章 无线电频谱管理监测系统的测试

5.1 无线电频谱管理监测系统的功能测试

5.2 无线电频谱管理监测系统的性能测试

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间研究成果