基于射频传感器网络的无线信号监测与定位技术研究

摘要

信号监测的应用范围非常广泛，从检查使用特定载波发射信号的一致性，到发现并锁定未知或非法发射机的位置，它都发挥着重要作用。传统的信号监测方法主要依赖于高性能频谱分析仪和经常作为独立系统使用的数字转换器。
　　 传感器网络作为一种信息获取和处理方式，已在民用，商业及军事领域中显示出广阔的应用前景。本文提出了一种基于射频传感器网络的无线信号监测方法，它使用低成本接收器构成的协作型网络，由这些接收器共同监测大片地理区域内的无线频谱，可以提高信号监测的效率，而且能够对发射机地理定位。在工程上，这样采用高密度的以及低成本射频传感器系统改善了接收信号增益是非常有意义的。
　　 本文在研究了传统的信号监测系统及其关键技术之后，提出了基于射频传感器网络的信号监测系统构架。该系统由一个中心控制服务器和多个分布式接收机(也叫射频传感器)组成。通过各个接收机，该系统可对网络覆盖区域无线电状况实时监测，并对目标信号进行后续处理。
　　 本文重点阐述了射频传感器的基本结构和传感器网络的关键技术。包括传感器网络同步，无线电信号定位算法(TDOA， Time Difference Of Arrival)，信号识别技术。在对信号监测和定位技术的研究基础上，将射频传感器网络实际部署，实验结果理想。针对实验数据，分析了窄带信号与宽带信号的定位的特点，采取了相关检测方法，增强了对小信号监测能力，提高了截获的能力。研究结果达到了预期目的，实现了对发射电台的定位。研究结果表明采用多个射频传感器协作的方式，能够有效的对小信号的检测。