本發明涉及無線電監測技術領域，特別是涉及一種水上無線電語音業務監測方法。

背景技術：

我國瀕臨黃海、東海，南海，不僅擁有內海渤海，而且擁有漫長的海岸和6500多個島嶼。國內外大力倡導發展水上業務，船舶數量劇增，水上無線電語音業務也隨之快速增長，同時船舶數量增加也導致船舶出現險情的情況增多。

我國近距離遇險報警及通信頻段為156MHz～174MHz，主要包括遇險和安全呼叫頻率（156.525MHz），遇險安全通信頻率（156.800MHz），航行安全的船對船的通信頻率（156.650MHz），搜救作業用的船舶電臺和航空器電臺之間的通信頻率（156.300MHz）。為保障船舶與塔臺，船舶與船舶之間能正常通信以及船舶發生險情時發出的求救信號能快速被獲取，需要對該頻段內的信號進行實時控守，一旦獲取信號，快速分析信號并截獲信號內容。在確認船舶遇險后，海事部門可快速響應以保障損失降低。

當前在該頻段內進行電磁信號監測時，主要借助于通用的無線電接收機，僅僅實現單點頻譜采集及音頻解調。這種監測方法監測監聽效果有限，缺乏針對性，同時也無法對多個水上無線電語音業務關鍵信道進行控守和干擾查處。

技術實現要素：

本發明主要解決的技術問題是提供一種水上無線電語音業務監測方法，解決常規設備進行水上無線電語言業務監測時可控守信道及可監聽聲道數量少、排查過程繁瑣及排查效果差的問題。通過本發明可以實時控守監測范圍內關鍵通信信道或感興趣的信道，可以實時監聽多路聲道，對控守信號快速識別分析達到保障水上語言業務通信順暢的目的。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種水上無線電語音業務監測方法，其特征在于，采用包括多聲道語音拼接同步傳輸技術、多信道頻譜數據拼接技術以及基于水上語音通信數據庫的多信道控守技術等通信技術來完成信號捕獲與前端信號處理、寬窄帶頻譜數據采集與多路音頻解調、數據傳輸、數據拼接、頻譜顯示與語音播放等過程，具體的運行過程如下：

1.信號捕獲與前端信號處理：專用監測天線感應區域內電磁信號形成感應電壓，并通過饋線傳遞至接收通道，與接收通道混頻后得到中頻信號；

2.寬窄帶頻譜數據采集與多路音頻解調：前端處理得到的中頻信號進行A/D轉換，轉換后的數字信號與采集卡內部的NCO振蕩器混頻形成基帶信號，基帶信號經過數字濾波得到信號IQ數據，IQ數據經過FFT變換得到頻譜數據存入對應RAM。再對得到IQ數據解調形成音頻信號，固定采樣率采樣后形成音頻數據，存入對應RAM；

3.數據傳輸：上層軟件控制PCI總線按每次間隔200ms對存儲頻譜數據和音頻數據的RAM進行取數；

4.數據拼接：啟動監測任務時，根據輸入的頻點自動創建用于存儲寬窄頻譜數據、音頻數據的文件。在控制PCI總線完成一次取數后，根據頻點與文件的對應關系將數據存入對應文件；

5.頻譜顯示與語音播放：通過對寬窄帶頻譜數據進行顯示，同時可對語音文件進行播放。

區別于現有技術的情況，本發明的有益效果是：

1、增強水上無線電語音業務監測能力，實現對重要海域、港口、碼頭、重要航路的監測覆蓋。

2、實現對水上用頻的不間斷監測，實時掌握主要海域/水域無線電使用情況，對遇險通信頻率等關鍵信道進行實時控守并告警，保障對求救信號的及時響應。

3、具備水上機動無線電監測能力，可掌握航道和海域電磁頻譜環境，增強機動無線電檢查、執法能力。

4、提高對水上業務的無線電保障能力。

附圖說明

圖1是本發明水上無線電語音業務監測過程示意圖。

圖2是本發明多聲道語音拼接同步傳輸技術工作流程圖。

圖3是本發明多信道頻譜數據拼接技術工作流程圖。

圖4是本發明基于水上語音通信數據庫的多信道控守技術工作流程圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1所提供的一種水上無線電語音業務監測方法，其特征在于，采用包括多聲道語音拼接同步傳輸技術、多信道頻譜數據拼接技術以及基于水上語音通信數據庫的多信道控守技術等通信技術來完成信號捕獲與前端信號處理、寬窄帶頻譜數據采集與多路音頻解調、數據傳輸、數據拼接、頻譜顯示與語音播放等過程，具體的運行過程如下：

1.信號捕獲與前端信號處理：專用監測天線感應區域內電磁信號形成感應電壓，并通過饋線傳遞至接收通道，與接收通道混頻后得到中頻信號；

2.寬窄帶頻譜數據采集與多路音頻解調：前端處理得到的中頻信號進行A/D轉換，轉換后的數字信號與采集卡內部的NCO振蕩器混頻形成基帶信號，基帶信號經過數字濾波得到信號IQ數據，IQ數據經過FFT變換得到頻譜數據存入對應RAM。再對得到IQ數據解調形成音頻信號，固定采樣率采樣后形成音頻數據，存入對應RAM；

3.數據傳輸：上層軟件控制PCI總線按每次間隔200ms對存儲頻譜數據和音頻數據的RAM進行取數；

4.數據拼接：啟動監測任務時，根據用戶輸入的頻點自動創建用于存儲寬窄頻譜數據、音頻數據的文件。在控制PCI總線完成一次取數后，根據頻點與文件的對應關系將數據存入對應文件；

5.頻譜顯示與語音播放：通過對寬窄帶頻譜數據進行顯示，同時可對語音文件進行播放。

如圖2所示多聲道語音拼接同步傳輸技術，其運行過程如下：

1.在獲取各頻點設定帶寬的I、Q數據后進行語音解調，解調后的語音按固定采樣率完成采樣存入RAM。

2.每路語音配置2個RAM，解調的語音數據采集固定點數后存入其中一個RAM并做標記，等待PCI取數，此時另一個RAM繼續存入，每路語音配置的2個RAM依次交替保證語音信號的連續性。

3.PCI總線按每次間隔200ms進行取數，取數后存入不同頻點對應的音頻文件。

如圖3所示，多信道頻譜數據拼接同步傳輸技術涉及A/D采樣、NCO、DDC、FFT、數據存儲、傳輸與拼接。

1.當70MHz中頻信號輸入時，經102.4MHz時鐘信號采樣后形成16位數字信號。該數字信號與數控振蕩器信號混頻形成基帶I、Q數據，I、Q數據根據客戶設定的帶寬進行數字濾波；

2.濾波后的I、Q數據經過FFT變換頻譜數據并存入RAM；

3.PCI總線按每次間隔200ms進行取數，取數后存入不同頻點對應的頻譜I、Q文件。

如圖4所示的基于水上語音通信數據庫的多信道控守技術，其運行過程如下：

1.該裝置啟動任務后，通過專用監測天線完成信號捕獲后進行時-頻域變換，得到寬帶頻譜及多個頻點信號頻譜；

2.判斷各頻點信號頻譜電平是否達到信號門限，確認這些頻點是否有信號占用；

3.若確定這些頻點具備信號后，獲取信號頻點、帶寬等參數；

4.查看遇險和安全呼叫頻率等關鍵信道是否被占用，若占用則啟動告警。

5.工作人員監聽后確認關鍵信道的信號是否為對應的求救信號，若確認為求救信號則啟動響應，若為其它信號則進行干擾排查。

6.在遇險和安全呼叫頻率等關鍵信道未被占用的情況下，將獲取的信號頻率同建立的水上語音通信數據庫比對，若數據庫中不包含該頻點，則告警并啟動錄音。

7.若不能根據信號頻率判定信號異常，則分析信號帶寬，并將獲取的信號帶寬同建立的水上語音通信數據庫頻點帶寬比對，若信號帶寬與數據庫帶寬不一致，則告警并啟動錄音。

通過上述方式，本發明水上無線電語音業務監測方法融合A/D采樣、PCI數據傳輸、數據庫比對和語言監聽技術，解決常規設備進行水上無線電語言業務監測時可控守信道及可監聽聲道數量少、排查過程繁瑣及排查效果差的問題。通過本發明可以實時控守監測范圍內關鍵通信信道或感興趣的信道，可以實時監聽多路聲道，對控守信號快速識別分析達到保障水上語言業務通信順暢的目的。

以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。