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无线频谱测量方法和分析 　　摘要：文章基于无线频谱测量的方法和要素，从各个角度分析了现有的频谱占用情况，测量结果表明，现有的频率分配政策使得部分频谱并未被有效地利用，频谱占用度在时间上空间上具有较大的差异性。测量结果将为未来的认知无线电技术等下一代无线通信技术的实现提供依据。 　　关键词：频谱测量；分析方法；频谱利用；测量关键参数 　　Abstract: This paper analyzes the current spectrum utilization from all aspects based on related methods of spectrum measurement. The measurement results show that some part of spectrum resource is not used effectively due to current fixed spectrum allocation policy, and the spectrum occupancy has great difference in terms of time and space, which provides possibility for development of future wireless communication technologies such as Cognitive Radio (CR) system. 　　Key words: spectrum occupancy measurement；analysis approach；spectrum utilization；measurement key parameters 　　 　　随着无线通信的迅速发展，特别是由于近来基于频谱的服务和设备显著增加，人们对频谱资源的需求越来越大，然而频谱资源日趋匮乏，尤其是传播特性较好的低端频段已经被划分殆尽。这种预先分配、授权使用的频谱管理方式，使某些频段承载的业务量很大，而另一些频段却在大部分时间内没有用户使用，白白浪费了频谱资源。美国Shared Spectrum公司在2004年1月到2005年8月间，对美国30～3 000 MHz频段的频谱使用情况调查后发现，该频段的平均使用率只有5.2%[1]。 　　通过频谱占用度的研究和测量，将有利于了解的频谱利用状况，为今后频谱分配政策的制订提供现实依据，同时为认知无线电技术等用于异构网络的下一代无线通信技术寻找可用频段。 　　频谱测量工作的进行需要简单、实用、高效的测量方法，在测量中结合各频段内已有的业务特性，设置合理的测量参数，制订有效的频谱测量方案，并对测量数据进行有效的分析。合理地使用测量数据的分析结果，将为频谱管理人员提供有关频谱实际使用情况的信息，方便频谱管理人员指配频率，为主管部门制订认知无线电管理和频谱分配政策提供技术支撑。 　　 　　1 测量方案的研究 　　 　　在进行无线频谱测量前，针对具体的测量目的需要根据测量目标制订合理的测量方案，确定测量地点、使用设备、测量频段等相关工作的调研[2-4]。 　　完备的测量方案不仅有利于快速的开展测量工作，也会直接影响到测量结果的准确性。 　　 　　1.1 测量地点及时间的选择 　　不同场景下，频谱的利用情况是不同的。在IMT-Advanced的建议中，测量场景一般可划分为：乡村、郊区、城区、密集城区、热点地区5个典型的场景。每个场景的无线电环境不同，测量时间也会有所不同。在每个场景中测量地点的选取要保证足够的代表性，能真实反映此时此地频谱的利用情况。 　　一般来说，对于特定频段的小规模频谱测量工作，测量时间一般由测量的需求而定；在大规模的频谱测量工作时，考虑到测量结果需要能够准确地反映出在各个时间段的占用状况，需要大量的涵盖多个时间段的测量样本，因而需要长时间的连续测量，根据ITU-R中SM.1536的建议[2]，一般需要连续测量7天。 　　 　　1.2 测量设备选择及搭建 　　测量设备的选取需要根据各频段上具体通信技术的特点来选择，对于使用能量检测法可以直接检测并分析到信号的频段，普通的接收机或是频谱分析仪均能满足测量的需求[3]；对于特殊频段，如卫星通信所使用的频段则应使用专门的测量设备接收及分析，而CDMA系统则需要相应的解码设备来完成对其的精确的测量与分析。图1所示为测量设备的一种搭建方法。 　　 　　1.3 测量参数的确定 　　测量参数的设置直接关系到测量结果的正确性，一般来说，测量时比较重要的参数包括回扫时间、分辨带宽(RBW)与显示带宽(VBW)、判决门限。 　　(1)回扫时间 　　在测量中，当进行占用度测试时，需要设置合