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无线电监测技术发展驱动频谱使用效率提升

发布时间:2016-06-15

无线电监测技术发展驱动频谱使用效率提升

作者:国家无线电监测中心段洪涛 张小飞 刘仲亚 黄标 李景春 来源:人民邮电报 日期:2016年02月04日 14:26

众所周知,无线电管理有行政、技术、法律和经济四种手段,随着我国行政管理体制的改革,法制手段的不断加强,技术管理手段的作用愈发明显。无线电监测作为无线电管理的眼睛和耳朵,特别在现实环境中,由于传播条件的复杂性,实际的监测数据可能才是解决问题最有力的手段。通过对监测数据的分析,可以对目前无线电频谱资源使用情况进行科学和权威的评估,为创新频率的规划、分配等行政管理方法提供决策依据,为各部门之间的协调提供技术基础,为无线电执法的干扰发现、查找和技术取证等环节提供支撑。因此,在“十三五”期间做好无线电监测工作具有非常重要的意义。

无线电监测工作的职责

国际电联对无线电监测工作的任务有着明确的规定。在《频谱监测手册》(2011版)中,国际电联明确提出了四个目标:协助解决电磁干扰;协助确认普通公众接收广播和电视信号的质量;为主管部门的频谱管理工作提供有价值的监测数据;为ITU无线通信局组织的各种工作提供有价值的监测信息。

着眼国内,《中华人民共和国无线电管理条例》(1993年版)对无线电监测机构的任务、职责进行了规定。在新版《中华人民共和国无线电管理条例》(修订草案)(征求意见稿)中,第五十九条规定国家无线电监测中心和监测站,省、自治区、直辖市无线电监测站,在无线电管理机构的领导下,负责对无线电信号实施监测;第六十条则规定了各级无线电监测站的主要职责。

在新形势下,“三管理、三服务、一突出”是贯穿无线电管理工作的主线。它既是当前无线电管理机构的核心任务,也是新时期无线电管理工作的指导方针。无线电监测是实现这一核心任务的重要技术支撑,在实现维护空中电波秩序,保证无线电业务正常开展,有效利用无线电频率和卫星轨道资源,保障国民经济、社会发展和国防建设等工作中发挥着不可或缺的重要作用。同时也是国家赋予无线电管理机构特别是各级无线电监测站的核心职责和光荣使命。

新形势下有待转型

长期以来,我国的无线电监测工作重点主要集中在解决电磁干扰,因此,早期的无线电监测网规划和建设投入的重点,都是围绕解决无线电干扰问题展开的。截至2016年1月,我国共建有VHF/UHF固定监测站2522个,移动监测车1106辆,可搬移和便携式设备6731台(套),形成了固定与移动相结合的无线电监测网络。自2005年开始,开展了频率占用度方面的监测工作,并发展为监测月报制度,开始为无线电管理部门提供部分监测数据。

随着传统经济增长方式的转变,我国已经进入经济发展新常态。当前,新一代信息技术与经济社会各领域的深度融合,引发了数据量的爆发式增长,使得数据资源成为国家重要的战略资源与核心创新要素。十八届五中全会提出以提高发展质量和效益为中心,更加科学地配置资源。这在客观上要求我们要充分利用大数据、云计算等技术,推动无线电管理工作向精细化方向发展。

面对新形势,无线电监测工作应该实现转型,即由以监测定位和干扰查找为主转变到提高频谱使用效率、提升无线电管理科学配置频谱资源的水平为主,从而实现无线电频谱精细化管理,缓解频谱资源紧张状况,改善无线电通信业务的能效、推动新一代信息技术进一步与各行业的深度耦合、交叉创新,更好地实现无线电管理的核心任务。

实现“四化”发展目标

在新时期,无线电监测工作发展目标是围绕国家总体战略和产业布局,以创新为驱动力,以提高频谱资源使用效益为核心,以云计算、大数据和互联网为技术基础,努力实现“监测数据要素化、监测系统自动化、监测网络一体化和决策支撑智能化”的四个目标,实现我国无线电管理现代化,继续保持无线电监测技术的世界领先水平。

监测数据要素化。各监测站作为无线电监测系统的传感器节点,其主要作用就是收集含有当地频谱使用情况的监测数据,通过对监测数据的分析,提炼其中蕴含的帮助无线电管理机构决策的有价值信息,从而能够发现频谱使用规律、预测频谱使用趋势、辅助频谱政策决策。

就目前无线电监测工作而言,首先应该考虑的是监测数据应当实现全要素化,即对每一个监测到的无线电信号的数据描述,要能满足频谱工程、干扰共存、监测定位、信号分析等各种需求,要能从信号的时域、频域、地(空)域、信号域、系统域,甚至码域和资源域等进行描述。利用这些信息要素,可以掌握针对位于某一具体区域(地域)的某一具体配置(系统域)监测站测量得到无线电信号的发射规律(时域)、频谱特征(频域)、信号特征参数(信号域)或者码和资源使用参数等。这些信息要素可以满足从频率管理、台站管理和秩序管理,乃至延伸至设备管理的日常无线电管理工作的实际需要。

利用遍布全国的无线电监测网络获得大量的全要素数据,应用大数据技术对监测数据进行深入的数据挖掘和分析,可以充分释放和利用海量监测数据资源中蕴含的巨大使用价值。

监测系统自动化。各级无线电监测机构在实际工作中面临的一个困难是人员少、任务重。要解决这一实际问题,在系统级层面要实现无线电监测系统的自动化,自动执行日常和特定的无线电监测任务,尽量减轻一线无线电监测工作者的工作压力和劳动强度,同时可以大幅度提高设备的利用率以及监测工作效率。

要实现自动化,首先要求监测任务的内容必须明确,监测任务的流程必须清晰,执行监测任务判断条件也必须明确定义。目前,部分省市的无线电监测站已经开始在一些特定监测任务方面(例如监测月报)实现了自动化,但是还需要在监测资源管理调度、任务的兼容性和灵活性方面深入研究。

监测网络一体化。在互联网技术应用日趋深入的今天,各省区市分别建设、独立运行、使用和维护的无线电监测网已不能适应新的形势需要。在实际监测工作中发现,对于各省区市交接地区,现在的监测网不能很好地发挥作用,形成合力。随着国家京津冀一体化、长三角、珠三角经济带、一路一带的提出,尤其是边境无线电频率协调等,对于在省级层面的无线电监测联网提出了新要求。同时,从大数据的应用角度来看,随着数据源的增多,对数据的融合程度、数据的视觉效果以及数据的质量等要求也会越来越高,这就需要建设全国的监测网络一体化平台,实现无线电监测一体化,最大限度地发挥监测网络和监测数据的价值。

一体化监测平台建设应采用SOA技术,通过梳理和定义服务,明确服务流程,实现原子服务组件化,构建独立于实现硬件平台、操作系统和编程语言的一体化工作平台,使无线电监测工作以统一和通用的方式进行交互,以此提升整个监测系统的使用效能,更好地满足无线电管理实际工作需要。

决策支撑智能化。当前,公众通信、广播电视、交通运输、科研探索、航空航天、国防建设等多个行业和领域的频谱需求不断提高,如何解决频谱资源供需矛盾是当前乃至今后无线电管理工作的重点。频谱资源的精细化管理是新时期无线电管理的趋势。在做好频率规划、频率分配和频率指配的前提下,科学合理地评估和量化无线电频谱的使用质量与效益需要无线电监测的有力支撑。

对通过监测数据进行大数据分析,可以得到频谱在各类无线电业务的实际使用情况,通过历史数据比对,得到业务发展趋势;与台站数据比对,可以加强事后的无线电监管工作。借用当前研究热点——人工智能技术,可以实现无线电管理的可视化,辅助无线电管理机构科学决策,实现决策支撑智能化。

在“十三五”时期,无线电监测工作一定要更准确地把握战略机遇期内涵的深刻变化,继续集中力量把自己的事情办好,不断开拓发展新境界,要利用无线电监测产生的监测大数据,围绕“三管理、三服务、一突出”的主线,不断提升无线电管理科学配置频谱资源的水平,无线电监测工作必将大有可为。


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