網(wǎng)格化助力無線電管理新發(fā)展

崔成華

當(dāng)前，無線電新技術(shù)和新應(yīng)用不斷發(fā)展，并快速應(yīng)用于通信、電力、能源、交通、醫(yī)療、物流等諸多領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)、云計算等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，信息化的廣泛普及，無線電技術(shù)寬帶化、高頻段和微功率的發(fā)展方向，將對頻率指配、臺站管理模式、維護(hù)電波秩序等無線電管理工作提出新要求。無線電管理引入網(wǎng)格化理念將有助于無線電管理信息系統(tǒng)一體化平臺的建設(shè)，實現(xiàn)各部門信息資源的共享，推動無線電事業(yè)的發(fā)展。

隨著無線電技術(shù)數(shù)字化、微功率、智能化的發(fā)展，電磁環(huán)境日益復(fù)雜，傳統(tǒng)的無線電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)已無法適應(yīng)未來無線電事業(yè)的發(fā)展。城市規(guī)模的快速發(fā)展，高樓密集建設(shè)，使傳統(tǒng)的高山點、制高點監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)失去優(yōu)勢，空中電波折射、反射和多徑衰落影響監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的精確測向定位，不能捕獲微功率信號。

當(dāng)前，臺站管理數(shù)據(jù)庫技術(shù)指標(biāo)的統(tǒng)計專業(yè)性越來越強(qiáng)，有助于在國家層面上全面掌握我國無線電發(fā)射設(shè)備的使用情況。而對于地方無線電管理，則更注重的是信息平臺的可視化、直觀化和便利化服務(wù)。目前來看，臺站管理數(shù)據(jù)庫應(yīng)用方式缺乏創(chuàng)新，服務(wù)理念沒有結(jié)合地方無線電管理的需求。

無線電管理面臨著信息孤立、管理被動等一系列問題。當(dāng)前的信息系統(tǒng)，如臺站管理系統(tǒng)、監(jiān)測測向系統(tǒng)等，分別處理自身的信息，不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和整合。同時這些系統(tǒng)分別由不同的職能部門管理，信息的封閉、溝通合作的不力以及潛在的人為因素勢必影響無線電管理決策的制定。

網(wǎng)格化無線電管理

網(wǎng)格化無線電管理以網(wǎng)格化屬性數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，以地理信息系統(tǒng)為依托，以應(yīng)用和服務(wù)為表現(xiàn)形式，整合臺站管理系統(tǒng)、電磁兼容分析系統(tǒng)、監(jiān)測測向網(wǎng)絡(luò)、行政審批和監(jiān)督執(zhí)法系統(tǒng)、干擾排查系統(tǒng)等資源，采用多層網(wǎng)格技術(shù)，為無線電管理提供可視化的信息一體化平臺。

網(wǎng)格化無線電管理系統(tǒng)組成如圖1。中心控制機(jī)房由屬性數(shù)據(jù)庫、地理信息數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)庫組成。屬性數(shù)據(jù)庫信息來源于臺站數(shù)據(jù)系統(tǒng)、電磁環(huán)境分析系統(tǒng)、監(jiān)測測向系統(tǒng)、行政審批監(jiān)督執(zhí)法系統(tǒng)和干擾排查系統(tǒng)；地理信息數(shù)據(jù)庫配合屬性數(shù)據(jù)庫為應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)資源；應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)庫為無線電管理工作者提供頻率臺站信息查詢、地理信息查詢、移動執(zhí)法、監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析、干擾排查分析等服務(wù)。終端用戶根據(jù)不同職能部門和崗位的權(quán)限分別獲取不同的服務(wù)。多功能節(jié)點采用網(wǎng)格化分布，負(fù)責(zé)采集周邊無線電頻譜信息并回傳給監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)控制中心，同時從應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)庫中獲取服務(wù)，提供移動辦公。

網(wǎng)格化無線電管理的關(guān)鍵技術(shù)。一是網(wǎng)格技術(shù)。網(wǎng)格化無線電管理運(yùn)用地理編碼技術(shù)，按照一定比例對電子地圖進(jìn)行網(wǎng)格劃分，將臺站、多功能節(jié)點、信號源等作為一個節(jié)點分布在可視化平臺上。每個節(jié)點作為網(wǎng)格化管理系統(tǒng)中最小管理對象。不同的網(wǎng)絡(luò)資源具有不同的節(jié)點屬性，且隸屬于不同的資源擁有者。網(wǎng)格化無線電管理平臺示例圖如圖2所示。二是多層技術(shù)。網(wǎng)格化無線電管理系統(tǒng)采用分層技術(shù)，實現(xiàn)由宏觀整體到具體節(jié)點全方位的管理。每層可調(diào)整網(wǎng)格面積大小，各種信息和業(yè)務(wù)根據(jù)需要分布在不同層面。頂層為總覽層，以行政區(qū)域進(jìn)行劃分，以直觀的方式展示無線電臺站在地域上的分布情況以及各種資源的監(jiān)管狀態(tài)。中間層為監(jiān)測和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)層，負(fù)責(zé)各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、電磁環(huán)境分析、頻率指配等。底層為最小網(wǎng)格管理層，展示各類型節(jié)點的屬性信息，如圖2所示。

網(wǎng)格化無線電管理的系統(tǒng)特點。一是智能化。網(wǎng)格化無線電管理系統(tǒng)的智能化服務(wù)使技術(shù)和設(shè)備隱身為“程序代碼”，回歸支撐管理、服務(wù)管理的本位，有利于扭轉(zhuǎn)無線電管理過分依賴專業(yè)技術(shù)的局面。無線電管理工作者只需根據(jù)需求，調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)模塊。各類資源間實時地數(shù)據(jù)比對和分析，可以為無線電管理者提供頻率指配智能分析、無線電干擾預(yù)警、非法設(shè)臺設(shè)頻預(yù)警、電磁環(huán)境惡化預(yù)警等服務(wù)。

二是資源共享。網(wǎng)格化無線電管理系統(tǒng)可以使自治的、分布式資源按照一定約束實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和整合，發(fā)揮數(shù)據(jù)庫集合優(yōu)勢，最大化地提高各種信息資源的利用價值，解決不同職能部門之間合作不力，信息不暢通等問題。

三是一網(wǎng)多用。在信號監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中，控制中心利用不同的多功能節(jié)點采集的信息，通過TDOA（Time Difference of Arrival，到達(dá)時間差）信號定位技術(shù)，實現(xiàn)監(jiān)測和測向雙功能；在服務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)中，利用多功能節(jié)點配備的熱點覆蓋設(shè)備，獲取服務(wù)信息，為周邊的移動終端提供移動辦公。

網(wǎng)格化技術(shù)的應(yīng)用服務(wù)

移動辦公。移動辦公，將中心控制機(jī)房“搬移”到移動車或終端上，使無線電管理工作者擺脫時間和空間的束縛，在任何時間和地點都可獲取相應(yīng)的服務(wù)。相比傳統(tǒng)的機(jī)房辦公，移動辦公可以節(jié)省現(xiàn)場和機(jī)房之間的往返時間，迅速獲取臺站信息和執(zhí)法信息，定位干擾信號。移動辦公包括移動查詢、移動執(zhí)法、移動監(jiān)測和移動干擾查找。

頻率指配智能分析。傳統(tǒng)的頻率指配是一種經(jīng)驗式、粗獷式的指配方式，在理論上缺少嚴(yán)密的科學(xué)驗證。網(wǎng)格化無線電管理系統(tǒng)使頻率指配智能分析成為可能。頻率指配智能分析服務(wù)首先根據(jù)預(yù)指配的頻率查詢臺站數(shù)據(jù)庫，確認(rèn)是否有同頻或鄰頻；如果有同頻或鄰頻，根據(jù)無線電發(fā)射設(shè)備指標(biāo)，確認(rèn)理論上的覆蓋范圍，在網(wǎng)格化平臺上自動繪制覆蓋區(qū)域，進(jìn)一步確認(rèn)是否存在同頻或頻率干擾；最后查詢頻率數(shù)據(jù)庫，確認(rèn)是否有互調(diào)干擾。

無線電干擾預(yù)警。網(wǎng)格化無線電管理系統(tǒng)提供無線電干擾預(yù)警功能，通過對周邊信號的監(jiān)測和數(shù)據(jù)庫信息實時比對，確定潛在被干擾對象，鎖定干擾源，并將預(yù)警信息及時告知管理工作者。相比傳統(tǒng)的“投訴+排查”的工作模式，無線電干擾預(yù)警具有及時性、主動性等優(yōu)勢，可將無線電干擾事件消滅在萌芽之中。

無線電管理引入網(wǎng)格化技術(shù)，是無線電管理方式和管理手段的創(chuàng)新，是對未來無線電管理進(jìn)行的一次有意義探索，有助于解決信息分化、管理被動等一系列問題，提高無線電信息化、精細(xì)化、科學(xué)化管理水平。