萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測發(fā)展趨勢思考

中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院 李 博

萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測發(fā)展趨勢思考

中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院 李 博

“萬物互聯(lián)”是列入國家十三五規(guī)劃的信息基礎設施重要發(fā)展目標，本文分析了萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測環(huán)境在無線電傳感器、無線電監(jiān)測數(shù)據(jù)、無線電安全等方面的特點，并面向其對于無線電監(jiān)測的需求，對萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測在網(wǎng)格化、智能化、移動化三個方面的發(fā)展趨勢進行了探討，最后結合我國無線電監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀，提出了我國無線電監(jiān)測能力建設的對策建議。

萬物互聯(lián)；無線電監(jiān)測；網(wǎng)格化；智能化；移動化

0 引言

隨時隨地掏出手機，發(fā)個朋友圈，看著身處各地的朋友紛紛點贊，發(fā)現(xiàn)其中一個朋友已好久沒有聯(lián)系，發(fā)個視頻邀請，面對面聊聊近況，這個場景在當今時代早已司空見慣。不久的將來，互聯(lián)的兩端將不僅是人，出差回家的路上給廚房的咖啡壺發(fā)條信息，讓它把咖啡煮好；順便打開一個手機APP，看看家里綠植旁邊的水壺有沒有在它缺水的時候給它澆水；當無人駕駛的出租車躲開擁堵路段把自己送到家門口時，感應到身上的手表后家門自動打開，推門而入迎面而來的是根據(jù)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)自動調節(jié)后春天般的溫暖和清新的空氣。以上只是萬物互聯(lián)時代的一個縮影，而將這一切聯(lián)接起來，實現(xiàn)如此美好生活的幕后功臣就是看不到摸不著的無線電波。作為萬物互聯(lián)最重要的聯(lián)接媒介，無線電波就是萬物互聯(lián)時代城市空間的另一種空氣，既像空氣一樣無處不在，又像空氣一般不可或缺，城市電磁環(huán)境將變得前所未有的復雜，為無線電監(jiān)測工作帶來極大的挑戰(zhàn)。

1 萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測環(huán)境特點

萬物互聯(lián)（IoE：Internet of Everything）從字面理解是將所有的一切都通過網(wǎng)絡聯(lián)接起來，形成區(qū)別于現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的“萬物互聯(lián)網(wǎng)”。萬物互聯(lián)包括人與人之間的互聯(lián)、人與物之間的互聯(lián)以及物與物之間的互聯(lián)三重內涵。其中人與物以及物與物之間的互聯(lián)是萬物互聯(lián)區(qū)別于現(xiàn)有網(wǎng)絡的主要特征。

無線連接技術是萬物互聯(lián)關鍵要素之一，對于無線電監(jiān)測來說，萬物互聯(lián)意味著所有的物體都成為了無線電傳感器，都在無時無刻的輻射和接收電磁波，無線電監(jiān)測環(huán)境具有不同于以往環(huán)境的獨特性，主要包括以下三個方面。

一是萬物互聯(lián)時代無線電網(wǎng)絡具有全覆蓋、低功率的特點。萬物互聯(lián)將很多原本不是網(wǎng)絡設備的物體接入互聯(lián)網(wǎng)，極大的拓展了無線電傳感器的覆蓋范圍，形成了囊括近、中、遠距離的全距離覆蓋。另外，作為無線網(wǎng)絡的傳感器節(jié)點，這些物體往往無法獲取持續(xù)的能量供給，需要采用低功率發(fā)射，例如電表、天然氣表等公共服務計量設備，大氣、污染、噪聲等環(huán)境監(jiān)測設備，可穿戴設備，農用設備等。并且，萬物互聯(lián)時代大部分物物相聯(lián)網(wǎng)絡均部署于非授權頻段，由于聯(lián)網(wǎng)物體種類和數(shù)量的增多，有限區(qū)域內用頻需求激增，將導致相互干擾的風險大大增加，同樣需要無線電設備降低發(fā)射功率。

二是萬物互聯(lián)時代將產(chǎn)生海量無線電監(jiān)測數(shù)據(jù)。十二五末，我國已建成固定監(jiān)測站上千個，配有移動監(jiān)測車千余輛、可搬移和便攜式設備幾千臺，這些傳統(tǒng)的無線電監(jiān)測手段已經(jīng)產(chǎn)生了大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)。萬物互聯(lián)時代，無線電設備的數(shù)量將呈指數(shù)級增長，預計2020年將達到千億量級，隨著配套無線電監(jiān)測力量的增強，將會形成更為龐大的數(shù)據(jù)規(guī)模。除了規(guī)模以外，監(jiān)測數(shù)據(jù)的種類也將極大的豐富，并且由于萬物互聯(lián)碎片化和個性化的需求，監(jiān)測數(shù)據(jù)還將呈現(xiàn)出異構化的特點。

三是萬物互聯(lián)時代無線電安全形勢將異常嚴峻。在信息網(wǎng)絡向萬物互聯(lián)邁進的同時，新技術的應用也催生了無線電犯罪手段的升級?！皞位尽辈粩嘞蛐⌒突鸵苿踊l(fā)展，產(chǎn)生了車載式、背包式、甚至利用手機APP的違法犯罪形式；車聯(lián)網(wǎng)的興起使得干擾汽車遙控器的犯罪形式可能升級為通過無線電技術遠程劫持控制汽車，為個人和公共安全帶來極大威脅。不斷增多的聯(lián)網(wǎng)物體將導致無線電犯罪的領域日益拓寬，頻度日益提高，可能出現(xiàn)在任何時間、任何地點，并且由于犯罪設備的智能化和小型化，將呈現(xiàn)出移動性和隱蔽性強的特點，無線電安全形勢異常嚴峻。

2 萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測發(fā)展趨勢

我國無線電監(jiān)測能力建設起步較晚，但經(jīng)過持續(xù)不斷的努力，已取得了長足的進步，建立了以大站制為主，固定與移動相結合的無線電監(jiān)測網(wǎng)絡，并且通過基于干擾申訴的信號分析和干擾查處手段，在無電波秩序維護方面取得了許多成績。但是，仍無法適應萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測環(huán)境特點，需要從以下三個方面尋求新的發(fā)展。

一是全覆蓋、低功率的無線網(wǎng)絡特點要求無線電監(jiān)測向網(wǎng)格化的發(fā)展。萬物互聯(lián)時代無線電設備向全覆蓋和低功率發(fā)展，并且由于城市化進程的加速，無線電傳播環(huán)境日益惡化，需要無線電監(jiān)測能夠達到更高的覆蓋率和監(jiān)測精度?，F(xiàn)如今以大站制為主的監(jiān)測模式已無法適應新型無線電設備的技術特點，因此需要監(jiān)測的架構向網(wǎng)格化發(fā)展，通過密集部署微型站，有效的減弱傳播環(huán)境影響、提升覆蓋面積，并且通過近距離監(jiān)測，提升低功率信號監(jiān)測能力。

二是海量頻譜數(shù)據(jù)的分析處理要求無線電監(jiān)測向智能化的發(fā)展。為了滿足萬物互聯(lián)時代海量無線電監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理需求，僅僅提高針對海量數(shù)據(jù)的處理速度是不夠的，因為除了數(shù)據(jù)規(guī)模大以外，監(jiān)測獲取的海量頻譜數(shù)據(jù)還具有種類多和異構化的特點，要求無線電監(jiān)測向智能化發(fā)展，能夠進行多源異構頻譜數(shù)據(jù)的智能化分析處理。并且，海量頻譜數(shù)據(jù)應不僅局限于為無線電管理服務，應該提高智能化處理水平，深度挖掘數(shù)據(jù)價值，面向多行業(yè)多領域應用，實現(xiàn)信息增值，更好的服務于經(jīng)濟社會發(fā)展。

三是萬物互聯(lián)時代下新型無線電犯罪活動的打擊要求無線電監(jiān)測向移動化發(fā)展。針對萬物互聯(lián)時代無線電犯罪活動區(qū)域廣、頻度高、隱蔽性和移動性強的特點，原有基于干擾申訴的觸發(fā)式事后監(jiān)測模式已無法滿足需求，需要無線電監(jiān)測向移動化發(fā)展：一方面，提高移動監(jiān)測設備的小型化和平臺適應性水平，能夠適應加裝多類型移動平臺；另一方面，廣泛部署移動化監(jiān)測設備，實現(xiàn)無線電犯罪活動的常態(tài)化預警和實時響應，滿足新形勢下打擊無線電犯罪活動的要求。

3 萬物互聯(lián)時代我國無線電監(jiān)測發(fā)展思考

近年來，隨著RFID、低功耗傳感器、云計算等技術的發(fā)展，智能家居、智能電網(wǎng)、智能物流、車聯(lián)網(wǎng)等新型行業(yè)領域不斷涌現(xiàn)，萬物互聯(lián)初具雛形。但是，目前的萬物互聯(lián)還只是局部，行業(yè)領域和地理區(qū)域發(fā)展不均衡，相關關鍵技術領域尚存在技術瓶頸沒有突破。國家十三五規(guī)劃綱要明確提出“推進信息網(wǎng)絡技術廣泛運用，形成萬物互聯(lián)、人機交互、天地一體的網(wǎng)絡空間”，作為國家層面的戰(zhàn)略規(guī)劃，萬物互聯(lián)相關技術和產(chǎn)業(yè)必將得到極大的發(fā)展，“萬物互聯(lián)”將不只是未來網(wǎng)絡社會的一個藍圖。

按照科學規(guī)律，無線電監(jiān)測的發(fā)展應該以實際需求為牽引，以問題為導向，雖然萬物互聯(lián)有著光明的前景，但目前仍處于自身發(fā)展的初級階段，對于無線電監(jiān)測方面的實際需求和存在問題也處于萌芽狀態(tài)。由于無線電技術快速發(fā)展的獨特性，萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測能力的建設應當適度超前，既針對當前問題，也適應未來趨勢，從技術研究、頂層設計、能力建設、管理模式等四個方面體系化開展，以應對萬物互聯(lián)帶來的挑戰(zhàn)。

突破瓶頸，加強技術研究。技術創(chuàng)新是萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測的發(fā)展的驅動力，無線電監(jiān)測能力的建設應針對萬物互聯(lián)對于無線電監(jiān)測高覆蓋、高精度、海量頻譜監(jiān)測數(shù)據(jù)處理、實時快速響應等方面需求，加強網(wǎng)格化、智能化、移動化方面技術研究，利用基礎研究成果，催生原始技術創(chuàng)新，突破關鍵技術瓶頸，推動監(jiān)測能力建設。

頂層設計，建立統(tǒng)一標準。網(wǎng)格化監(jiān)測節(jié)點的互聯(lián)需要統(tǒng)一的信息傳輸標準，海量監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理需要統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結構標準，移動化的新型頻譜監(jiān)測設備需要統(tǒng)一的標準規(guī)范。統(tǒng)一的標準不僅是萬物互聯(lián)的關鍵，同樣也是監(jiān)測設備互聯(lián)、組網(wǎng)和數(shù)據(jù)融合處理的前提。因此，無線電監(jiān)測能力的建設應開展萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測體系架構頂層設計，建立從監(jiān)測設備要求到信息傳輸格式的標準體系，支撐無線電監(jiān)測能力形成。

分步實施，建設監(jiān)測能力。無線電監(jiān)測能力的建設應與萬物互聯(lián)的發(fā)展相匹配，由于無線電技術發(fā)展很快，無線電監(jiān)測能力的建設不可能一步到位。無線電監(jiān)測能力的建設應宏觀分析無線電監(jiān)測的發(fā)展趨勢，明確最終目標圖像，在實際建設過程中，緊盯萬物互聯(lián)無線電技術發(fā)展，以關鍵技術突破點劃分節(jié)點，分階段實施，大步跨越與小步快跑相結合，每一階段內根據(jù)實際需求滾動發(fā)展，快速迭代更新。

適度放開，探索新型模式。目前我國無線電監(jiān)測力量已無法滿足網(wǎng)格化、智能化、移動化發(fā)展趨勢下極速增長的監(jiān)測需求，因此應一方面利用社會公共資源，加裝無線電監(jiān)測設備，在顯著增加頻譜監(jiān)測設備數(shù)量的同時節(jié)約成本；另一方面探索新型監(jiān)測業(yè)務模式，引入具有相關資質的第三方監(jiān)測機構，實現(xiàn)對現(xiàn)有無線電監(jiān)測體制的有益補充。同時，由于頻譜資源的國家戰(zhàn)略資源屬性，對于無線電監(jiān)測業(yè)務的放開要適度，除了加強監(jiān)管以外，還要深度參與，實現(xiàn)共贏。

4 結論

在全球信息技術、科技創(chuàng)新和經(jīng)濟發(fā)展競爭白熱化的新時期，無線電技術正加速應用于我國各個行業(yè)領域，面對“萬物互聯(lián)”的新形勢，我國無線電監(jiān)測體制和技術裝備均相對落后，面臨著無線電設備輻射特性、監(jiān)測數(shù)據(jù)規(guī)模、無線電安全等方面的嚴峻挑戰(zhàn)。因此，我國無線電監(jiān)測能力的建設應順應無線電監(jiān)測網(wǎng)格化、智能化、移動化的發(fā)展趨勢，加強頂層規(guī)劃，精研關鍵技術，創(chuàng)新管理模式，為國家網(wǎng)絡強國戰(zhàn)略和制造強國戰(zhàn)略的實施保駕護航。

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李博（1985—），內蒙古包頭人，碩士，工程師，現(xiàn)工作于中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院。