網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)的技術(shù)問題探究

劉科

（濱州市無線電監(jiān)測(cè)站，山東 濱州 256600）

0 引言

網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)質(zhì)上是以互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)為基礎(chǔ)技術(shù)，以將目標(biāo)范圍內(nèi)各種數(shù)據(jù)資源、通信資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源按實(shí)際需求進(jìn)行匯總與分享為應(yīng)用目的的新型無線電技術(shù)。該技術(shù)通過將不同傳感器采集到的數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行匯總及信息化處理，形成科學(xué)的、滿足監(jiān)測(cè)需求的各種結(jié)果，從而優(yōu)化無線電監(jiān)測(cè)的區(qū)域性、數(shù)據(jù)性和時(shí)效性。

1 網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)特點(diǎn)

網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)有以下三個(gè)特點(diǎn)[1]。首先，網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)的資源分布比較零散。在網(wǎng)格化的監(jiān)測(cè)條件下，無線電數(shù)據(jù)信息、計(jì)算信息、存儲(chǔ)信息以及設(shè)備資源，分布在不同的地理環(huán)境中，其工作的各個(gè)環(huán)節(jié)并不集中在一起，因此資源比較分散，需要在實(shí)際應(yīng)用的過程中進(jìn)行整合處理。其次，網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)的資源活動(dòng)具有自主特點(diǎn)。由于網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)資源分布零散，很多資源隸屬于不同的擁有者，這就導(dǎo)致了在相同約束條件下，不同網(wǎng)格資源的共享決定了資源的自主性。最后，網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)的資源管理具有多樣性。由于網(wǎng)格資源具有自主性，資源的擁有者能夠自主決定是否加入或者退出網(wǎng)格監(jiān)測(cè)平臺(tái)，這就使得在實(shí)際應(yīng)用管理過程中，網(wǎng)格資源的管理具有多樣性和動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性。

2 網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

結(jié)合網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)的三個(gè)特點(diǎn)，將其與傳統(tǒng)無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，我們能夠明顯發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)具有以下兩方面的優(yōu)勢(shì)[2]。

一方面是信號(hào)監(jiān)測(cè)覆蓋廣。隨著科技水平的快速發(fā)展，電子通信設(shè)備的廣泛使用，無線電信號(hào)的傳播環(huán)境愈發(fā)復(fù)雜，傳統(tǒng)窄帶、大功率的信號(hào)監(jiān)測(cè)設(shè)備已經(jīng)無法監(jiān)測(cè)到距離遠(yuǎn)、頻率的的無線電信號(hào)，從而導(dǎo)致了監(jiān)測(cè)盲區(qū)逐漸增多的情況。越來越多的監(jiān)測(cè)盲區(qū)，不僅讓相關(guān)部門無法有效或者全面的掌握某一地域的無線電資源使用情況，還無法對(duì)該地區(qū)海量的無線電數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期科學(xué)統(tǒng)計(jì)與處理。網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠有效地解決這個(gè)問題，該技術(shù)通過對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行精細(xì)的劃分，建立密集的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)無線電信號(hào)的無縫監(jiān)測(cè)覆蓋。具體來講就是，采用蜂窩小區(qū)重疊覆蓋的方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)傳感器的布置，將不同監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)傳感器聯(lián)成網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。根據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取不同區(qū)域內(nèi)無線電頻率的占用程度，根據(jù)這些收集到監(jiān)測(cè)信息，實(shí)時(shí)調(diào)整網(wǎng)格劃分密度，從而保證對(duì)無線電監(jiān)測(cè)區(qū)域的精細(xì)、高效監(jiān)管。

另一方面是提升了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)用性。在傳統(tǒng)的無線電監(jiān)測(cè)工作中，對(duì)各類型監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理工作相對(duì)獨(dú)立，數(shù)據(jù)之間缺少交互性和關(guān)聯(lián)性。而網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)依托于互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，采用網(wǎng)格化的傳感器分布策略，能夠?qū)ΡO(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行多重?cái)?shù)據(jù)的同時(shí)采集，比如：監(jiān)測(cè)時(shí)間、監(jiān)測(cè)地點(diǎn)、無線電頻率、場(chǎng)強(qiáng)等數(shù)據(jù)資源。相關(guān)科研人員能夠利用不同的計(jì)算方法和傳播模型對(duì)上述收集到的各類數(shù)據(jù)資源進(jìn)行匯總、深入挖掘以及分析處理，從而最大限度地開發(fā)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的利用價(jià)值。由此可見，網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)無線電監(jiān)測(cè)工作的基本職能，還能拓展出更多提升無線電管理服務(wù)的數(shù)據(jù)信息，從而提高無線電監(jiān)測(cè)工作的整體發(fā)展水平[3]。

3 網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)應(yīng)用技術(shù)類型

常見的網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)應(yīng)用技術(shù)有以下四種。

第一種是無線電信息的計(jì)算與建模。無線電信號(hào)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)優(yōu)化處理工作中最常見的一種優(yōu)化監(jiān)督工作就是對(duì)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行算法選擇和模型建立。在實(shí)際網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用過程中，特別注重的是對(duì)于無線電技術(shù)優(yōu)化處理中的算法選擇，通過建立合理的計(jì)算模型，能夠強(qiáng)化對(duì)無線電信號(hào)在整個(gè)傳輸過程中的控制，能夠確保無線電信號(hào)在傳輸過程中，傳輸質(zhì)量不受破壞。在實(shí)際無線電數(shù)據(jù)處理過程中，按照對(duì)應(yīng)建立好的數(shù)據(jù)算法模型能夠很快地進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算。例如，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，監(jiān)測(cè)到了某組無線電信號(hào)，用戶按照相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸信號(hào)，將改組信號(hào)進(jìn)行模型構(gòu)建，借助模型中的模擬信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)信號(hào)傳輸過程中質(zhì)量的控制[4]。

第二種是無線電信息的分類與識(shí)別。在網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)中，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息的分類與識(shí)別技術(shù)是一種常見的資源處理技術(shù)。在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息的分類與識(shí)別過程中，應(yīng)注重對(duì)無線電信號(hào)識(shí)別認(rèn)證方式的分析，通過對(duì)無線電信號(hào)識(shí)別認(rèn)證方式的分析，及時(shí)調(diào)整對(duì)無線電信號(hào)傳輸要點(diǎn)的把控，確保在無線電信號(hào)傳輸過程中，相應(yīng)無線電信號(hào)的傳輸質(zhì)量。在實(shí)際分類與識(shí)別技術(shù)工作中，需要借助相關(guān)無線電波傳輸控制手段，嚴(yán)格把控控制過程中的關(guān)鍵性元素，通過對(duì)關(guān)鍵性無線電數(shù)據(jù)信號(hào)波得的科學(xué)分析，及時(shí)掌握信號(hào)傳播中相對(duì)應(yīng)無線電信號(hào)的傳輸模式，實(shí)時(shí)調(diào)整信號(hào)傳播過程中對(duì)信號(hào)認(rèn)證信息的控制?，F(xiàn)階段常用的信息分類及識(shí)別技術(shù)手段有：芯片技術(shù)、數(shù)據(jù)變換技術(shù)、無線電通話技術(shù)、編碼技術(shù)以及天線技術(shù)等。

第三種是無線電信號(hào)定位技術(shù)。TDOA 是網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)中信號(hào)定位的重要方法。TDOA 即為時(shí)差定位法，指的是通過對(duì)信號(hào)源在三個(gè)以上的監(jiān)測(cè)站的天線單元的時(shí)間差進(jìn)行測(cè)量，從而確定信號(hào)源位置的方法。此方法不同于傳統(tǒng)的側(cè)向交叉定位法，需要依靠高精度的時(shí)基來進(jìn)行無線電信號(hào)源的位置鎖定工作?，F(xiàn)階段常用的時(shí)基有GPS 系統(tǒng)、北斗系統(tǒng)或者自主開發(fā)更高精度的授時(shí)系統(tǒng)。

第四種是傳感器配置和建設(shè)技術(shù)。網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要技術(shù)特征就是多個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)信息收集、監(jiān)測(cè)工作。因此想要提升網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)施情況和監(jiān)測(cè)效果，就要結(jié)合不同的地域環(huán)境進(jìn)行科學(xué)、合理的監(jiān)測(cè)傳感器配置與建設(shè)，從而滿足實(shí)際監(jiān)測(cè)任務(wù)的需求以及監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋規(guī)劃設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)的無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)要求中，市區(qū)監(jiān)測(cè)站之間的布置距離一般為10 公里，這種布置方式顯然已經(jīng)不能夠滿足當(dāng)今的無線電監(jiān)測(cè)要求。網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)技術(shù)，通過區(qū)域重疊覆蓋的監(jiān)測(cè)設(shè)備布置方式，能將無線電信號(hào)源的定位誤差縮小到百米級(jí)，大大提高了無線電的監(jiān)測(cè)精度[5]。

4 網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用方法

隨著我國(guó)無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷更新與完善，人們逐漸摸索出以下幾個(gè)網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用方法，通過這些方法的合理運(yùn)用，能夠有效建立網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)，提升無線電監(jiān)測(cè)的時(shí)效性[6]。

首先是多種無線電技術(shù)結(jié)合使用?，F(xiàn)階段認(rèn)知無線電技術(shù)已經(jīng)獲得了國(guó)家相關(guān)部門的認(rèn)可與授權(quán)，可以在實(shí)際生活中進(jìn)行使用。認(rèn)知無線電技術(shù)是一種對(duì)傳統(tǒng)無線電頻率進(jìn)行突破后形成的新型技術(shù)，將其與無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行融合，能夠有效地緩解無線電監(jiān)測(cè)站頻率資源緊張的情況。在將二者進(jìn)行整合使用時(shí)，要注重認(rèn)知無線電技術(shù)的安全性，以及對(duì)于不會(huì)使用認(rèn)知無線電技術(shù)的用戶是否會(huì)產(chǎn)生不良影響等問題。因此在實(shí)際應(yīng)用過程中，必須要建立在人們對(duì)于無線電環(huán)境有客觀認(rèn)知和準(zhǔn)確度量的基礎(chǔ)上，這樣才能促進(jìn)無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)水平的提高，確保其健康、科學(xué)的發(fā)展。其次是強(qiáng)化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)的網(wǎng)格化發(fā)展。網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)是無線電技術(shù)基于科學(xué)技術(shù)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)廣泛應(yīng)用的新時(shí)代背景下，研發(fā)出的新型無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)。該技術(shù)不僅可以直接進(jìn)行無線電相關(guān)管理事務(wù)的處理工作，還可以建立科學(xué)化、系統(tǒng)化的無線電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫，為無線電管理提供更多輔助性的信息。受到現(xiàn)階段科技水平的限制，雖然還不能完全實(shí)現(xiàn)日常生活中無線電的網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)，但是我們還是要先從區(qū)域性無線電覆蓋工作開始，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與探索，逐步推進(jìn)網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展[7-8]。最后是加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)。精良的設(shè)備是保證無線電監(jiān)測(cè)工作順利進(jìn)行的重要條件。因此在日常工作中，要加強(qiáng)對(duì)于無線電監(jiān)測(cè)工作中涉及到的硬件設(shè)備、軟件設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備、輔助設(shè)備以及基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)工作。結(jié)合以上設(shè)備使用過程中的特點(diǎn)，有針對(duì)性的進(jìn)行保養(yǎng)與維修，從而確保網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)工作的順利進(jìn)行。

5 結(jié)語

結(jié)合本文中提及的網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)以及技術(shù)類型，合理采用多重技術(shù)整合、強(qiáng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備網(wǎng)格化布置、加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)等方法，能夠有效提升網(wǎng)格化無線電監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果，促進(jìn)我國(guó)無線電監(jiān)測(cè)工作的長(zhǎng)久發(fā)展。