网格化无线电监测技术问题

网格化无线电监测技术问题

吴向晖

江门市无线电监测站

摘要：笔者主要从网格化无线电的若干关键技术及处理、如何解决无线电监测的技术问题等几方面概述了本文主题，旨在与广大同行共同学习。

关键词：无线电；检测技术；问题；措施

在计算机发展的推动下互联网和无线电技术飞速发展，对无线电频谱资源的使用和管理提出更高的要求，传统无线网络监测的局限性日益显现。以网络数据资源的整合和共享为基础的网格技术成为无线电监测系统的发展趋势之一。作为信息技术领域的新浪潮，网格化的目标是在目标范围内互联网的计算资源、数据资源、存储资源和通信资源等各种资源按需实现整合和共享。在无线电领域，网格化监测主要是指采集各传感器节点间数据的相关性特点，通过网络传输方式传输汇总，并对数据进行相关性处理，形成满足监测需求的各种结果，使无线电监测在更大区域、更多数据、更长时间的环境中完成。

一、网格化无线电监测的主要优点内容

1.资源分布的零散性

网格条件下的资源，比如数据资源、计算资源、储存资源和设备资源等，它们分布在不同的地理位置，其工作流往往不是集中在一起的，需要对资源进行整合处理。

2.资源分布的零散性

网格条件下的资源，比如数据资源、计算资源、储存资源和设备资源等，它们分布在不同的地理位置，其工作流往往不是集中在一起的，需要对资源进行整合处理。

3.资源活动的自治性

网格资源隶属于不同的资源拥有者，在一定约束规则下不同资源的共享决定了网格化资源的自治性和复杂性。

4.资源管理的动态多样性

网格资源具有自治性，可以自由地加入或退出网格平台，这使得资源管理变得动态且不稳定。因此，网格化的资源管理需要建立保障机制来保证网格的正常运行和应用。

网格概念在无线电监测的最大特点就是以监测数据信息为基础，加强无线电监测技术、无线电业务应用之间的联系，对无线电的有效管理提供了新的技术支撑。与传统无线电监测相比，网格化无线电监测主要有以下优点：

（1）信号监测的网格化

随着无线电通信设备的数字化、微型化、智能化发展，无线传播环境日益复杂，依托于窄带、大功率发射的传统监测站无法检测距离较远、较偏的低辐射功率，因此，覆盖的盲区逐渐增加，这就无法有效或全面评估某一领域的频谱利用情况，更不能对海量的数据进行长期有效的统计处理。网格化无线电监测可对监测区域精细划分，密集分布站点，对信号进行无缝监测覆盖，最终做到对监测区域的精细化和高效化监管。

从技术层面看，网格化技术用于无线电监测主要在传感器布局上参照蜂窝小区重叠覆盖的方式，首先划分监测区域，将分布在各个监测区域内的传感器联合成一个网格化分布式监测系统。根据网格化监测网的布局获取不同站点相应的频率占用度，并参照频谱占用度和复用度的情况来设定网格划分的密度。频谱占用度高、频谱复用度高的区域，网格划分密度就高，反之就低。

（2）数据处理的相关性

从理论上讲，网格化无线电监测系统摒弃了原有无线电监测站的监测数据非相关性的缺点，结合网络的特征，采用全球定位技术，通过传感器节点同步采集如时间、地点、频率（频谱）、场强等多维数据资源，并通过各种算法和传播模型对搜集到的数据进行深度挖掘、分析处理，最大限度地提高数据的利用价值，在完成基本监测功能基础上，拓展出更多管理服务信息。这一技术不仅体现为无线电监测技术的进步，更能转化为管理手段的加强，从而提高无线电监测的功能效用和管理水平。

二、网格化无线电的若干关键技术及处理

网格化无线电监测系统主要涉及频谱的感知、监测控制、数据挖掘和应用支撑等部分，网格化无线电监测系统的每一项关键技术都会影响到系统的监测水平和能力。因此，确定并处理好关键技术才能确保无线电的有效监测和管理。

1.信号定位技术

网格化无线电监测系统不是通过测向天线进行联合交叉定位，而是采用时差定位技术。时差定位法（TDOA）是通过测量信号源到达三个以上监测站的天线单元的时间差，来对信号源进行定位。此定位方法比传统的测向交叉定位需要高精度的时基来锁定信号源的位置，可采用GPS、北斗系统或者自建更高精度授时系统。

TDOA法定位如图1所示。无线电信号S到达监测站A和监测站B的时间可以通过监测数据计算得到，在这个时间差范围内到达两个监测站的信号可能所在点的组合构成曲线L1。同理，可以测出信号S到达监测站B和监测站C的时间差，在此时间差范围内到达两个监测站的信号可能所在点的组合构成曲线L2。曲线L1和L2交会处就是信号S所在的位置，该点也是其他曲线的交会处。

图1TDOA法定位原理图

在网格化监测系统的各个传感器节点都不具有测向功能的情况下，TDOA技术能为系统完成信号源的定位。与传统测向交会定位相比，通常情况下这种定位技术能实现更加准确的定位性能。

2.信息处理及应用技术

网格化无线电监测系统需要采集的监测数据数量远远高于传统的监测系统。庞大的数据信息的分析处理需要一个具备超级强大的应用功能和数据处理能力的系统。这也是实现网格化无线电监测系统的必要条件。网格监测数据处理可采用分布式数据融合技术，将海量、冗余的信号数据快速转化为有用的频谱信息，并将这些信息提炼为知识，从而生成较准确的频谱态势，再用于频谱的管理和分析。

3.网格化配置技术

网格化无线电监测系统的主要特征是多个监测节点同时进行工作。根据不同的地理环境特性进行监测传感器的配置和建设，满足监测任务的要求和网络覆盖规划，是影响到网格化无线电监测系统的监测水平和功能实现的关键。传统的监测方式，城市市区固定监测站之间的间隔一般为10公里。网格化配置技术可通过系统定位，基于多重叠覆盖原则细分监测区域，在城市街道对典型辐射源的定位误差典型值可达到百米级，这大大提高了覆盖区域内无线电信号的监测精确度。此外，网格化配置需要结合远程监控管理技术，及时获取相关的设备使用信息，提高基础设施的利用率，保证无线电监测网络系统的正常运行。

三、无线电监测技术所存在的问题

1.无线电监测技术在无线电业务应用方面存在问题。现在的无线电业务已经覆盖了世界上的每一个地方，而且还加入了移动通信和无线宽带，让无线电业务的范围越来越广，给无线电监测技术带来了难题，无线电监测技术无法覆盖这么大的范围。

2.人们对于无线电业务的管理模式已经由以往的粗放型向集约型转变，而且已经转变了自己的思维，树立为广大人们群众服务的理念。这些转变都需要人们提高对无线电监测技术水平。

3.大多数无线电企业将无线电监测技术与管理和行政向分隔，认为技术是科技问题，管理和行政是社会问题，使企业的无线电监测技术和管理水平都受到制约。

四、如何解决无线电监测的技术问题

1.将认知无线电技术与无线电监测技术结合起来

认知无线电技术是一种突破传统频率的技术，而且已经获得了国家认可以及授权指配。将认知无线电技术融入到无线电监测技术中去可以减缓无线电监测站的频率资源紧张的状况。无线电监测站的频率资源之所以会出现这样的状况是因为无线电监测要为相关部门在进行无线电管理时，提供技术支持。但是在将两者结合时，要注意认知无线电技术的安全性，还有它会不会对不能使用认知无线电技术的用户产生影响。因此要将认知无线电技术融入到无线电监测技术，必须是建立在人们对于整个射频环境有着客观的了解和度量的基础上。只有这样才能够提高无线电监测技术，促进无线电监测站的进一步发展。

2.将无线电监测向网格化监测发展

网格化无线电监测技术相比于传统的监测管理技术更加适合现在社会的无线电管理工作。因为采用这种技术可以直接处理无线电管理方面的事务，还可以形成正确的数据来更好的进行管理工作。虽然就目前科技水平而言，还无法完全的将网络化监测技术应用到无线电日常监测工作中去，但是我们可以先从局部无线电覆盖区域开始，进行试验和摸索，逐渐推进网络化无线电监测技术的发展。

3.加强对无线电监测设备的日常维护

无线电监测设备主要包括硬件设施、软件设施、接收器、天馈线及其支持物，操作系统和数据，还有车辆和空调、电源、防雷等设备。我们要根据这些设备的不同特点来对这些设备进行日常维护，在这以广播电台的无线电监测系统的维护为例。

结语

随着我国无线电监测技术不断提高，地市级无线电监测与测向系统的建设、覆盖范围越来越广，本文主要分析了无线电监测技术相关的内容及技术，对于进一步合理发展我国无线电监测技术具有一定帮助。

参考文献：

[1]张小飞.基于无线电监测技术的认知无线电频谱检测研究[J].通信技术，2008（11）

[2]苏文俊，王伟平.无线电监测网络设计与应用[J].广东通信技术，2011（6）

[3]吕春英，衡志红，赵炜.网格化无线电监测初探[J].电子信息对抗技术，2014（5）

[4]孙小红.基于网格化的无线监测系统研究[J].信息技术，2013，（8）