万物互联时代无线电监测发展趋势思考

中国船舶工业系统工程研究院 李 博

万物互联时代无线电监测发展趋势思考

中国船舶工业系统工程研究院 李 博

“万物互联”是列入国家十三五规划的信息基础设施重要发展目标，本文分析了万物互联时代无线电监测环境在无线电传感器、无线电监测数据、无线电安全等方面的特点，并面向其对于无线电监测的需求，对万物互联时代无线电监测在网格化、智能化、移动化三个方面的发展趋势进行了探讨，最后结合我国无线电监测发展现状，提出了我国无线电监测能力建设的对策建议。

万物互联；无线电监测；网格化；智能化；移动化

0 引言

随时随地掏出手机，发个朋友圈，看着身处各地的朋友纷纷点赞，发现其中一个朋友已好久没有联系，发个视频邀请，面对面聊聊近况，这个场景在当今时代早已司空见惯。不久的将来，互联的两端将不仅是人，出差回家的路上给厨房的咖啡壶发条信息，让它把咖啡煮好；顺便打开一个手机APP，看看家里绿植旁边的水壶有没有在它缺水的时候给它浇水；当无人驾驶的出租车躲开拥堵路段把自己送到家门口时，感应到身上的手表后家门自动打开，推门而入迎面而来的是根据环境监测数据自动调节后春天般的温暖和清新的空气。以上只是万物互联时代的一个缩影，而将这一切联接起来，实现如此美好生活的幕后功臣就是看不到摸不着的无线电波。作为万物互联最重要的联接媒介，无线电波就是万物互联时代城市空间的另一种空气，既像空气一样无处不在，又像空气一般不可或缺，城市电磁环境将变得前所未有的复杂，为无线电监测工作带来极大的挑战。

1 万物互联时代无线电监测环境特点

万物互联（IoE：Internet of Everything）从字面理解是将所有的一切都通过网络联接起来，形成区别于现有互联网的“万物互联网”。万物互联包括人与人之间的互联、人与物之间的互联以及物与物之间的互联三重内涵。其中人与物以及物与物之间的互联是万物互联区别于现有网络的主要特征。

无线连接技术是万物互联关键要素之一，对于无线电监测来说，万物互联意味着所有的物体都成为了无线电传感器，都在无时无刻的辐射和接收电磁波，无线电监测环境具有不同于以往环境的独特性，主要包括以下三个方面。

一是万物互联时代无线电网络具有全覆盖、低功率的特点。万物互联将很多原本不是网络设备的物体接入互联网，极大的拓展了无线电传感器的覆盖范围，形成了囊括近、中、远距离的全距离覆盖。另外，作为无线网络的传感器节点，这些物体往往无法获取持续的能量供给，需要采用低功率发射，例如电表、天然气表等公共服务计量设备，大气、污染、噪声等环境监测设备，可穿戴设备，农用设备等。并且，万物互联时代大部分物物相联网络均部署于非授权频段，由于联网物体种类和数量的增多，有限区域内用频需求激增，将导致相互干扰的风险大大增加，同样需要无线电设备降低发射功率。

二是万物互联时代将产生海量无线电监测数据。十二五末，我国已建成固定监测站上千个，配有移动监测车千余辆、可搬移和便携式设备几千台，这些传统的无线电监测手段已经产生了大量的监测数据。万物互联时代，无线电设备的数量将呈指数级增长，预计2020年将达到千亿量级，随着配套无线电监测力量的增强，将会形成更为庞大的数据规模。除了规模以外，监测数据的种类也将极大的丰富，并且由于万物互联碎片化和个性化的需求，监测数据还将呈现出异构化的特点。

三是万物互联时代无线电安全形势将异常严峻。在信息网络向万物互联迈进的同时，新技术的应用也催生了无线电犯罪手段的升级。“伪基站”不断向小型化和移动化发展，产生了车载式、背包式、甚至利用手机APP的违法犯罪形式；车联网的兴起使得干扰汽车遥控器的犯罪形式可能升级为通过无线电技术远程劫持控制汽车，为个人和公共安全带来极大威胁。不断增多的联网物体将导致无线电犯罪的领域日益拓宽，频度日益提高，可能出现在任何时间、任何地点，并且由于犯罪设备的智能化和小型化，将呈现出移动性和隐蔽性强的特点，无线电安全形势异常严峻。

2 万物互联时代无线电监测发展趋势

我国无线电监测能力建设起步较晚，但经过持续不断的努力，已取得了长足的进步，建立了以大站制为主，固定与移动相结合的无线电监测网络，并且通过基于干扰申诉的信号分析和干扰查处手段，在无电波秩序维护方面取得了许多成绩。但是，仍无法适应万物互联时代无线电监测环境特点，需要从以下三个方面寻求新的发展。

一是全覆盖、低功率的无线网络特点要求无线电监测向网格化的发展。万物互联时代无线电设备向全覆盖和低功率发展，并且由于城市化进程的加速，无线电传播环境日益恶化，需要无线电监测能够达到更高的覆盖率和监测精度。现如今以大站制为主的监测模式已无法适应新型无线电设备的技术特点，因此需要监测的架构向网格化发展，通过密集部署微型站，有效的减弱传播环境影响、提升覆盖面积，并且通过近距离监测，提升低功率信号监测能力。

二是海量频谱数据的分析处理要求无线电监测向智能化的发展。为了满足万物互联时代海量无线电监测数据的处理需求，仅仅提高针对海量数据的处理速度是不够的，因为除了数据规模大以外，监测获取的海量频谱数据还具有种类多和异构化的特点，要求无线电监测向智能化发展，能够进行多源异构频谱数据的智能化分析处理。并且，海量频谱数据应不仅局限于为无线电管理服务，应该提高智能化处理水平，深度挖掘数据价值，面向多行业多领域应用，实现信息增值，更好的服务于经济社会发展。

三是万物互联时代下新型无线电犯罪活动的打击要求无线电监测向移动化发展。针对万物互联时代无线电犯罪活动区域广、频度高、隐蔽性和移动性强的特点，原有基于干扰申诉的触发式事后监测模式已无法满足需求，需要无线电监测向移动化发展：一方面，提高移动监测设备的小型化和平台适应性水平，能够适应加装多类型移动平台；另一方面，广泛部署移动化监测设备，实现无线电犯罪活动的常态化预警和实时响应，满足新形势下打击无线电犯罪活动的要求。

3 万物互联时代我国无线电监测发展思考

近年来，随着RFID、低功耗传感器、云计算等技术的发展，智能家居、智能电网、智能物流、车联网等新型行业领域不断涌现，万物互联初具雏形。但是，目前的万物互联还只是局部，行业领域和地理区域发展不均衡，相关关键技术领域尚存在技术瓶颈没有突破。国家十三五规划纲要明确提出“推进信息网络技术广泛运用，形成万物互联、人机交互、天地一体的网络空间”，作为国家层面的战略规划，万物互联相关技术和产业必将得到极大的发展，“万物互联”将不只是未来网络社会的一个蓝图。

按照科学规律，无线电监测的发展应该以实际需求为牵引，以问题为导向，虽然万物互联有着光明的前景，但目前仍处于自身发展的初级阶段，对于无线电监测方面的实际需求和存在问题也处于萌芽状态。由于无线电技术快速发展的独特性，万物互联时代无线电监测能力的建设应当适度超前，既针对当前问题，也适应未来趋势，从技术研究、顶层设计、能力建设、管理模式等四个方面体系化开展，以应对万物互联带来的挑战。

突破瓶颈，加强技术研究。技术创新是万物互联时代无线电监测的发展的驱动力，无线电监测能力的建设应针对万物互联对于无线电监测高覆盖、高精度、海量频谱监测数据处理、实时快速响应等方面需求，加强网格化、智能化、移动化方面技术研究，利用基础研究成果，催生原始技术创新，突破关键技术瓶颈，推动监测能力建设。

顶层设计，建立统一标准。网格化监测节点的互联需要统一的信息传输标准，海量监测数据的处理需要统一的数据结构标准，移动化的新型频谱监测设备需要统一的标准规范。统一的标准不仅是万物互联的关键，同样也是监测设备互联、组网和数据融合处理的前提。因此，无线电监测能力的建设应开展万物互联时代无线电监测体系架构顶层设计，建立从监测设备要求到信息传输格式的标准体系，支撑无线电监测能力形成。

分步实施，建设监测能力。无线电监测能力的建设应与万物互联的发展相匹配，由于无线电技术发展很快，无线电监测能力的建设不可能一步到位。无线电监测能力的建设应宏观分析无线电监测的发展趋势，明确最终目标图像，在实际建设过程中，紧盯万物互联无线电技术发展，以关键技术突破点划分节点，分阶段实施，大步跨越与小步快跑相结合，每一阶段内根据实际需求滚动发展，快速迭代更新。

适度放开，探索新型模式。目前我国无线电监测力量已无法满足网格化、智能化、移动化发展趋势下极速增长的监测需求，因此应一方面利用社会公共资源，加装无线电监测设备，在显著增加频谱监测设备数量的同时节约成本；另一方面探索新型监测业务模式，引入具有相关资质的第三方监测机构，实现对现有无线电监测体制的有益补充。同时，由于频谱资源的国家战略资源属性，对于无线电监测业务的放开要适度，除了加强监管以外，还要深度参与，实现共赢。

4 结论

在全球信息技术、科技创新和经济发展竞争白热化的新时期，无线电技术正加速应用于我国各个行业领域，面对“万物互联”的新形势，我国无线电监测体制和技术装备均相对落后，面临着无线电设备辐射特性、监测数据规模、无线电安全等方面的严峻挑战。因此，我国无线电监测能力的建设应顺应无线电监测网格化、智能化、移动化的发展趋势，加强顶层规划，精研关键技术，创新管理模式，为国家网络强国战略和制造强国战略的实施保驾护航。

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李博（1985—），内蒙古包头人，硕士，工程师，现工作于中国船舶工业系统工程研究院。