网格化无线电监测和管理探究

摘 要：随着经济的发展和城市化水平的提高，无线电监测和管理已经渗透到生活的各个领域。许多大城市对无线电设备的需求增加，各种新技术涌现使无线电的频谱环境变得复杂。如何有效的提升无线电的频谱环境，使无线电监测和管理更加规范化以及精细化，成为迫切解决的问题。本文主要探究传统无线电监测和管理中的缺点，分析无线电监测和管理中网格化运用的可行性。

关键词：网格化；无线电监测；无线电管理

1 前言

无线电监测和管理是国家开发、研究、使用卫星轨道实现无线电资源的合理运用。其目的是为了通过合理保护卫星轨道使无线电使用者能够实现正常工作而不会受到干扰。由于无线电通讯事业迅速发展，我国的无线电监控和管理设备也日趋完善，应用范围原来越广泛。现在无线电通讯被越来越多的人使用，导致无线电的管理工作变得十分困难，无线电监测的频谱环境也变得非常复杂、无线电波阴影和多径现象十分严重。无线电通讯技术从以往的大功能、大区域覆盖到现在的宽带微功率、微蜂窝发展，传统的“以点带面”的监测方式和粗放的管理模式已经越来越不能满足无线电技术的发展。再加上“信息孤岛”现象的出现，各个无线电监控系统之间不能很好的实现信息的交互以及数据的流通，很难形成具有全局化的信息，影响了自动化的进程和办公的效率。

国外一些先进的国家和地区使用无线电的经验已近百年，比如美国在1934年颁布的电信法，到如今已经修改了百余次；英国在1949年制定的《无线电报法》进行了几次比较大的修改；日本在1950年颁布的《电波法》也修订了将近50次，这些法律法规都明确的规定了无线电管理机构的任务和职责。而我们国家的无线电使用起步较晚，改革开放之前对无线电设备一直严管，很少有个人设置电台，无线电的管理也是由保密部门负责。所以我们国家无线电监测和管理的经验只有二十多年，不管是管理水平还是设施设备的完善和发达国家相比都存在着很大的差距。但是随着科学技术的发展，我过的无线電监测和管理也面临着很多机遇，我们应加快无线电监测和管理建设的步伐，创造出有自主知识产权的设备，填补无线电领域的空白，尽可能的缩小与发达国家之间的差距。

2 传统的无线电监测和管理面临的问题

传统的无线电装置一般将高山顶、高楼顶作为最高点，在最高点的位置建造或者购买所需面积的房子用来配备无线电监测装置和监控设备。建造对应高度的无线电铁塔，同时配备安全、通讯、电力等设备。在传统的无线电监测和管理站，往往选择高塔、高山、高楼等地。其装置对电磁的环境要求非常高，周围不能有影响无线电信号的设备存在，需要周围环境较开阔并且没有明显的障碍物。

第一、由于城市化进程的加快，高楼林立，传统的无线电监测装置已经不能覆盖所有区域，不是城市的制高点了。在信号传播的过程中，无线电信号经过无数次高楼的反射和折射，信号变得很弱，严重的影响了无线电监测的功能，有些无线电站点已经失去了原有的定位功能。

第二、无线电面临的频谱环境渐渐变得复杂，无线电频率已经从之前单一的信号频率变成大功率、大覆盖的微蜂窝和数字信号。无线数字集群、WLAN等技术进入了越来越多的家庭，总体出现了一种微功率、高速的发展趋势。如图2-1所示，不同颜色的圆圈代表着不同频率的覆盖范围，F是无线电监测总站的覆盖范围但是无法真实的统计A频的占有率。

第三、传统的无线电监测装置要求灵敏度很高，覆盖的范围也相应的比较大，对无线电监测的设备和技术要求都很高。另外，装置的体积大需要另外建造较大面积的房子，需要有专门的看守，运营费用、人工费都很高。目前，具有测定方向位置的无线电装置占总装置成本的70%，但是在实际运营中，测定方位的装置使用频率确实最低的。

为了解决现今无线电监测和管理方面面临的问题，我们引入了一个新的概念：网格化监控和管理。

3 网格化技术在无线电监测和管理中的应用分析

网格化无线电监控和传统的无线电监控最主要的不同是以各区域监控采集的数据为基础，通过网络传输将这些数据汇总传到总的控制中心，并且将这些数据进行技术性分析。

从理论上来讲，新型的网格化无线电监测系统放弃了原有的单一频率无线电信息监控，采用全球化的定位系统，从空间、时间、场强、频率多个维度来采集数据，通过各种模型和算法对数据进行分析，挖掘这些数据最大的潜能，并且能为网格化无线电管理作出一定的引导。新型的网格化无线电监控图如图3-1所示，在传统的监测基础上，划分不同的监测区域，A区频率使用较低，网格划分的密度就低；BC区频率使用较高，网格划分的密度就高。网格化无线电监测需要的传感器一般采用体积小的设备就可以，不需要额外的建造大面积的工作间。对于监测的灵敏度和覆盖范围的要求也降低了，不需要选择制高点，这都大大的降低了设备的成本。

网格化无线电管理作为一种新兴的技术，引起人们的普遍关注。无线电管理可以实现数据的整合，包括数据资源、通信资源、计算机资源，可以消除“信息孤岛”这一漏洞，方便用户的使用。以网格化作为基础并且结合无线电管理的经验，将网格化思想融入到无线电管理中去，做出针对无线电管理特点的改变。网格化无线电管理可以对现阶段存在的数据共享难、整合难的问题做出相应的对策。使系统的兼容性可扩展性加强，也方便了设备的维修。对无线电管理系统中所出现的问题提供解决方案，提高管理部门的工作效率。

4 网格化无线电监测和管理需要具有的技术

第一、网格化无线电监测节点的技术指标。频率精度：<=0.1ppm； 频率分辨率：<=10Hz； 频率范围：30MHz-3000MHz； 解调类型：AM、FM、PM、USB等； 三阶截取点：>=8dBm；等等

第二、网络化工作。小型的站点需要采用无线/有线多种数据传输的方式。在保障信息运输稳定性的前提下，尽量采用xDSL 、以太网、光纤等传输方式，这些传输方式可以取得更好的传输效果。

第三、系统天线方式。在网格化技术的基础上，每一个小型的监控传感器只需要负责本区域一小部分的监控任务。系统天线不需要侧向天线，只需要监测天线。如果监测设备设立在网格区域的边缘，尽可能的运用定向天线；如果监测设备设立在网格区域的中间位置，尽可能的运用全向天线。

第四、经济型。网格化无线电监测和管理研究的很大一部分原因是传统化的无线电监测耗费较大的人力物力和财力，网格化技术要设立很多的观测点，虽然每一个观测点的面积不大，但是仍然是一笔不小的费用。应该反复模拟，在满足监测的同时尽可能的减少观测点的设置，从而降低成本。

5 结束语

网格化无线电监测和管理作为一种新兴的技术，目前仍处于起步阶段，所以存在不足是在所难免的。我们应基于可行性、效率性、经济型考虑，对网格化技术做进一步改进，提高无线电监测和管理的效率。

参考文献

[1]频谱监测手册 . 2006， 国家无线电监测中心编译

[2]王芙蓉.网格化无线电监控和管理的分析和应用[D]. 浙江工业大学， 2012

作者简介

陈利军（1986-），男，安徽省池州人，本科，毕业于池州学院，助理工程师，研究方向：电子信息技术。