浅谈无线电监管技术设施标准化工作现状

2018-06-11刘新浩陈国成

数字通信世界 2018年5期

刘新浩，赵越，陈国成

（国家无线电监测中心检测中心，北京 100041）

1 引言

无线电频谱是国家的战略性稀缺资源。近年来，随着“中国制造2025”、“互联网+”加快实施，下一代移动通信、物联网、车联网、工业控制系统等新技术新业态快速发展，无线电技术应用日益广泛，经济社会对无线电频率的需求不断增加，频谱资源日益紧张，电磁环境日趋复杂，对无线电管理工作提出了更高的要求。无线电监管技术设施作为无线电管理工作主要的技术工具，在无线电管理工作中发挥了巨大作用。

《国家无线电管理规划（2016-2020年）》（以下简称“十三五规划”）中明确指出：“强化无线电监测、信息化和设备检测等技术手段，提升智能水平，为维护空中电波秩序提供技术保障”和“加强无线电管理标准规范建设，充分发挥标准规范对无线电管理工作的规范性引领作用，进一步强化无线电管理基础研究，支撑无线电管理事业发展”是“十三五”期间的两项主要任务。因此，加强无线电监管标准规范建设，梳理和完善无线电监管技术设施标准体系对“十三五”及以后的设施建设有十分重要的意义。加强无线电监管技术设施标准化工作是实现科学管理提高工程质量的可靠手段，是推进频谱资源合理利用的有效途径，是推广新技术和新成果的桥梁，是促进行业健康发展、维护无线电安全的有力保证。

2 无线电管理技术设施建设总体情况

我国从“九五”至“十二五”期间，投入了大量资金用于无线电管理技术设施建设，设施建设力度有目共睹、成效显著。截止“十二五”末，我国逐步建成、升级、完善了31个省（区、市）联网运行的全国无线电管理信息网，实现信息共享和实时查询；建成短波监测网和卫星监测网，实现了C/Ku频段静止轨道卫星东经10度至东经180度的监测覆盖；建成覆盖全国63%县级以上城市的VHF/UHF固定监测站2522个，配有移动监测车1106辆、可搬移和便携式设备6731台（套），形成了固定与移动相结合的无线电监测网络，基本满足重要区域20-3000MHz 频段的监测需要；部分省（区、市）无线电管理机构建成较为完善的无线电设备检测实验室，基本具备了对在用无线电设备发射特性检测的能力[1]。

这些无线电管理技术设施在重大活动、重要地域、重要时期、重要业务、重要频段的无线电安全保障以及无线电干扰查处、日常无线电监测和维护电波秩序工作中发挥了重要的作用，为经济社会发展和国防建设提供了良好的支撑。

3 无线电监管技术设施标准化工作现状和面临的形势

3.1 无线电管理技术设施标准化工作现状

近年来，我国无线电管理机构加强了无线电管理技术标准化工作。目前已发布和实施的无线电领域标准98项，正在研究起草的标准59项，其他规范性文件49项。这些标准、规范基本覆盖无线电频谱工程、监测、检测和信息化等业务领域，有效保障了无线电管理的各项工作。

在开展标准研究的同时，无线电管理机构也在逐步探索适合无线电管理工作的标准体系，2016年中国无线电协会发布的《无线电管理技术标准化工作发展研究报告》中给出了无线电管理技术标准体系框架，如图1所示。2017年《无线电领域标准体系建设指南》中又从无线电领域出发建立了一个完善的无线电领域标准体系，并在其中规划了无线电管理技术设施标准，如图2[2]和图3[3]所示。

图1 无线电管理技术标准体系

图2 无线电领域标准体系

图3 无线电管理技术设施标准领域

通过对相继研制的标准体系和现行标准的分析，可以发现当前无线电管理技术标准化工作，以无线电管理规范、无线电监测、无线电设备检测、专业无线电和频谱工程等领域为主，关注重点是设施设备，对于无线电管理技术设施的建设标准在标准体系中仍有待完善。

3.2 无线电监管技术设施发展趋势

近年来，芯片技术、大数据、云计算以及人工智能技术高速发展，这些技术也正在逐渐应用到无线电管理工作。以空间谱、TDOA、升空平台和信息一体化等技术为代表的新型电管理技术设施投入使用，展示了无线电监管技术设施呈多样化快速发展的态势。

3.2.1 新技术广泛应用

空间谱估计是阵列信号处理的一个重要研究方向，是在空域滤波、时域谱估计的基础上发展起来的一门学科与技术，其优异的参数估计性能、广阔的应用前景引起了人们极大的兴趣。目前，空间谱估计理论与技术已日趋成熟，应用领域日益扩大，新理论、新方法不断涌现，空间谱估计侧重于研究空间多传感器阵列所构成的处理系统对感兴趣的空间信号的多种参数进行准确的估计的能力，主要目的就是估计信号的空域参数或信源位置。基于空间谱估计的多通道无线电监测测向系统是空间谱估计技术在无线电监管技术设施中的主要应用之一，该系统在国家无线电监测中心乌鲁木齐站的大型天线阵的空间谱估计短波监测测向系统一期工程、昌吉北部荒漠区的空间谱估计短波监测测向系统一期监理工程以及宁夏、河北等国家或省（区、市）无线电保障和监测工作中投入使用，发挥了显著的作用。

TDOA定位是一种利用无线电信号到达时间差进行定位的方法，该定位技术可应用于各种移动通信系统。随着无线电监管技术设施的小型化，微型化，基于TDOA的无线电信号定位系统在城市网格化无线电监测系统中得到的大量应用，其区别于传统监测测向设备对区域内信号进行监测和交汇定位的优势，在于其体积小，降低了选址难度和安装成本。TDOA的无线电信号定位系统在上海、天津、长春、成都等多个城市进行大范围的试验网建设。

“十三五规划”的专栏3指出：“按需升级改造监测测向系统，使其具备多通道并行监测能力、同频信号分离及测向能力、跳频/扩频信号监测能力等”，标志着基于空间谱估计等新技术的无线电监管技术设施已经得到无线电管理机构的认可，新技术的应用将在未来无线电管理工作中发挥重要作用。

3.2.2 承载平台不断拓展

随着无人机等技术的井喷式发展和公共基础的日渐完善，利用升空平台、水上平台和社会资源进一步提高无线电监测能力亦成为“十三五”期间一项专题工作。“十三五规划”的专栏3提出：“根据实际需要探索利用升空气球、无人机、直升机、船舶等载体，配备监测设备，开展空中和水上无线电监测。” 和“探索利用公共交通等社会资源作为载体开展监测能力建设，多渠道采集监测数据，作为现有监测手段的有效补充，进一步提高监测覆盖能力。”

当前，无人机等升空平台已经成为一项热门话题，从最初的技术便利到当下的管理困难，跨部门的交叉管理一直是亟待解决的难点，利用升空平台进行无线电监测也需在符合国家有关法律的前提下开展，如何引导无线电监管技术设施生产企业的研发方向，既为无线电监管设施提供新的承载平台，又符合国家法律法规是标准工作的一项重点任务。此外，利用公共交通和渔业等既有平台进行无线电监测，既可降低固定、移动监测设施基础建设和车辆改装的资金投入，又可拓展无线电监测覆盖范围。但相应技术尚待论证，必须以标准引导技术的发展，发挥其前沿性和普遍适用性。

3.2.3 信息化程度不断提升

随着无线电监测网覆盖范围的提升，对网络的要求不再是单一的数据传输，“十二五”期间，国家无线电监测中心提出了统一模型、整体架构的一体化建设思路，以整合无线电监测网各个节点、将其由网络化向信息化转变。这一整体架构综合考虑了对频率、台站、监测、检测、综合管理、重大保障等全业务的支撑，还包括对决策层、管理层、操作层三层的支撑，以及对国家-省-地市三级的支撑，一体化工程从信息系统的角度出发涵盖了无线电全业务管理建设的广度和深度。“十三五规划”将提升监测网络智能水平作为一项重点工作，在强调开展智能监测网相关标准规范的研究制定的前提下，指出基于标准规范，推进智能化监测网建设，提升不明无线电信号的主动发现能力。继续完善各级无线电管理指挥中心、一体化平台建设，积极推进信息系统升级。

当前，无线电管理一体化平台在试验阶段已经以规范性技术文件的形式发布了一系列技术要求，随着短波监测测向一体化平台的成功运行和“十三五规划”的逐步落实，未来超短波无线电监测管理一体化服务和无线电管理一体化平台将向全国推广，相关规范性文件需要向国家标准、行业标准和团体标准进行转化。

3.2.4 无线电设备检测范围逐渐扩大

在无线电设备检测方面，随着技术的发展，新型无线电设备不断涌现，检测技术和检测设施不断面临新的挑战，从传统的射频测试、电磁兼容测试到新兴的OTA测试和在用设备检测。为满足无线电设备的事前、事中和事后监管，“十三五规划”提出国家和地方分工协作，在标准制定、体系架构和任务实施等方面，分层次加强无线电发射设备检测能力建设，构建完备的无线电发射设备检测体系。根据业务需要和职责分工，结合无线电发射设备管理的改革，配置相应等级、功能完善的检测仪器仪表，适应在用设备的监督检查、无线电发射设备事中事后管理、干扰源技术鉴定的需要。完善移动检测能力，加强检测系统的联网和数据共享。这对无线电设备频谱特征检测实验室提出了新的要求。

此外，无线电监管技术设施的测试验证工作逐渐受到无线电管理机构重视，提升无线电监测设施测量的准确性，以科学、客观和准确的技术手段为依托，进一步加强无线电监管技术设施在系统选型、建设验收、日常使用等全生命周期内的测试验证工作，是无线电设备检测的一个新兴领域。研究无线电监管技术设施测试验证技术，保障无线电监测数据和监测报告的准确性，为无线电管理工作提供有效可靠的技术支撑，为行政执法工作提供有力证据，是无线电设备检测实验室的一项重点工作。

3.3 无线电监管技术设施标准存在的问题

伴随着无线电监管技术设施高速建设，由于新技术应用，产品定制化生产等问题，在设施的性能和功能评估方面没有跟上建设的速度，一些问题逐渐浮现：

（1）缺乏产品标准，器件设备一致性差。由于技术标准和建设需求的不统一，各地无线电管理机构在建设无线电监管技术设施时，会根据工作需求对设施的技术参数和功能提出特殊要求，制造商也重点关注这些技术参数和功能的实现，容易忽略对设施整体性能的评估。部分设备受生产条件限制，导致射频器件性能较差，对设备基本性能和电磁兼容性造成不良影响。

（2）缺乏环境适应性标准，产品使用寿命有限。无线电监管技术设施的环境适应性标准多为引用电子电器产品标准，并未充分考虑电管理技术设施的工作要求。由于部分环境适应性指标和试验要求的缺失，致使无线电监管技术设施在交付到无线电管理机构后出现水土不服的现象。

（3）缺乏系统集成和软件信息系统技术规范，可靠性和安全性未经评测。无线电监测系统的基本组成包括监测接收机和天馈系统组成，集成商从不同的厂家采购监测接收机和天馈系统后，依据信息系统集成标准开展集成工作，这些标准未考虑无线电监管技术设施的特殊性，如电磁屏蔽效果是否达到工作要求等。另外，在此硬件平台上再开发的软件系统只经过开发方测试就交付用户，很少委托第三方进行全面的评测，除功能性满足用户需求外，在易用性、可靠性、效率和安全性等方面不尽如人意。与此同时，国内厂家为保护核心技术，很少公开编程指令集，致使无线电管理机构不得不通过一体化平台等手段将各家设备进行整合。

4 无线电监管技术设施标准工作建议

4.1 完善无线电监管技术设施建设标准体系分支

当前无线电监管技术设施主要包括无线电监测网、无线电管理信息系统和无线电设备检测实验室，相关标准体系建设应围绕这三方面展开。此外，考虑到军民融合、军民共用进程的不断深入，无线电监管技术设施测试验证工作的正式开展，超前做好相关设施建设的规划和标准预研是十分有必要的。因此建议无线电监管技术设施建设标准体系以无线电监测网、无线电管理信息系统和无线电设备检测实验室为基础，额外考虑特殊应用需要，做好设施建设过程中的技术保障工作，打造一个覆盖无线电监管技术设施建设和维护的标准体系。

在确立标准体系分支结构后，将现行标准梳理归类，确定无线电监管技术设施建设急需的标准，加快立项起草工作。开展标准体系的推广工作，让无线电管机构和设备制造企加深对标准体系的认识。

4.2 提高标准化意识推动行业团体标准化工作

建议加大标准化工作支持力度，提高产业扶持力度，以国内技术领先的企业为标准先行试点，以团体标准先发的形式，在运作成熟之后，转成行业标准或者国家标准，充分激发企业的标准化积极性。同时，鼓励具备相应能力的学会、协会、商会、联合会等社会组织和产业技术联盟协调相关市场主体共同制定满足市场和创新需要的标准，利用无线电协会等现有平台，充分发挥其作用，以市场自主选择的形式，供市场自愿选用，增加标准的有效供给。支持专利融入团体标准，推动技术进步。激活社会组织、产业技术联盟和企业的活力，提升其主动参与标准起草的意愿，提供必要的支持，鼓励其参与国际标准化活动。