中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院 李 博

萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測發(fā)展趨勢思考

中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院 李 博

“萬物互聯(lián)”是列入國家十三五規(guī)劃的信息基礎(chǔ)設(shè)施重要發(fā)展目標(biāo)，本文分析了萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測環(huán)境在無線電傳感器、無線電監(jiān)測數(shù)據(jù)、無線電安全等方面的特點，并面向其對于無線電監(jiān)測的需求，對萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測在網(wǎng)格化、智能化、移動化三個方面的發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討，最后結(jié)合我國無線電監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀，提出了我國無線電監(jiān)測能力建設(shè)的對策建議。

萬物互聯(lián)；無線電監(jiān)測；網(wǎng)格化；智能化；移動化

0 引言

隨時隨地掏出手機(jī)，發(fā)個朋友圈，看著身處各地的朋友紛紛點贊，發(fā)現(xiàn)其中一個朋友已好久沒有聯(lián)系，發(fā)個視頻邀請，面對面聊聊近況，這個場景在當(dāng)今時代早已司空見慣。不久的將來，互聯(lián)的兩端將不僅是人，出差回家的路上給廚房的咖啡壺發(fā)條信息，讓它把咖啡煮好；順便打開一個手機(jī)APP，看看家里綠植旁邊的水壺有沒有在它缺水的時候給它澆水；當(dāng)無人駕駛的出租車躲開擁堵路段把自己送到家門口時，感應(yīng)到身上的手表后家門自動打開，推門而入迎面而來的是根據(jù)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)自動調(diào)節(jié)后春天般的溫暖和清新的空氣。以上只是萬物互聯(lián)時代的一個縮影，而將這一切聯(lián)接起來，實現(xiàn)如此美好生活的幕后功臣就是看不到摸不著的無線電波。作為萬物互聯(lián)最重要的聯(lián)接媒介，無線電波就是萬物互聯(lián)時代城市空間的另一種空氣，既像空氣一樣無處不在，又像空氣一般不可或缺，城市電磁環(huán)境將變得前所未有的復(fù)雜，為無線電監(jiān)測工作帶來極大的挑戰(zhàn)。

1 萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測環(huán)境特點

萬物互聯(lián)（IoE：Internet of Everything）從字面理解是將所有的一切都通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，形成區(qū)別于現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的“萬物互聯(lián)網(wǎng)”。萬物互聯(lián)包括人與人之間的互聯(lián)、人與物之間的互聯(lián)以及物與物之間的互聯(lián)三重內(nèi)涵。其中人與物以及物與物之間的互聯(lián)是萬物互聯(lián)區(qū)別于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的主要特征。

無線連接技術(shù)是萬物互聯(lián)關(guān)鍵要素之一，對于無線電監(jiān)測來說，萬物互聯(lián)意味著所有的物體都成為了無線電傳感器，都在無時無刻的輻射和接收電磁波，無線電監(jiān)測環(huán)境具有不同于以往環(huán)境的獨特性，主要包括以下三個方面。

一是萬物互聯(lián)時代無線電網(wǎng)絡(luò)具有全覆蓋、低功率的特點。萬物互聯(lián)將很多原本不是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物體接入互聯(lián)網(wǎng)，極大的拓展了無線電傳感器的覆蓋范圍，形成了囊括近、中、遠(yuǎn)距離的全距離覆蓋。另外，作為無線網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點，這些物體往往無法獲取持續(xù)的能量供給，需要采用低功率發(fā)射，例如電表、天然氣表等公共服務(wù)計量設(shè)備，大氣、污染、噪聲等環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，可穿戴設(shè)備，農(nóng)用設(shè)備等。并且，萬物互聯(lián)時代大部分物物相聯(lián)網(wǎng)絡(luò)均部署于非授權(quán)頻段，由于聯(lián)網(wǎng)物體種類和數(shù)量的增多，有限區(qū)域內(nèi)用頻需求激增，將導(dǎo)致相互干擾的風(fēng)險大大增加，同樣需要無線電設(shè)備降低發(fā)射功率。

二是萬物互聯(lián)時代將產(chǎn)生海量無線電監(jiān)測數(shù)據(jù)。十二五末，我國已建成固定監(jiān)測站上千個，配有移動監(jiān)測車千余輛、可搬移和便攜式設(shè)備幾千臺，這些傳統(tǒng)的無線電監(jiān)測手段已經(jīng)產(chǎn)生了大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)。萬物互聯(lián)時代，無線電設(shè)備的數(shù)量將呈指數(shù)級增長，預(yù)計2020年將達(dá)到千億量級，隨著配套無線電監(jiān)測力量的增強(qiáng)，將會形成更為龐大的數(shù)據(jù)規(guī)模。除了規(guī)模以外，監(jiān)測數(shù)據(jù)的種類也將極大的豐富，并且由于萬物互聯(lián)碎片化和個性化的需求，監(jiān)測數(shù)據(jù)還將呈現(xiàn)出異構(gòu)化的特點。

三是萬物互聯(lián)時代無線電安全形勢將異常嚴(yán)峻。在信息網(wǎng)絡(luò)向萬物互聯(lián)邁進(jìn)的同時，新技術(shù)的應(yīng)用也催生了無線電犯罪手段的升級?！皞位尽辈粩嘞蛐⌒突鸵苿踊l(fā)展，產(chǎn)生了車載式、背包式、甚至利用手機(jī)APP的違法犯罪形式；車聯(lián)網(wǎng)的興起使得干擾汽車遙控器的犯罪形式可能升級為通過無線電技術(shù)遠(yuǎn)程劫持控制汽車，為個人和公共安全帶來極大威脅。不斷增多的聯(lián)網(wǎng)物體將導(dǎo)致無線電犯罪的領(lǐng)域日益拓寬，頻度日益提高，可能出現(xiàn)在任何時間、任何地點，并且由于犯罪設(shè)備的智能化和小型化，將呈現(xiàn)出移動性和隱蔽性強(qiáng)的特點，無線電安全形勢異常嚴(yán)峻。

2 萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測發(fā)展趨勢

我國無線電監(jiān)測能力建設(shè)起步較晚，但經(jīng)過持續(xù)不斷的努力，已取得了長足的進(jìn)步，建立了以大站制為主，固定與移動相結(jié)合的無線電監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，并且通過基于干擾申訴的信號分析和干擾查處手段，在無電波秩序維護(hù)方面取得了許多成績。但是，仍無法適應(yīng)萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測環(huán)境特點，需要從以下三個方面尋求新的發(fā)展。

一是全覆蓋、低功率的無線網(wǎng)絡(luò)特點要求無線電監(jiān)測向網(wǎng)格化的發(fā)展。萬物互聯(lián)時代無線電設(shè)備向全覆蓋和低功率發(fā)展，并且由于城市化進(jìn)程的加速，無線電傳播環(huán)境日益惡化，需要無線電監(jiān)測能夠達(dá)到更高的覆蓋率和監(jiān)測精度。現(xiàn)如今以大站制為主的監(jiān)測模式已無法適應(yīng)新型無線電設(shè)備的技術(shù)特點，因此需要監(jiān)測的架構(gòu)向網(wǎng)格化發(fā)展，通過密集部署微型站，有效的減弱傳播環(huán)境影響、提升覆蓋面積，并且通過近距離監(jiān)測，提升低功率信號監(jiān)測能力。

二是海量頻譜數(shù)據(jù)的分析處理要求無線電監(jiān)測向智能化的發(fā)展。為了滿足萬物互聯(lián)時代海量無線電監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理需求，僅僅提高針對海量數(shù)據(jù)的處理速度是不夠的，因為除了數(shù)據(jù)規(guī)模大以外，監(jiān)測獲取的海量頻譜數(shù)據(jù)還具有種類多和異構(gòu)化的特點，要求無線電監(jiān)測向智能化發(fā)展，能夠進(jìn)行多源異構(gòu)頻譜數(shù)據(jù)的智能化分析處理。并且，海量頻譜數(shù)據(jù)應(yīng)不僅局限于為無線電管理服務(wù)，應(yīng)該提高智能化處理水平，深度挖掘數(shù)據(jù)價值，面向多行業(yè)多領(lǐng)域應(yīng)用，實現(xiàn)信息增值，更好的服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。

三是萬物互聯(lián)時代下新型無線電犯罪活動的打擊要求無線電監(jiān)測向移動化發(fā)展。針對萬物互聯(lián)時代無線電犯罪活動區(qū)域廣、頻度高、隱蔽性和移動性強(qiáng)的特點，原有基于干擾申訴的觸發(fā)式事后監(jiān)測模式已無法滿足需求，需要無線電監(jiān)測向移動化發(fā)展：一方面，提高移動監(jiān)測設(shè)備的小型化和平臺適應(yīng)性水平，能夠適應(yīng)加裝多類型移動平臺；另一方面，廣泛部署移動化監(jiān)測設(shè)備，實現(xiàn)無線電犯罪活動的常態(tài)化預(yù)警和實時響應(yīng)，滿足新形勢下打擊無線電犯罪活動的要求。

3 萬物互聯(lián)時代我國無線電監(jiān)測發(fā)展思考

近年來，隨著RFID、低功耗傳感器、云計算等技術(shù)的發(fā)展，智能家居、智能電網(wǎng)、智能物流、車聯(lián)網(wǎng)等新型行業(yè)領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)，萬物互聯(lián)初具雛形。但是，目前的萬物互聯(lián)還只是局部，行業(yè)領(lǐng)域和地理區(qū)域發(fā)展不均衡，相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域尚存在技術(shù)瓶頸沒有突破。國家十三五規(guī)劃綱要明確提出“推進(jìn)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛運用，形成萬物互聯(lián)、人機(jī)交互、天地一體的網(wǎng)絡(luò)空間”，作為國家層面的戰(zhàn)略規(guī)劃，萬物互聯(lián)相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)必將得到極大的發(fā)展，“萬物互聯(lián)”將不只是未來網(wǎng)絡(luò)社會的一個藍(lán)圖。

按照科學(xué)規(guī)律，無線電監(jiān)測的發(fā)展應(yīng)該以實際需求為牽引，以問題為導(dǎo)向，雖然萬物互聯(lián)有著光明的前景，但目前仍處于自身發(fā)展的初級階段，對于無線電監(jiān)測方面的實際需求和存在問題也處于萌芽狀態(tài)。由于無線電技術(shù)快速發(fā)展的獨特性，萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測能力的建設(shè)應(yīng)當(dāng)適度超前，既針對當(dāng)前問題，也適應(yīng)未來趨勢，從技術(shù)研究、頂層設(shè)計、能力建設(shè)、管理模式等四個方面體系化開展，以應(yīng)對萬物互聯(lián)帶來的挑戰(zhàn)。

突破瓶頸，加強(qiáng)技術(shù)研究。技術(shù)創(chuàng)新是萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測的發(fā)展的驅(qū)動力，無線電監(jiān)測能力的建設(shè)應(yīng)針對萬物互聯(lián)對于無線電監(jiān)測高覆蓋、高精度、海量頻譜監(jiān)測數(shù)據(jù)處理、實時快速響應(yīng)等方面需求，加強(qiáng)網(wǎng)格化、智能化、移動化方面技術(shù)研究，利用基礎(chǔ)研究成果，催生原始技術(shù)創(chuàng)新，突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，推動監(jiān)測能力建設(shè)。

頂層設(shè)計，建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。網(wǎng)格化監(jiān)測節(jié)點的互聯(lián)需要統(tǒng)一的信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)，海量監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理需要統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，移動化的新型頻譜監(jiān)測設(shè)備需要統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)不僅是萬物互聯(lián)的關(guān)鍵，同樣也是監(jiān)測設(shè)備互聯(lián)、組網(wǎng)和數(shù)據(jù)融合處理的前提。因此，無線電監(jiān)測能力的建設(shè)應(yīng)開展萬物互聯(lián)時代無線電監(jiān)測體系架構(gòu)頂層設(shè)計，建立從監(jiān)測設(shè)備要求到信息傳輸格式的標(biāo)準(zhǔn)體系，支撐無線電監(jiān)測能力形成。

分步實施，建設(shè)監(jiān)測能力。無線電監(jiān)測能力的建設(shè)應(yīng)與萬物互聯(lián)的發(fā)展相匹配，由于無線電技術(shù)發(fā)展很快，無線電監(jiān)測能力的建設(shè)不可能一步到位。無線電監(jiān)測能力的建設(shè)應(yīng)宏觀分析無線電監(jiān)測的發(fā)展趨勢，明確最終目標(biāo)圖像，在實際建設(shè)過程中，緊盯萬物互聯(lián)無線電技術(shù)發(fā)展，以關(guān)鍵技術(shù)突破點劃分節(jié)點，分階段實施，大步跨越與小步快跑相結(jié)合，每一階段內(nèi)根據(jù)實際需求滾動發(fā)展，快速迭代更新。

適度放開，探索新型模式。目前我國無線電監(jiān)測力量已無法滿足網(wǎng)格化、智能化、移動化發(fā)展趨勢下極速增長的監(jiān)測需求，因此應(yīng)一方面利用社會公共資源，加裝無線電監(jiān)測設(shè)備，在顯著增加頻譜監(jiān)測設(shè)備數(shù)量的同時節(jié)約成本；另一方面探索新型監(jiān)測業(yè)務(wù)模式，引入具有相關(guān)資質(zhì)的第三方監(jiān)測機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)對現(xiàn)有無線電監(jiān)測體制的有益補(bǔ)充。同時，由于頻譜資源的國家戰(zhàn)略資源屬性，對于無線電監(jiān)測業(yè)務(wù)的放開要適度，除了加強(qiáng)監(jiān)管以外，還要深度參與，實現(xiàn)共贏。

4 結(jié)論

在全球信息技術(shù)、科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展競爭白熱化的新時期，無線電技術(shù)正加速應(yīng)用于我國各個行業(yè)領(lǐng)域，面對“萬物互聯(lián)”的新形勢，我國無線電監(jiān)測體制和技術(shù)裝備均相對落后，面臨著無線電設(shè)備輻射特性、監(jiān)測數(shù)據(jù)規(guī)模、無線電安全等方面的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，我國無線電監(jiān)測能力的建設(shè)應(yīng)順應(yīng)無線電監(jiān)測網(wǎng)格化、智能化、移動化的發(fā)展趨勢，加強(qiáng)頂層規(guī)劃，精研關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新管理模式，為國家網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略和制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的實施保駕護(hù)航。

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李博（1985—），內(nèi)蒙古包頭人，碩士，工程師，現(xiàn)工作于中國船舶工業(yè)系統(tǒng)工程研究院。