摘要: 从无线电监测的工作实际出发,在现有的无线电监测测向系统的基础上,提出了以任务管理为核心的无线电监测数据的管理和应用的构想。同时对无线电监测数据的采集、统计、分析、以及监测数据库的建立和利用提出了一些肤浅的看法。抛砖引玉。
一、 现状、重要性
目前我们的监测工作包括重点频率保护、不明信号查找、预指配频率监测、定点监测、干扰查找、背景场强测试及特殊监测任务等等,工作内容很多,任务很复杂,所有这些内容和任务归纳起来就是——在不同的时间、不同的地方、对不同的频率或频段进行监测。我们的监测测向系统基本上能满足这些任务的完成并形成报告。
随着无线通信技术的应用和发展,无线电磁环境也日益复杂。把日常工作中采集的监测数据进行科学管理并加以合理利用,显得日益重要。通过对各项监测任务采集到的监测数据经过统计、分析处理,合理利用存储到相应的数据库里,逐渐积累起来,从而了解和掌握各种无线电业务对电磁环境的影响,了解我们所处的电磁环境,更好地进行无线电波的监管,同时为无线电行政管理提供技术依据。
二、 完善无线电监测测向系统数据管理和应用的思路
图2
提
供
数
据
……
图1 数据应用
(一) 数据管理的框架(见图1)
目前的监测测向系统已具有了数据的采集和简单的分析处理功能。但由于没有形成监测数据库,因此,监测数据无法再利用。我们有很多监测任务,完成后,把监测到的数据进行整理,形成监测报告上报或存档就结束了任务。这次任务监测到的数据就完成了它们的使命,虽然也对一部分数据进行了保存,但不知道数据存在哪里,很难再次利用。因此虽有作为数据管理,所有监测数据和文档的保存都都必须知道保存的路径。
(二) 建立中间临时数据库
由于监测实时数据量很大,不可能长时间进行保留。因此,实时数据只能作为中间数据临时性保留。
中间数据的保存,可以根据系统容量来制定中间数据的最长保存时间。
中间监测数据也应该可选择路径予以保存。如移动站监测时,不一定需要与服务器联网,可脱网监测。所测的实时数据可选择性的保存在移动存储设备,事后再导入数据库进行数据处理。一旦数据处理结束,中间数据就会被删除。
(三) 建立以任务管理为中心的监测系统平台。
所有监测工作都从建立任务开始。(见图2)通过使用移动车和固定站,或便携式设备的监测,形式监测数据和测量报告。在每个任务的执行过程中,完成对监测数据的采集和积累的过程。每个任务通过对该任务的所有监测数据的分析,最终要形成任务报告书和附件,作为监测档案予以保存。
(1)任务报告书。每个任务最终要形成任务报告书,这个任务报告书不是把通过几个测量方案形成的几个测量报告简单地叠加,而是要形成可递交的、经过数字分析的、有参考价值的、有明确结论的,真正意义上的报告。
(2)附件:附件包含录音文件、测量报告及历史数据分析等几个部分。
①录音文件。必须使用如wav通用声音格式存储,并能单独复制出来。有时候有些任务必须为行政执法提供证据。比如查到违法信号时,这个录音就可以作为行政处罚的依据。
②测量报告。任务报告书时有这些测量报告汇总后分析而形成的。因此是任务报告书的基础和依据,是必不可少的附件(当然,它也不是简单的生成就行了,也要经过分析处理。否则直接查监测数据库了)。
③历史数据分析。从以往监测数据中的统计分析结果。有时候有了当时的监测数据,还要把以前的数据调出来分析,形成报告。
(四) 建立相应的监测数据库和特征档案。
建立监测数据库是一项长期而艰巨的任务。如果把建数据作为一项任务来做,实现起来比较困难。建数据库是一个动态的过程,是一个不断完善、不断充实、不断更新的一个过程。结合每个任务的执行过程,实现对监测数据的采集和积累,经过分析和处理,不断充实和完善监测数据库,会起到事半功倍的效果。我认为如果有了一定的数据积累后,类似预指配频率监测等任务就不再需要了,代之为监测数据库的更新维护等任务。根据不同监测任务,我们可以把监测数据库分为几个模块或者分成几个数据库来进行存储、管理和应用。主要分为:信号特征数据模块、信号模型数据库、频段监测数据模块、场强数据模块等。
1、信号特征数据模块:我也没想好改叫频率特征数据还是叫信号特征数据。因为有可能同频复用的情况,一个站可能收到两个合法信号。为重点频率保护、不明信号查处、信号的监督检查等工作,提供参考依据。我觉得有几个环节比较重要:
(1) 监测地点,因为所有一切的测量数据都因监测地点的不同而不同。因此信号的比对要在同一监测点,相同条件下才能进行。
(2) 阶段性。信号特征数据的建立并不是一劳永逸的,要随着不同时期而更新。每个频道在不同的时期,可能会是不同的使用单位,不同的台站发出的信号不可能参数一样,因此每个信道特征数据库要考虑到历史数据和在用数据。一般来说,一个台站刚刚设立以后,都有测试验收,当验收合格时,应该同时定点进行监测,建立该台站使用频道的特征档案,同时把原有的特征数据打上“报废”标记。
(3) 参数设置:它的主要用途是作为一个模版,对已设台站的信号进行监督、发现不明信号。因此我认为参数的设置不需要太复杂。从实际应用出发。只需要把与地点相关联的信号方位、最大电平值、最小电平值、占用带宽、音频特性、占用度数据、调制方式、频谱特性等就行了。(为了对比方便,也为了减少数据存储量,对谱图可以按数据取样点进行取样存储,不再细述。)
应用:作为模版进行信号比对:当有信号时,占用带宽可以不超过10%(或一个百分数),接收电平不超过最高电平值10%。(或一个百分数)不低于最低电平值的10%。(或一个百分数)。超过这个范围,我们可以认为这是不明信号,或信号异常。
2、信号模型档案:随着无线应用领域的发展,越来越多的新技术、新设备不断出现,给不明信号查找和干扰查处带来了一定的困难。如果在此过程中建立信号模型档案。将通过信号监测发现的新型信号,或通过检测新型设备而获取的相关信息,及时将它的信号谱图、设备图片、音频特性、占用带宽、调制方式、寻址方式等信号特征加以保存,做成档案,作为模板保存下来。为今后的类似信号的识别提供方便,同时为监测人员提供了一个认知和提高的平台。
3、监测统计数据模块:在这个数据模块中,所有的监测数据时间、地点、频点、频段的占用度、最大最小值、平均值等数据进行存储,随时可以查到一定时间段或一定地域范围的监测数据。我们能以时间,或地点,或频段作为条件设置,按要求查询,并输出每个频点的最大值、最小值等显示,也能按要求将几次的监测数据合并后输出。比如预指配频率时,监测时,如果近期刚刚做过几次这一频段的扫描,那么把最近一段时间的监测数据找到对这一频段所有频点输出最大电平值,从中找出最小的最大电平值对应的频点就可以了。
4、场强(电平)数据模块。这个数据库最重要的参数是地点(经纬度、高度)。每个点的每个信道都有两个数据:背景场强和信号场强。(当然设备参数是必需的。)建立这个数据模块工作量很大,完成很困难。有可能有人觉得没意义,我的认为,平时背景场强测试,定点监测都在做,可以作为数据的积累。不积跬步,无以行千里。从长远看是很有意义的。可以了解所处电磁环境,可以了解整个地区磁环境的发展过程和规律。
(五) 加强对数据的处理和应用
1、上图可以看到监测系统数据处理就简单地进行实时数据和统计数据保存,加强对数据的处理,就是对实时数据通过自动加手动的方式去伪存真,把有用的数据截获、统计后保存下来。
2、加强对数据的应用。我们通过建立了上述数据库,能够起到什么样的作用。统计、分析、查询和信号比对功能。
(1)、为行政管理提供技术数据。比如可以按照要求为频率管理、频率分析或其他软件提供所需的监测数据
(2)、查询:可以对所有的任务进行查询。还可以按照要求对某一频段、某一时间段、或某一区域的监测数据、某一频率信号特征、信号模型进行查询。为频率预指配、干扰查处、不明信号查找等工作提供分析数据和信号模型。提供所查区域的电磁环境、场强数据等。
(3)、统计:任务统计——按要求生成月报、季报、年报表等。
数据统计——生成数据库监测数据统计报表、数据库建设进度表和数据库数据更新表等,从而为任务的制定提供数据。
工作量统计——每个任务都有监测时间,通过统计出完成任务数、完成测量数、监测时间等,对工作进行考评,从而为工作量的考核量化提供了依据。
(4)、信号比对。通过对监测数据与信号特征数据进行比对来进行重点频率保护和发现不明信号和有害干扰。
(5)、数据分析。我觉得这一块可做的工作很多。可以就某一次监测进行分析,也可以按要求将几次或几十次的监测数据建立模板进行分析。然后获取我们所要的数据,完成我们的任务。
我拿不明信号的探查做一个例子。
我们现在发现不明信号,大多是通过频段扫描,设定一个判别门限,如果超过这个门限就认为有该频率上信号发射,在与频率台站数据库相比对,如果这个频率状态是未用,那么就判为不明信号。也就是说我们现在发现的不明信号基本是在未指配频率上的信号。
随着今后的发展,未用频率越来越少,事实上有很多非法设台都是在已用频率上。我们曾经发现过这样一个不明信号这个频率启东的一个单位在用,南通有个单位就在这个频率上非法设台了,而且我们固定站测到的信号很大。频段扫描监测没判断出来。好在我们黄工比较细心。发现了异样——启东的信号不应该这么大。通过进一步监测,然后发现了这个不明信号。
因此要通过分析在已指配的频率上发现不明信号。
首先选取同一个站点相同或不同时段的要监测频段的监测的最大电平值曲线D1、D2、D3、一直到Dn;(竖轴是电平,横轴是频率)
然后建一个模板。把D1、D2、D3、一直到Dn这些曲线合并,相对应的频点取最大值形成新的曲线B。曲线B就是模板。
再后把这次监测所得到的电平最大值曲线A和模板B相比较。A-B得到C曲线, C曲线一般小于0,如果有远大于0的,有可能该点对应的频率上有不明信号。再对该频点进一步监测,以确定是否不明信号。
同样的步骤可以对忙时占用度建立模板,以监测占用度数据与模板数据相减。如果有哪个频率上相见数值远大于0的,就可以认定该点对应的频率上有不明信号。
(六) 增强数据导入导出功能。
(1)移动车等数据导入、导出;
(2)导入导出功能不是整个库的导入导出,而是有条件的导入导出;
(3)导入导出数据格式要通用,比如:Exl、Word等。
三、 软件开发、数据库建设的模块化
每个软件的开发和使用都是随着形势的变化而不断完善和发展的。不可能一个软件或一个系统一次性把所有可能出现的问题都考虑到。因此,我认为,我们在考虑开发一个系统和数据库建设时尽量模块化、工序化。而且每个模块除了得到最终的使用软件、操作说明,还要合作开发公司提供编程说明、模块接口等开发文档。以利于今后系统的升级和开发利用。当然买商品软件就不存在这个问题了。怎么创新,创新就是在模块化、规范化、专业化的基础上每个人在他的工序上运作,有一天某个人发现了一种更有效的工作方法,把这个方法加上去,整个系统就是一个创新。
四、 意义
1、 为行政管理提供技术数据——技术前移。技术前移为预指频率提供依据。
2、 加强了后置监管,通过将监测到的信号与特征数据库比对,来核实所设台站是否以核定的参数工作。
3、 充分发挥了技术支撑的作用,为行政执法提供案源和证据。不明信号的发现和查找是为行政执法提供了案源;提供相应的监测数据和录音资料,为行政执法提供了有利的证据。《治安管理处罚法》28条
3、提高了工作效率。把以往监测数据存储利用起来;随时调用所需的时间段的监测数据,预指配频率监测有时候还要专程到县里去测试。如果定时到县里的一些点进行监测形成了数据库资料,就可以直接指配了。有些统计数据也可以直接获取了。
4、掌握了本地的电磁环境和频率质量使用状况;
5、通过长期的数据的积累,能了解整个地区磁环境的发展过程和规律,为今后的无线电通信发展、无线电规划及管理提供依据。
南通无管处 周敏