郭銳龍

摘 要：通過對虛擬現(xiàn)實技術的概念、特征以及相關技術進行介紹，再引入當前虛擬現(xiàn)實技術在各個領域以及無線電管理中的應用狀況，然后從基站/臺站規(guī)劃、無線電監(jiān)測、無線電分析、提高監(jiān)管者決策能力、設備研發(fā)及虛擬無線電對抗等方面，重點探討在基站/臺站規(guī)劃和無線電數(shù)據(jù)分析中的應用。

關鍵詞：虛擬現(xiàn)實 無線電 分析 監(jiān)管

1.引言

長期以來，無線電作為國家資源，其管理和監(jiān)管需要投入大量的人力、財力以及技術力量，不斷的探索和研究更加科學有效的管理機制、新理論和新方法。無線電的不可見性使得對其的管理和監(jiān)管難度更高，虛擬/增強現(xiàn)實技術的加入，將更加直觀和有效的展示無線電在空間的存在，也更加有利于無線電監(jiān)管機構對無線電的有效管理。本文探討的主要利用虛擬現(xiàn)實中的顯示技術將無線電在虛擬的世界中以“全息影像”的方式呈現(xiàn)在使用者面前。

2.虛擬現(xiàn)實技術

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR）是一項誕生不到30年，最近幾年迅猛發(fā)展的一門新技術，它利用軟硬件技術讓使用者進入一個模擬三維空間的虛擬世界中。從感官、聽覺、觸覺等方面使得使用者如同身臨其境一般，可以快速的、沒有時域和空域上的現(xiàn)實去觀察和研究三維空間中的事物。

3.VR系統(tǒng)的特性

VR系統(tǒng)是多種技術的綜合，對使用者的頭部、眼部、和四肢進行跟蹤，最大程度的方便用戶操作，減輕用戶的負擔，從而提高系統(tǒng)工作效率。在1993年的世界電子年會中，美國的科學家Burdea G和Philippe Coiffet提出了著名的“31理論”，即VR技術具有三個突出的特性：沉浸感、實時交互性和構想性。

沉浸感：作為VR技術的核心技術特性，是讓使用者感覺自己是計算機系統(tǒng)所創(chuàng)造的虛擬世界的一部分，包括視覺、聽覺、觸覺甚至味覺等的感受。如在基站/臺站規(guī)劃選址中，通過三維地理信息圖像庫，包括天氣背景、地形環(huán)境、交通狀況、地質(zhì)信息等的模擬，從而讓勘測人員在還沒有實地考察前，先對其目的地有一個“身臨其境”的認識和認知

實時交互性：指用戶對虛擬世界中的物體可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度。交互的產(chǎn)生主要依賴頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手柄等，如在無線電分析中，可模擬操作無線電發(fā)射、接收、監(jiān)測等過程，而這些設備能通過直觀的圖像、聲音等及時的反饋。VR系統(tǒng)的最大的特點就在于與使用者的實時交互。

構想性：是指虛擬環(huán)境是人想象出來的，同時使用者沉浸在這個系統(tǒng)中能夠獲取新的知識，從而產(chǎn)生新的方法。如在現(xiàn)實生活中，無法通過實地測試去測量黑廣播對飛機的影響，而在虛擬的環(huán)境中可以模擬復雜電磁環(huán)境對航空的影響，從而提高認知度和決策。

4.VR系統(tǒng)的相關技術

一個典型的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)主要由計算機、輸入輸出設備、虛擬現(xiàn)實設計/瀏覽軟件等組成。用戶以計算機為核心，通過輸入輸出設備與應用軟件的虛擬世界進行交互。

5.構建虛擬無線電管理場景

5.1.進行基站/臺站規(guī)劃

對于無線電管理者來說，規(guī)劃工作十分的重要，如對臺站、基站的規(guī)劃往往需要考慮眾多的因素，例如，土地利用、經(jīng)濟、交通以及法律等社會因素；氣候、地質(zhì)、地形、水等自然因素等。在對于該過程中的應用主要有兩類

規(guī)劃信息的查詢與存儲。在基站/臺站的規(guī)劃，對土質(zhì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、地域信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和城市政策數(shù)據(jù)庫等的查詢與存儲。這一類數(shù)據(jù)庫都是數(shù)字化程度高，而可視化程度低，數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式抽象，可接受性差。例如，若地理信息系統(tǒng)中對于地形地貌的描述均由數(shù)字來表現(xiàn)，則可讀性很差；如果表現(xiàn)為真實的三維模型，讓使用者仿佛置身其中，可以從不同角度，并且模擬不同的天氣等條件從各個方面去觀察，不但可以得到必要的數(shù)據(jù)，還可以對將來可能發(fā)生的情況進行部分預測。

規(guī)劃表現(xiàn)集成。目前，對于新建臺站/基站的需求確定后就會進行地質(zhì)勘測等相關工作，這個過程是非常消耗人力、物力和財力的過程，并且還有在消耗大量人力和物力財力后更改或者放棄方案的風險。如果引入虛擬現(xiàn)實技術，在得到新的建站需求后，從各個相關數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中拿到信息后，在虛擬世界中進行地質(zhì)、地理信息等相關分析，并建立虛擬站。在虛擬站建成后可通過模擬自然、人文環(huán)境可“身臨其境”的去使用，得到部分的“使用數(shù)據(jù)”，然后根據(jù)匯總的數(shù)據(jù)進行真實站點的建立，可以大量的節(jié)約成本。

5.2.進行復雜電磁環(huán)境模擬和分析

基于VR系統(tǒng)可對現(xiàn)實世界中無法進行的一些特殊場景進行模擬，例如復雜電磁場對民航客機的影響。在日常生活中，由于安全等因素，不可能到機場進行復雜電磁場的模擬、測試和分析。在VR虛擬的世界中，可以將真實世界進行高度還原，機場的所有模型包括飛機、建筑、人物、天氣等等均可進行模擬。在虛擬的世界中，可以模仿各種電磁波、黑廣播、無人機對客機的起降的影響。針對客機在模擬世界中的表現(xiàn)，以及多方位模擬電磁環(huán)境，以及黑廣播，可以更加方便指導日常工作中，提高決策力。

無線電管理中，一個非常重要的階段就是對一定區(qū)域內(nèi)的信號進行分析。對例如頻段占用度、信道占用度、信號覆蓋率等指標的分析和匯總。增強現(xiàn)實技術（AR，屬于虛擬現(xiàn)實技術的一種）的應用，將極大的改觀當前頻譜分析結果展示的方式。利用AR和現(xiàn)實世界的互動性，可將無線電以可見光譜的形式展示在真實的世界中（需借助AR現(xiàn)實設備），更加直觀的進行頻譜資源的使用分析。

6.結語

VR技術已成為信息領域中繼多媒體技術、網(wǎng)絡技術之后被廣泛關注及研究、開發(fā)與應用的又一熱點技術，而無線電的不可見性正好可以在虛擬世界中還原和模擬。隨著技術的不斷發(fā)展，VR技術正在朝著更加真實化、輕量化方向發(fā)展，VR設備的不斷更新，無線技術、裸眼3D等技術的發(fā)展，未來的VR技術可在黑廣播查處、移動路測等方面進行進一步的應用。

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