陳德章,吳季達,魯東生,蔡雯琦,姜 博
(1.云南省無線電監(jiān)測中心,昆明 650228:2.中國信息通信研究院,北京 100036)
隨著我國綜合國力不斷攀升,國際化合作日趨活躍,無線電管理機構肩負了確保各類重大活動無線電安全的使命。十年來,無線電管理機構圓滿完成了北京奧運會、上海世博會、APEC會議、抗戰(zhàn)勝利70周年紀念活動、世界互聯網大會、杭州G20峰會、金磚國家峰會等一系列重大活動無線電安全保障任務,體現了“電波衛(wèi)士”的忠誠與擔當。
在重大活動期間,無線電管理機構會對無線電頻率進行統(tǒng)一配置、協調和調度,常見的無線電應用、頻段及干擾包括:衛(wèi)星和固定微波鏈路(FL)使用C頻段或Ku頻段用于固定兩點之間傳輸視頻、音頻或者其他數據;移動微波鏈路(ML)使用1920~2700MHz,3200~3700MHz,用于視頻傳輸,終端載于車輛、輪船或者直升機上;衛(wèi)星新聞采集(SNG)以傳輸圖像和相關聲音或聲音節(jié)目信號,可與Ku頻段的其他用戶共存,但與C頻段微波鏈路可能形成干擾;陸地移動無線電系統(tǒng)(LMRS)使用公眾移動通信頻段,常為手機,數量眾多;對講電話系統(tǒng)(TBS)用于參與活動的工作人員之間的通信常用403MHz~470MHz和137MHz~167MHz;手持雙向無線通信設備(HR)常用403MHz~470MHz和137MHz~167MHz;無線攝像機(CC)使用2GHz~2.7GHz頻段,用于短距離內(小于500米)拍攝和傳送高質量音視頻信號,設備為手持式或其他方式攜帶傳送電路、電池和天線;無線麥克風(WM)典型頻段為500~806MHz,功率很低(30~50mW),可實現頻率復用。
重大活動時期將大量使用無線電設備,無線攝像機、車輛或時間和分數記錄設備等遙控設備在活動中的起到關鍵作用。對于距離較遠的遙控設備,通常可以頻率復用,增加系統(tǒng)容量,提高頻率利用率,但可能會造成同頻干擾或鄰頻干擾。遙控設備使用403MHz~470MHz,需要特別關注該頻段的干擾情況。衛(wèi)星新聞采集主要使用Ku頻段,可與Ku頻段的其他用戶共存,但可能會微波鏈路可能形成干擾。無人機使用2.4GHz、5.8GHz鏈路傳輸頻段,可能會與無線局域網頻段產生干擾。
為了應對重大活動技術力量和人員缺口,以及實時關注重點臺站、重點頻段的電磁環(huán)境情況,本文提出重大活動中智能化風險預警算法,通過持續(xù)監(jiān)測重點頻段的電磁環(huán)境情況,建立重點頻段的特征模型,一旦電磁環(huán)境特征發(fā)生變化,將其作為異常信號處理,進行風險預警,為后續(xù)的干擾查處創(chuàng)造時間優(yōu)勢。
3.1.1 特征數據采集
建立無線電業(yè)務頻段劃分表,依據此類型劃分方式進行電磁環(huán)境特征數據采集。按照業(yè)務類型,采集并存儲該臺站的監(jiān)測數據、掃頻數據、測向數據等,以供后面進行數據挖掘分析。
3.1.2 電磁環(huán)境特征建立
以重大活動中的臺站為基準,通過監(jiān)測站實時監(jiān)測數據分析,進行各無線電臺站的電磁環(huán)境特征分類,建立臺站電磁環(huán)境特征庫。臺站電磁環(huán)境特征包括經緯度、天線類型、發(fā)射頻率、帶寬、發(fā)射功率、占用度,能夠監(jiān)測到臺站的監(jiān)測數據,場強(最大值、最小值、均值)、測向方位角、等等。通過長時間的積累進行臺站電磁環(huán)境特征識別及優(yōu)化,得到穩(wěn)定的臺站電磁環(huán)境特征。當臺站或監(jiān)測站參數、位置等出現變更,或地理信息出現較大變動時,及時優(yōu)化系統(tǒng)臺站電磁環(huán)境特征,以免出現誤差。
3.1.3 信號風險預警
針對已知信號頻率,可先通過臺站數據庫搜索,確認發(fā)射臺站類型。若無對應發(fā)射臺站,則表示該信號為非法臺站,相關工作人員可進行非法信號查處機制。若有對應發(fā)射臺站,對該發(fā)射臺電磁環(huán)境特征系統(tǒng)中相關監(jiān)測設備進行數據采集、監(jiān)測數據分析、測向,以完成電磁環(huán)境特征提取,利用相關性算法與臺站電磁環(huán)境特征庫中電磁環(huán)境特征進行匹配分析,相關性低于75%,既視為異常信號。經過接收該信號的所有監(jiān)測設備的綜合分析,判斷出該信號源的狀態(tài)。信號源狀態(tài)包括:合法臺站、臺站發(fā)射功率變大或變小、臺站信號不穩(wěn)定、非法臺站。
各地無線電管理機構應加強調研、分析管理重點區(qū)域的無線電電磁環(huán)境狀況,掌握無線電監(jiān)測盲點和弱點,確定影響無線電電磁環(huán)境安全的因素,加強監(jiān)測覆蓋,及時發(fā)現可能對無線電電磁環(huán)境造成干擾的隱患。要做好技術設施的檢查、維護、校準工作,確保指揮調度平臺、固定站、搬移站、指揮車、監(jiān)測車、監(jiān)測檢測設備及頻率臺站管理系統(tǒng)等正常投入無線電安全保障應用。對于重大活動無線電安全保障,必要時可針對特定保障區(qū)域臨時架設固定監(jiān)測站,以確保監(jiān)測覆蓋。同時,加強針對性的培訓交流,完善保障預案,加強無線電安全保障技術演練。
隨著我國在國際上經濟和政治地位逐步提高,重大政治活動、社會活動、體育賽事日益增多,保障重大活動無線電安全成為無線電管理者肩負的一項新使命。本文通過梳理典型重大活動中頻率特征和管理特征,分析重大活動中可能發(fā)生的風險隱患,提出應對風險隱患的預警算法和政策建議,為更好開展重大活動安全保障工作提供技術和政策支撐。