邊境電磁環(huán)境監(jiān)測作為掌握邊境頻譜態(tài)勢、管理邊境頻譜資源的重要技術(shù)手段，必須適應(yīng)和滿足邊境管理形勢與需求。本文對新形勢下的邊境電磁環(huán)境監(jiān)測需求做了簡要分析，探討了現(xiàn)有設(shè)備在功能適用性方面的缺陷，并從解決實際問題的角度提出了相關(guān)建議。

　　關(guān)鍵詞：邊境電磁環(huán)境監(jiān)測;監(jiān)測設(shè)備;適用性

　　隨著無線電業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，國家間對頻譜資源的爭奪愈加激烈，在邊境地區(qū)尤甚。邊境電磁環(huán)境監(jiān)測作為國家掌握邊境頻譜態(tài)勢、管理邊境頻譜資源的重要技術(shù)手段，必須充分適應(yīng)和滿足邊境管理形勢與需求，才能更好地發(fā)揮作用。本文首先結(jié)合邊境頻率國際保護對新形勢下的邊境電磁環(huán)境監(jiān)測工作進行了簡要分析，然后基于邊境監(jiān)測實踐探討了現(xiàn)有設(shè)備在功能適用性方面的缺陷，最后從解決實際問題的角度提出了相關(guān)建議。

　　1新形勢下的邊境電磁環(huán)境監(jiān)測需求

　　無線電波可不受行政區(qū)域的約束在自由空間傳播，且極易受到干擾。據(jù)統(tǒng)計，自2010年以來，我國邊境地區(qū)共監(jiān)測到來自鄰國的越界覆蓋無線電信號超過3，000個，發(fā)生受鄰國無線電干擾事件超過800起。在這樣嚴(yán)峻的形勢下，我國近年大力開展的邊境頻率臺站國際登記與頻率協(xié)調(diào)工作，使我國進一步認(rèn)識到在邊境頻率臺站國際保護中暴露出的戰(zhàn)略性部署經(jīng)驗不足的問題，而申報資料屢遭鄰國主管部門反對、某些邊境地區(qū)雙邊協(xié)調(diào)異常困難等現(xiàn)狀，就是這一問題的突出體現(xiàn)。此外，我國邊境線漫長、鄰國及邊境口岸眾多、周邊地區(qū)政治經(jīng)濟環(huán)境復(fù)雜等因素，也客觀增加了邊境頻率國際保護這項涉外工作的開展難度。因此，在我國大力推進“一帶一路”建設(shè)的戰(zhàn)略背景下，必須準(zhǔn)確、全面、及時的掌握邊境地區(qū)我國與鄰國的重要無線電地面業(yè)務(wù)應(yīng)用現(xiàn)狀及雙方態(tài)勢對比，才能更科學(xué)、更有針對性及預(yù)見性地制定邊境頻率國際保護策略，最終有效落實保護工作、切實提升保護效果、有力保障國家權(quán)益。正所謂“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”。以上在新形勢下產(chǎn)生的邊境地區(qū)無線電地面業(yè)務(wù)應(yīng)用態(tài)勢評估需求，對邊境電磁環(huán)境監(jiān)測也提出了新的要求。在現(xiàn)行的、用于指導(dǎo)邊境電測環(huán)境監(jiān)測開展的《邊境(界)地區(qū)電磁環(huán)境測量規(guī)范》中，有以下幾方面內(nèi)容值得關(guān)注：一是對測試目標(biāo)進行了定義，明確了邊境測試對無線電頻率協(xié)調(diào)的技術(shù)支持作用;二是規(guī)定了適用范圍，強調(diào)此方法側(cè)重于對相關(guān)地面業(yè)務(wù)無線電特性做定量評估;三是從工作內(nèi)容角度，明確了測試的具體參數(shù)，如頻率、電平、帶寬、調(diào)制方式等;四是規(guī)范了測試設(shè)備，如在通用測試中使用接收機或頻譜分析儀;五是在測試步驟中規(guī)范了監(jiān)測方法，并以全頻段掃描和逐個信號中頻測量為主要操作。根據(jù)以上內(nèi)容，可知現(xiàn)行《規(guī)范》的針對性強、限定明確、結(jié)構(gòu)完整，具有很強的指導(dǎo)意義與可實踐性。不過，由于《規(guī)范》更注重從單頻逐個測量的角度來實施典型信號監(jiān)測或瞬時頻譜狀態(tài)監(jiān)測(可簡稱為“信號特性定量監(jiān)測”)，而欠缺對狀態(tài)累積所形成的態(tài)勢的考量，導(dǎo)致在評估邊境業(yè)務(wù)應(yīng)用總體態(tài)勢時無法提供足夠的信息支持，不能很好地滿足邊境協(xié)調(diào)需求。同時，根據(jù)現(xiàn)行測量方法獲取到的監(jiān)測數(shù)據(jù)主要是單次或單頻測量后形成的人工記錄數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量不足，因此無法為邊境態(tài)勢分析提供充分的數(shù)據(jù)支撐。由此分析，邊境電磁環(huán)境監(jiān)測需從頻譜態(tài)勢評估和監(jiān)測大數(shù)據(jù)獲取角度加以充實，進而更好地滿足邊境無線電地面業(yè)務(wù)應(yīng)用態(tài)勢評估需求，有力支撐邊境頻率協(xié)調(diào)及國際保護。

　　2現(xiàn)有監(jiān)測設(shè)備在新形勢下的適用性研究

　　面對邊境態(tài)勢評估方面的新需求，現(xiàn)有監(jiān)測設(shè)備已經(jīng)暴露出了一些功能上的適用性問題。下面結(jié)合理論分析與邊境監(jiān)測實踐來做具體分析。公眾移動通信作為邊境協(xié)調(diào)事務(wù)中的代表性業(yè)務(wù)，一直是邊境電磁環(huán)境監(jiān)測的重點關(guān)注對象。在實測中，為充分掌握其業(yè)務(wù)應(yīng)用現(xiàn)狀，往往需要在使用專業(yè)解析設(shè)備獲取業(yè)務(wù)特征參數(shù)的基礎(chǔ)上，再持續(xù)采集一定時間的業(yè)務(wù)頻段頻譜數(shù)據(jù)，以獲取足夠的頻譜信息供邊境態(tài)勢評估使用。哈爾濱站在開展邊境測試時主要依靠某型號便攜式頻譜儀和便攜式接收機。若利用頻譜儀來執(zhí)行頻段頻譜采集任務(wù)，那么可從理論上對采集時間做出如下評估：(1)頻譜儀主要通過設(shè)置測量頻段范圍(SPAN)和分辨率帶寬(RBW)來決定采集效果和速度。測量數(shù)據(jù)經(jīng)人工操作存儲到.CSV格式的文件中;(2)該頻譜儀產(chǎn)品說明書將其掃描速度描述為“BestSpeedat201Point，1Sweep，210ms”，可理解為該儀表一次掃描201個點的最快速度為210ms。若按照“RBW=12.5kHz”來對包含有公眾移動業(yè)務(wù)全部頻段的700-3000MHz頻段進行5000次掃描采集，那么預(yù)計掃描時間為：(3000MHz-700MHz)/12.5kHz/201*210ms*5000≈96100s≈26.69h，即需要超過一天時間來進行不間斷的采集才能完成此次掃描任務(wù)。基于上述理論分析，哈爾濱站在開展黑河中俄邊境實測時進行了專門的測試和調(diào)研，實踐表明頻譜儀的實際采集速度與理論計算值大致相符，進而總結(jié)出以下三個突出問題：(1)掃描時間過長。由于邊境態(tài)勢評估需由大量的瞬時頻譜狀態(tài)作為支撐，因此監(jiān)測時應(yīng)盡可能多次執(zhí)行頻譜掃描和數(shù)據(jù)采集。但由于頻譜儀并非是以掃描速度見長的儀表，因此掃描時間會隨著掃描次數(shù)的大幅增加而成倍延長。這對于主要在戶外開展的邊境實測來說是不利的;(2)人工操作過多。根據(jù)頻譜儀的使用方法，監(jiān)測者每執(zhí)行一次存儲操作才會新增一個格式為CSV的數(shù)據(jù)文件，那么完成5，000次掃描就需要執(zhí)行大量的手動設(shè)置和存儲操作，工作效率極低。此外，對于秋冬季節(jié)室外溫度較低的中俄邊境地區(qū)來說，頻繁進行手動操作也存在較多不便;(3)難以保證采集效果。對于工作頻率范圍較寬的公眾移動業(yè)務(wù)來說，不同制式信號的帶寬值存在明顯差異，因此對應(yīng)著制式頻段來差異化的設(shè)置RBW才能充分保證采集效果、提高采集效率。而采用12.5kHz的RBW來掃描700-3000MHz頻段的采集方法明顯缺乏科學(xué)性和靈活性，但若采用分段設(shè)置參數(shù)進行逐段測量的采集方法又會成倍增加頻譜儀操作的復(fù)雜性、大幅降低工作效率。使用接收機進行測試，也存在著與頻譜儀類似的問題，而這兩類設(shè)備正是當(dāng)前執(zhí)行邊境測試時普遍采用的。因此，現(xiàn)有設(shè)備雖能很好的完成《規(guī)范》要求的測試任務(wù)，但在執(zhí)行以邊境態(tài)勢評估為目的的監(jiān)測時，就會因功能不匹配而無法完全勝任。

　　3問題解決方案與建議

　　以上問題的產(chǎn)生根源：一是以往的邊境測試方法更注重從短時或瞬時頻譜狀態(tài)入手針對具體頻率進行監(jiān)測，而邊境頻率協(xié)調(diào)工作卻越來越依靠持續(xù)性監(jiān)測所采集到的頻譜大數(shù)據(jù);二是作為一直以來監(jiān)測站執(zhí)行移動監(jiān)測和干擾查找的常備設(shè)備，便攜式頻譜儀和接收機在功能設(shè)計上是有所側(cè)重的(并非專為頻譜高速采集而設(shè)計)，因此適用范圍存在局限性，無法滿足新形勢下邊境測試的全部需求。問題的解決方案，即可針對產(chǎn)生根源，分別從完善測試方法和補充設(shè)備配置兩個角度提出。一是可在現(xiàn)行《規(guī)范》的基礎(chǔ)上，增加“邊境態(tài)勢評估監(jiān)測”方面的內(nèi)容。所謂“邊境態(tài)勢評估監(jiān)測”，可將其定義為：以評估邊境地區(qū)我國與鄰國無線電地面業(yè)務(wù)應(yīng)用態(tài)勢為目的而開展的“長時曝光監(jiān)測”。這種監(jiān)測類似于長時曝光攝影(通過長時間開啟快門對固定鏡頭前的事物進行持續(xù)一定時間的拍攝，得到能夠反映物體運動規(guī)律和發(fā)展趨勢的照片)，側(cè)重于對頻譜占用態(tài)勢的捕捉，進而提供頻譜大數(shù)據(jù)供業(yè)務(wù)應(yīng)用態(tài)勢評估使用。態(tài)勢評估的結(jié)論，則可為邊境頻率協(xié)調(diào)、國際登記申報、邊境臺站管理等工作提供參考。在納入“邊境態(tài)勢評估監(jiān)測”的同時，還應(yīng)考慮到相關(guān)技術(shù)問題。比如應(yīng)明確制定出“長時曝光監(jiān)測”的頻譜采集方法，包括限定采集條件、定義采集內(nèi)容、規(guī)范數(shù)據(jù)格式、統(tǒng)一存儲形式等;應(yīng)針對采集數(shù)據(jù)建立起完善的處理機制，包括面向頻譜大數(shù)據(jù)的融合機制、篩選機制、分析機制與結(jié)果生成機制;應(yīng)結(jié)合實踐需求開發(fā)專用的邊境監(jiān)測與數(shù)據(jù)處理工具，提供專業(yè)的邊境態(tài)勢監(jiān)測功能、頻譜大數(shù)據(jù)分析功能與態(tài)勢評估功能。解決以上問題，有利于規(guī)范邊境態(tài)勢評估監(jiān)測操作，提升頻譜大數(shù)據(jù)采集的智能化與自動化程度，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的利用價值，進而使得此類監(jiān)測更具有實際意義與實踐價值。二是將性能可靠的高速掃描接收機納入到設(shè)備配置中，用于支撐“邊境態(tài)勢評估監(jiān)測”，進而與現(xiàn)用的便攜式頻譜儀和接收機組成側(cè)重點互補的完整測試設(shè)備體系。現(xiàn)以國產(chǎn)某型接收機為例進行分析。(1)主要技術(shù)指標(biāo)見表1。表1主要技術(shù)指標(biāo)(2)若利用該接收機以12.5kHz的RBW執(zhí)行5000次700-3000MHz頻段采集任務(wù)，則采集時間的理論計算值為：5000/{15GHz/s/(3000MHz-700MHz)}≈766s≈12.78min，相比頻譜儀所需的采集時間(26小時)有大幅縮短，可操作性大幅提升。在此基礎(chǔ)上，即可適當(dāng)延長采集時間，進一步增加數(shù)據(jù)采集量，形成頻譜大數(shù)據(jù)。此外，采集數(shù)據(jù)可按照國家規(guī)范格式以二進制流文件的形式實時自動儲存，無需手動操作，即使分段設(shè)置采集參數(shù)也不會明顯提升操作的復(fù)雜程度。(3)從表1可見，該接收機除掃描速度較快外，其他技術(shù)指標(biāo)和硬件規(guī)格均可滿足邊境監(jiān)測實際需求。同時經(jīng)調(diào)研了解，我國已有多款此類型接收機的國產(chǎn)成熟產(chǎn)品，可選空間大，且價格基本都控制在7萬元以內(nèi)，采購難度較小。根據(jù)上述分析，若從功能互補的角度形成高速掃描接收機與便攜式頻譜儀的設(shè)備搭配方案，即可在實測中充分發(fā)揮各類設(shè)備的優(yōu)勢，同時執(zhí)行“邊境態(tài)勢評估”與“信號特性定量”兩種模式的監(jiān)測，進而獲取更有價值的足量邊境頻譜數(shù)據(jù)，供邊境頻率協(xié)調(diào)與國際保護使用。

　　4結(jié)束語

　　邊境無線電頻率協(xié)調(diào)及國際保護是一項長期工作，而我國與各鄰國的邊境無線電地面業(yè)務(wù)應(yīng)用態(tài)勢始終處于變化狀態(tài)這一客觀事實，又要求我們必須對邊境態(tài)勢進行準(zhǔn)確、全面、快速、定期的評估和判斷。對此，無線電管理部門有必要在以往經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，及時加強邊境電磁環(huán)境監(jiān)測這一邊境無線電管理技術(shù)手段，進而適應(yīng)新形勢下的邊境管理需求。下階段，可結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計算、“互聯(lián)網(wǎng)+”等信息技術(shù)，緊密圍繞邊境地區(qū)智能化監(jiān)測網(wǎng)建設(shè)，繼續(xù)開展有關(guān)邊境電磁環(huán)境監(jiān)測的研究與實踐，著手解決其中涉及到的具體技術(shù)問題，為我國在信息時代下實現(xiàn)國家網(wǎng)絡(luò)空間安全戰(zhàn)略貢獻力量。

　　參考文獻

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　　作者：梁驍 朱臻真 馮寶山 單位：國家無線電監(jiān)測中心哈爾濱監(jiān)測站