无线电大数据管理研究

李芃芃

（1.国家无线电监测中心 北京100041；2.国家无线电频谱管理中心 北京100037）

1 引言

新一轮科技革命和产业变革正在兴起，在冲刺全面建成小康社会的道路上，国内多个领域均在大力推进信息技术创新应用的快速深化。当前，以“十三五”规划为契机，信息化将加速向互联化、智慧化、移动化方向演进，完成由信息化向“信息化+ ”的转变，催生出结构、内容更加复杂的大数据环境，进而引发经济社会结构、组织形式、生产生活方式发生重大变革。

2 大数据的特征与应用

对于大数据的定义，仁者见仁，智者见智。通俗讲，大数据是指数据量难以利用传统计算机处理模式来处理的数据。这是由于大数据处理模式对传统数据搜集、存储、访问等提出了更高的要求，并更加强调对数据总体性、相关性、趋势性等方面的分析。

数据量、速度、多样性和准确性是大数据的四大特点。数据量可能是大数据分析最引人注目的亮点，据估计，在当今世界中90%的数据是在过去两年中创建的；决策的速度，即从数据输入到决策输出所花的时间，是第二个关键因素。从各种类型的数据中快速获得高价值的信息，这一点也和传统的数据挖掘技术有着本质的不同；多样性是大数据杂乱的现实，文字、传感器数据、通话记录、地图、音频、图像、视频、点击流、日志文件和其他各种信息，需要时间和精力整理成适合的形式来处理与分析；评估数据准确性的能力对于为重要决策构建基础是必不可少的。只有合理利用数据并对其进行正确、准确的分析，才能带来很高的价值回报。因此，一个系统需要能力来区分、评价、权衡或排列不同的数据集以保持准确性。

近年来，在社会各界的广泛关注下，大数据及其应用迅速发展，全球和我国大数据都呈现出井喷式爆发性增长，大数据已经渗透到各个行业和业务职能领域，成为重要的生产因素，大数据的演进与生产力的提高有直接关系。发展大数据及其相关服务业将成为新兴经济体，特别是我国在战略性新兴产业领域发挥后发优势赶超发达国家的重要机遇。大数据在各行各业，特别是公共服务领域具有广阔的应用前景，包括消费行业、金融服务、食品安全、医疗卫生、国防、交通环保、电子商务、气象等领域。在我国，互联网门户网站的普及以及网络端强大的云存储能力为大数据的搜集、存储、访问提供了一定的基础条件。一些互联网公司利用大数据技术已经在广告推送、汽车导航、网上购物、旅游预订等方面开展了大数据应用，并已经享受到了大数据技术带来的红利，大数据的应用也正在迅速地向其他领域扩展。在大数据的支撑下，以信息经济、智能工业、网络社会、在线政府、数字生活为主要特征的高度信息化社会将在“十三五”期间引领我国迈入转型发展阶段。

3 大数据给无线电管理带来的新思路

我国政府部门逐渐认识到大数据技术对于提高政府管理能力和效率的重要性，并已着手部署实施，以推动我国由数据大国向数据强国的转变。

在无线电管理方面，频率资源作为无线信息传递的根本载体，在广电、通信、铁路、交通、航空、航天、气象、渔业、科学研究、抢险救灾、新闻媒体以及公安、武警等各部门、各行业中，发挥着越来越重要的作用。频率资源在各领域独特、强大的渗透力，恰恰与大数据的应用有着广泛的契合性，无线电管理中所产生的大数据在政府管理方面也有着广泛且有价值的应用。

例如，大数据环境下的信息搜集可能给无线电监测工作带来新的途径。传统无线电监测主要依托现有监测设施，而大数据下的监测可以考虑将所有无线电接收设备视为监测设施。目前，在传统监测手段方面，我国已经建成1 000 多个固定监测站、上千个移动站、1 000 多个可搬移设备。利用这些监测设备开展的频谱扫描、信号测量、占用度分析等工作已经产生了大量的监测数据。然而，以公众移动通信为例，目前，我国建有全球最大规模的移动通信网络，固定基站超过300 万个，WLAN 公共运营接入点超过600 万个。随着4G的全面商用，2014年年底我国移动电话用户总数达12.81 亿，对人口的渗透率超过93%，这一总量远超传统监测设备的数量，而这些设备带来的潜在监测数据量级将更加庞大。如何利用这些设备产生的数据为社会管理服务，就是一个值得研究的课题。例如，利用基站位置可以建设我国的无线电电磁环境测量系统，测量我国不同区域的电磁环境，这样可以避免站址选择的困境，同时又可以共同利用已有的基础设施资源，例如供电、机房、通信链路，还可以监测公众移动通信频率资源的使用状况，如图1 所示。

此外，利用手机用户的定位信息可以测量我国人员的流动情况，尤其是节假日期间的人员流动情况，从而更好地调配交通工具和交通资源。在城市交通管理方面，利用手机定位信息可以实施监测各个路网的交通流量，实现智能导航，提高人们的出行效率，实现绿色环保效果。在安全方面，可以利用其通信联络规律，掌握犯罪分子的组织关系，分析预判其破坏活动计划，从而更好地给予打击，维护社会稳定。利用无线电监测数据可以观测当地电磁环境背景噪声，与周围人群健康状况相结合，为研究电磁环境与人体健康之间的关系提供基础数据，通过数据处理，得到有价值的结论。

从上述举例不难看出，大数据对于无线电管理是一座非常有价值的“金矿”。利用好不同种类的大数据，从中挖掘出有价值的信息，对于提高无线电管理决策水平和决策效率是非常有价值的。

4 大数据给无线电管理带来的挑战

“十三五”时期，我国在无线电管理的大数据化发展上，将面临以下3个方面的问题。

（1）标准规范滞后，存在局限性

随着无线电管理大数据化进程的加快，标准规范制定难以跟上实际应用需求的问题日益突出。由于各地无线电管理手段发展不均衡，在国家层面，主管部门对及早出台新标准心存迟疑；在地方层面，一些地区对这些标准的出台非常盼望，而有的地区可能持观望态度，以至于标准规范制定难以跟上实际应用需求。

图1 某频段公众移动通信基站分布示意

例如，随着技术与业务发展，人们逐渐使用更高的频段开展无线电业务，相关的无线电监测设施亟需制定在这些频段上的数据采集、存储、分析、关联、融合、推理、挖掘和判断等综合处理的信息化标准规范。

（2）数据整合能力不到位

现有无线电频率数据库、台站数据库、卫星轨位数据库、监测数据库、设备数据库、地理信息库等各数据子系统分散在不同的库中，存在相互封闭、互不相通等问题，使一些数据的跨库调用、统计等应用无法完成，出现信息孤岛问题。

（3）现有数据管理模式难以适应大数据多种应用快速发展的需要

当前，无线电事中、事后技术管理的主要手段是无线电监测，重点是在管理频谱资源方面使用得是否规范，属于“管秩序”的范畴。这些管理数据对事前管理的反馈，尤其是在指导频率划分、规划及分配等工作时，还不够直接。

例如，公众移动通信业务技术更新换代快，频谱需求不断提高。现有的无线电监测工作主要关注是否存在违法发射、是否干扰到其他无线电业务的正常使用，在论证公众移动通信业务频谱使用效率、频谱需求等方面，还存在一定的局限性。

5 “十三五”期间无线电管理大数据化的三大对策

“十三五”期间，要以充分发挥信息化对经济社会转型发展的主导作用为主线，全面加强大数据与无线电管理发展的深度融合，把数据和信息资源作为重要生产要素，创新管理模式，释放改革红利。

（1）加快完善无线电大数据管理总体架构设计和标准制修订工作

实现基于面向服务的架构（Service-Oriented Architecture,SOA）的无线电大数据管理总体方案，将业务逻辑与实体模块进行解耦，将数据接入、数据处理、数据应用的多种软、硬件环境通过总线以松耦合的方式整合为有机、统一的整体。将无线电管理现有各数据子系统一体化，制定多种颗粒度的模块标准与接口标准，实现各模块可组合、可替换、可重用，实现不同数据子系统之间的数据跨区调用、统计、分析、推演等。

加大新时期无线电大数据管理标准的制修订工作力度，简化标准制定流程，加强对标准规范性的要求。实施无线电大数据管理标准规范“先行先试”，允许一些行业和地方先行实施某些无线电大数据管理标准规范。

（2）建立健全无线电大数据监测网系

针对无线电监测大数据化趋势，增加原始数据采集、存储、访问、读取与控制的维度，实现不同频段范围、室内与室外等多种场景下的监测网组网，实现基于固定监测与移动监测相结合的信号捕捉、识别、定位、拦截等技术与设备。针对重点领域，如智能制造、信息安全、新一代宽带移动通信、移动互联网、物联网、新型遥感与导航及其他专用领域，结合领域特征建立频谱监测技术解决方案。

（3）创新部署无线电大数据挖掘与应用

以大数据应用为目标，建立基于云计算、并行计算的频谱数据的分析、关联、融合、推理、挖掘和判断等综合处理系统。研究部署基于大数据的多种应用服务，例如，动态无线电环境地图服务实现空间连续的实时、准确、统一的电磁环境分布态势，支持频谱场强与覆盖态势预测；动态频谱接入服务基于监测与数据库数据，实现指定频段可用方案分析，支持动态频谱接入；重点领域无线电安全保障服务能够在智能生产无线网络（如无线传感等短距离微功率网络）、移动互联网、物联网以及新型遥感与导航等网络中，提供差异化频谱监测解决方案，确保网络安全；监管机构频谱管理服务能够通过核查无线电频率、台站等的使用情况，评估频谱使用绩效，为频率滚动规划与分配提供依据。

[1]工业和信息化部运行监测协调局.2014年通信运营业统计公报[EB/OL].http://www.miit.gov.cn/n11293472/n11505629/n11506323/n11512423/n11512603/n11930035/16413815.html，2015.

[2]罗文.中国信息化“十三五”面临黄金发展期[EB/OL].http://news.ccidnet.com/art/945/20150325/5797965_1.html，2015.

[3]王坦.勇做“加法”，促进频谱资源闭环管理[N].中国电子报，2015-2-6.

[4]陈宏.大数据与创新无线电管理信息化[N].人民邮电报，2015-1-21.

[5]王军,黄炬,马有厂等.大数据时代的无线电监测[J].中国无线电，2014，(4).