陈德章,吴季达,鲁东生,蔡雯琦,姜 博
(1.云南省无线电监测中心,昆明 650228:2.中国信息通信研究院,北京 100036)
随着我国综合国力不断攀升,国际化合作日趋活跃,无线电管理机构肩负了确保各类重大活动无线电安全的使命。十年来,无线电管理机构圆满完成了北京奥运会、上海世博会、APEC会议、抗战胜利70周年纪念活动、世界互联网大会、杭州G20峰会、金砖国家峰会等一系列重大活动无线电安全保障任务,体现了“电波卫士”的忠诚与担当。
在重大活动期间,无线电管理机构会对无线电频率进行统一配置、协调和调度,常见的无线电应用、频段及干扰包括:卫星和固定微波链路(FL)使用C频段或Ku频段用于固定两点之间传输视频、音频或者其他数据;移动微波链路(ML)使用1920~2700MHz,3200~3700MHz,用于视频传输,终端载于车辆、轮船或者直升机上;卫星新闻采集(SNG)以传输图像和相关声音或声音节目信号,可与Ku频段的其他用户共存,但与C频段微波链路可能形成干扰;陆地移动无线电系统(LMRS)使用公众移动通信频段,常为手机,数量众多;对讲电话系统(TBS)用于参与活动的工作人员之间的通信常用403MHz~470MHz和137MHz~167MHz;手持双向无线通信设备(HR)常用403MHz~470MHz和137MHz~167MHz;无线摄像机(CC)使用2GHz~2.7GHz频段,用于短距离内(小于500米)拍摄和传送高质量音视频信号,设备为手持式或其他方式携带传送电路、电池和天线;无线麦克风(WM)典型频段为500~806MHz,功率很低(30~50mW),可实现频率复用。
重大活动时期将大量使用无线电设备,无线摄像机、车辆或时间和分数记录设备等遥控设备在活动中的起到关键作用。对于距离较远的遥控设备,通常可以频率复用,增加系统容量,提高频率利用率,但可能会造成同频干扰或邻频干扰。遥控设备使用403MHz~470MHz,需要特别关注该频段的干扰情况。卫星新闻采集主要使用Ku频段,可与Ku频段的其他用户共存,但可能会微波链路可能形成干扰。无人机使用2.4GHz、5.8GHz链路传输频段,可能会与无线局域网频段产生干扰。
为了应对重大活动技术力量和人员缺口,以及实时关注重点台站、重点频段的电磁环境情况,本文提出重大活动中智能化风险预警算法,通过持续监测重点频段的电磁环境情况,建立重点频段的特征模型,一旦电磁环境特征发生变化,将其作为异常信号处理,进行风险预警,为后续的干扰查处创造时间优势。
3.1.1 特征数据采集
建立无线电业务频段划分表,依据此类型划分方式进行电磁环境特征数据采集。按照业务类型,采集并存储该台站的监测数据、扫频数据、测向数据等,以供后面进行数据挖掘分析。
3.1.2 电磁环境特征建立
以重大活动中的台站为基准,通过监测站实时监测数据分析,进行各无线电台站的电磁环境特征分类,建立台站电磁环境特征库。台站电磁环境特征包括经纬度、天线类型、发射频率、带宽、发射功率、占用度,能够监测到台站的监测数据,场强(最大值、最小值、均值)、测向方位角、等等。通过长时间的积累进行台站电磁环境特征识别及优化,得到稳定的台站电磁环境特征。当台站或监测站参数、位置等出现变更,或地理信息出现较大变动时,及时优化系统台站电磁环境特征,以免出现误差。
3.1.3 信号风险预警
针对已知信号频率,可先通过台站数据库搜索,确认发射台站类型。若无对应发射台站,则表示该信号为非法台站,相关工作人员可进行非法信号查处机制。若有对应发射台站,对该发射台电磁环境特征系统中相关监测设备进行数据采集、监测数据分析、测向,以完成电磁环境特征提取,利用相关性算法与台站电磁环境特征库中电磁环境特征进行匹配分析,相关性低于75%,既视为异常信号。经过接收该信号的所有监测设备的综合分析,判断出该信号源的状态。信号源状态包括:合法台站、台站发射功率变大或变小、台站信号不稳定、非法台站。
各地无线电管理机构应加强调研、分析管理重点区域的无线电电磁环境状况,掌握无线电监测盲点和弱点,确定影响无线电电磁环境安全的因素,加强监测覆盖,及时发现可能对无线电电磁环境造成干扰的隐患。要做好技术设施的检查、维护、校准工作,确保指挥调度平台、固定站、搬移站、指挥车、监测车、监测检测设备及频率台站管理系统等正常投入无线电安全保障应用。对于重大活动无线电安全保障,必要时可针对特定保障区域临时架设固定监测站,以确保监测覆盖。同时,加强针对性的培训交流,完善保障预案,加强无线电安全保障技术演练。
随着我国在国际上经济和政治地位逐步提高,重大政治活动、社会活动、体育赛事日益增多,保障重大活动无线电安全成为无线电管理者肩负的一项新使命。本文通过梳理典型重大活动中频率特征和管理特征,分析重大活动中可能发生的风险隐患,提出应对风险隐患的预警算法和政策建议,为更好开展重大活动安全保障工作提供技术和政策支撑。