基于大数据的无线电监测分析系统设计

董妍 ,李丹,祝莹莹

摘要：近几年来，信息技术和无线电技术进展迅速，尤其是云计算、区块链、大数据技术的越来越受到重视，SOA 架构的设计思想得到了广泛的普及，为无线电管理技术设施的开发提供了浑厚的案例基础。如何将海量的无线电监测数据进行高效的管理、分析和挖掘，发挥数据的价值，将“数据”变为“资源”，从而获取更加有价值的信息来科学指导频谱管理、无线电台站管理等工作，是当前无线电监测分析的工作重点，也是本文的研究重点。

1.引言

大数据的分析与展示是挖掘、分析、搜索、扩充，是大数据技术的核心之处，那么如何将数据转化为无线电管理的有用的信息就是我们要研究的重点问题[1]。本文首先分析了无线电监测分析的现状，其次分析了基于大数据技术的无线电监测分析的优势，最后对基于大数据的无线电监测分析系统进行了详细的设计，具有一定的现实意义。

2. 无线电监测发展现状

    在新中国成立以前，受到经济和战争的影响无线电管理发展缓慢举步维艰，无线电监测更多的是服务于政治和军事。新中国成立后，无线电管理机构也随着国家整体的发展也在逐步发展，机构经历了从无到有、从虚到实、从代到专、从军队到地方的转变，指导思想也从“少设严管”到“三管理、三服务、一突出”即为管资源（管理好无线电频谱和空中卫星轨道资源）、管台站（管理好无线电台站）、管秩序（管理好空中电波秩序），服务经济社会发展、服务国防建设、服务党政机关，突出做好重点无线电安全保障工作。目前无线电监测网络已经基本建成国家、省、地市三级无线电监测网，每年以大概 30%的速度在增长。

3..基于大数据技术无线电监测分析的优势

   “大数据”技术是解决海量电磁数据存储、挖掘难的技术瓶颈，连续采集电磁数据并实时挖掘，实时呈现和趋势预估等核心功能，实时提供规划信息、决策指引和多元服务，这是无线电监测体系的进步。作为无形战略资源，无线电频谱以动态电磁参数为存在，其无形和动态变化的特性，决定了资源即数据，数据即资源；决定了数据既是管理的前提，也是管理的结果；决定了无论是管频率、管台站，还是管秩序，只能落实于数据，优化于数据；决定了无线电管理的本质就是数据管理，建设和管理都必须以数据为纲。管理以数据为纲，就是要把数据标准作为业务标准，将现有组织优化为数据型组织，将业务流程再造为数据保障、数据规划、数据决策和数据优化，实现过程闭环和持续改进。

4.基于大数据的无线电监测分析系统设计

    无线电监测大数据处理平台系统由频谱感知分系统、监测数据分析分系统和监测数据展

示分系统组成。频谱感知分系统：管理处现有移动监测站、现有小型监测站、现有固定监测站可接入大数据分析平台，接受平台的操作和数据采集。监测数据分析分系统：大数据分析平台软件、操作显示工作站、数据处理服务器、数据存储设备等。监测数据展示分系统:由多个大屏幕显示单元、音视频切换矩阵等组成[2]。

    系统立足现有监测网固定、移动监测设备及监测数据融合而成，以移动站实现辖区内大密度、细粒度监测数据采集弥补固定监测网监测盲区及提高微功率信号监测发现概率，通过平台软件融合固定/移动监测网日常监测数据、频率评估专项监测数据、重点区域监测数据等多源监测数据。同时能对海量监测数据进行智能化分析和有用信息提取，还可以结合地理信息系统，以图形、图表形式及频谱地图的方式展现辖区内频率台站电磁态势、台站分布、频率资源利用等使用情况，最终实现无线电频率资源、台站的精细化管理。

4.1频谱感知分系统

    由已建的固定测向站、小型站及移动站组成，主要负责采集频谱监测数据（含扫描、ITU 测量、语音、IQ 及测向定位），需实现对现有固定站、小型站及移动站联网控制和数据采集。移动站除了采集频谱监测数据以外还要采集基站数据（含 GSM-R、所有运营商全制式 2、3、4G 基站数据）。移动站数据采集软件为独立运行软件，实现监测数据及基站解码数据的采集、存储，该软件安装在移动站原有笔记本电脑上使用；另配置一套数据格式转换软件，将监测数据和基站解码数据转换为国家所需数据格式、大小及其他。监测数据按国家要求格式进行存储，基站数据按国家要求提供数据结构进行存储，存储数据量按 7 天数据存储，超过七天或超过硬盘容量时会自动清除之前数据。所有数据通过数据格式转换软件转换成国家及公司所需数据格式、数据包大小及其他要求后利用 U 盘或移动硬盘导出；增加基站解码模块，移动站专用数据采集软件对解码模块及监测设备进行任务下发、数据采集及存储。

4.2 监测数据分析分系统

    监测数据分析分系统主要包括大数据分析平台软件、操作显示工作站、数据处理服务器、数据存储设备等。大数据监测数据分析系统平台构架是基于面向服务架构（SOA）建设统一集成平台，包括数据集成、应用集成、安全集成等，提供一整套基于无线电管理基础平台进行业务系统开发及运维的项目管理规范、系统架构规范、应用集成规范、服务分析开发规范、接口集成规范、流程设计规范、服务管理与治理规范、界面设计规范等等指导文档和模板。

4.3 监测数据展示分系统

    主要由大屏幕显示单元、音视频切换矩阵等组成。主要将系统的分析结果展示在可以实

现各种显示信号的接入能力、功能分屏显示和对输入信号的扩展能力：各种显示信号的接入能力具备高清格式的视频信号接入功能；能够显示 Windows、UNIX、Linux 等主流操作系统的计算机图像信号，能够显 PAL/NTSC/SECAM/1080p/1080i/720p 等各种视频信号，通过网络途径，可以实现网络信号显示、高分辨率应用画面和视频图像的显示。功能分屏显示：可分为多个功能区，各功能区将按照职能需要显示各种信号，用以显示监控信号图像，方便全局控制时局。

5.总结

    本文对基于大数据的无线电监测分析系统进行了详细的系统设计，从而将海量的无线电监测数据进行高效的管理、分析和挖掘，发挥数据的价值，将“数据”变为“资源”，从而获取更加有价值的信息来科学指导频谱管理、频率规划和指配、无线电台站管理、无线电干扰査处、无线电安全保障、维护空中电波秩序等工作，具有一定的现实意义。

参考文献：

[1]王雷.探析大数据时代的无线电监测[J].科技创新与应用,2017(18):85.

[2]段洪涛,张小飞,刘仲亚,黄标,李景春.“十三五”期间无线电监测技术发展思路[J].中国无

线电,2016(02):12-13+15.