通过多年的发展,无线电监控的信息管理范围有了很大程度的扩张,监控领域已经增长到三赫兹,软硬件一体化。随着高端技术的发展,波段删除等效果已经充分实现,该领域的设施设备呈现出微小型和智能化的趋势。最新设备与传统的设备相比拥有多项检测效用、有很高的外延性。由于使用了行业统一的信息传输标准,该领域信息共享和信息监测的水平有了很大提升。通过这几年的快速发展,我国在该领域的发展水平已有了很多长足进步,但还需积极引进学习无线电信息管理的最新技术,赶上发达国家的发展步伐。欧美国家在该领域已经有几十年的发展进程,在无线电监控工作方面严格遵循相关的技术标准,各项数据资料详实全面;拥有同一规格的硬件设施,系统健全;赋予技术单位法律功能,有效制止不法无线电的违法活动,净化无线电的信息传播;各级管理单位设立规范,人员配备科学有效,工作水平日益提高;能够全方位的对各类波段的信息进行架空;对信息传播的各项活动进行监控,有效降低设施重复投资率、降低成本。在该领域,我国也在重点发展软件系统,投入科技人员力量开发了无线电各种标准的监控,以及信息传播分配和定位技术。 [16-19]。
无线电的定义是由英国学者在上世纪九十年代提出的,只要目标是创建互通、共享和分类的系统,高效采用系统软件进行管理,则必然会使无线电系统兼具多变性和兼容性。世界范围内的科学家深入研究了无线电技术,取得了巨大成果。这方面的代表性例子有英国的“易语”软件和中国的最新语音通信标准。由于我国在无线电硬件方面的起步比较晚,在无线电技术的科研方面水平还比较低。北京大学在该领域内投资巨大,进而研发出了无线电信息传输的硬件系统
[20-21]
。该项技术具有很高的军事用途,其中的信息控制、分组竞争、敌情分析方
面都需要无线电信号技术;民生领域里,信息的掌握和信息传播过程中问题的排查及解决都离不开对无线电信息的检查,如果采取了不恰当的方式将会产生严重后果。在数字化信息传播过程中,必须对相关信息进行有效分类,保证无线电信号不受竞争对手信息的干扰,这一点极为关键。用于对无线电信息进行智能控制的技术有两种:其一是运用相关的数学理论设定理论来完成,结合无线电信息的相关性质,运用合理的信息分析方式,实现信息的控制,选取科学的参数来分析,最终实现信息调控;其二是从数据分析角度出发,在对信息属性进行断定之前,要在信息库中调取相关资料,设定相关的参照标准,运用数学方法推算数值,最终计算出答案。关于统计方式的相关识别类型能够划分为多种,比如:基于人工性质神经网络 ANN(ArtificielNeurel Network),基于支持矢量方面 SV(Supporting Vector),基于统计矩阵方面SM(Statisticel Moment)等。使用SM 方式,目的是计算无线电传输的速率和其他相关参数,主要方式是从信号波段、信号功率调制为基础而使用的[20-22]。该项方式是通过在对无线电进行数据研
Abstract
究的基础上形成规则,这期间必须综合考虑杂声的因素,在相对安静的环境下,对信号的控制更加方便,没有必要先期采集数据。这种技术不能从整体上用于分析信号的控制过程,只能用于某一类别的无线电,适用区域较为单一。使用该种方式,首先要从数据库中选取具有代表性的数据,并进行分析得出结论,其受杂声的影响程度较大。当外界噪声较大时,有利于信息的选取,所体现出的技术特性比较高;在外界噪声比较小的环境下,就无法取得理想的研究结果。另外该种研究方式还是能够体现出一定的优势,例如:便于操作,所选取的信息可靠性高,对各种无线电信号的控制工作中都可以运用这种方式 [23-25]。
在信号传播的时间间隔领域,罗兰分析体系被广泛运用,在对船体进行位置确定的时候,它会通过收集来自船体上的无线电信息来实现这一目标。为了实现对信号发出地点的确定,需要通过前期在船体上所设置信号观测部位来实现,各个信号发出点受无线电的影响,信号波段会产生波段交汇点,这则是对该项技术的反面认证。充分运用无线电信息时间间隔定位方式存在很多积极作用:首先,能保证不同观察点之间工作统一进行;其次,研究人员可以有效的对各项数据进行分析;最后,对于运用数学理论所建立的各种研究架构,可以保证时间误差计算的有效性。为实现地理位置相处远的信号观察点能同步工作,我国以及世界上发达国家相继投入巨大的人力、物力和财力开发了各种先进的信息定位系统。在所开发出的信息定位系统当中,实用性最高的当属全球信息定位系统,各信号检测点使用该项技术,能保证每一个单位之间所存在的具体位置大致在三十米之中,在一定程度上能够达到关于TDOA确定方位的具体要求。各单位之间的方位距离范围在三十米之内,完全可以满足TDOA定位的要求。在无线电信号这一领域的探索方面,美国的两位学者对时间误差方法进行了广泛的认定,他们认为首要的工作是解决信号过滤的问题,在此基础上使用科学的方法对数据完成各项分析。因GCC算法是非选择性的,因此,C.K.Chela和W.A.Garder吸收了前人的研究成果,设计出了信号传输的标准方法[26-27]。美国另一学者所设计的计算方式也会提升时间误差计算的准确程度,所存在的缺陷是受不相关的信息影响较为明显,一旦出现了多条信号波段,核算出的时间间隔的范围就会超出标准。在无线电信号传播的这一研究项目上,我国和国外的多位学者结合自身的研究水平,设计出了标准不一的方式和误差计算方法,他们所依据的标准和数据模型不同,有差列分布、泰勒级数原理、约数估算以及数据顺延计算方式等等。在对无线电信号误差进行计算的研究工作中,被广泛应用的是泰勒计算方式,它具有工作量小、快速认定位置等方面的优点。研究者使用泰勒计算方式,首先要选用科学合理的方式来确定无线电信号的发出部位,在正常的信号分析工作过程中,要选取正确的信号参数标准与其他的参数结合,从而提升信号源目标确定工
作的有效性[28]。在工程建设领域,该计算方式更能展现其强大功能。尽管功能齐全,也会存在不足之处,当信号检测站的配置方式出现问题的时候,会极大的增加信号源位置认定的工作量。其他方式是从数学公式的角度,运用计算公式来计算误差,具有工作量小、准确率高的优点,比较适合于多个站点使用,需要在相对安静的环境下才能展现其优势 [29]。
在军需方面最先使用了无线电信号检测手段,在这一领域,雷达在战争过程中所遇到的问题日益严重,新问题层出不穷,在雷达站中常常会受敌方信号波段的影响,信号传输效果会大打折扣,先进武器的发明加剧了这一问题。因此各国日益重视信号发出地点源头的隐藏工作。现代战争已是科技的竞争、技术的竞争,充分认识到这一技术的重要性,并积极采用,必会增加获胜的砝码 [30]。
科技的发展日新月异,尤其是移动通信技术的进步,越来越多的人会使用移动通信终端来完成之间的互动交流,这就不可避免的出现通信使用者信息泄露的情况。通常情况下,人们出现紧急性的安全问题状况,第一时间会向安全保卫机构求救,此时此刻保卫人员首先需要认定求救人所处的大体方位,当时个人很有可能不了解自己所在地的名称和具体方位,这就需要使用到移动通信技术,保卫人员通过它能快捷的确定求救人的位置。正是由于此项功能,方位认定功能得到了极大的重视,并被广泛应用。为实现对使用者进行快速定位,移动通信站点的运行标准和个人终端设备的波段在同一频率上,从而完成定位功能。手机使用者会发出无线电波,附近各地的信号接收站点都会接收到,他们对所收到的信息进行区分,并根据时间间隔做好记录,之后传输给无线电信号定位部门,他们会使用信息分析模型,基本上能确定使用者的位置信息。因为移动通信系统不允许较大的时间误差,应用终端系统和信号发布站对硬件设施的要求不是很高,对软件系统进行适当完善即可满足要求。无线电信号定位技术在移动通信领域的应用时间较早,范围也比较广泛。尽管如此,在移动通信领域使用该项技术也存在不足之处,信号输送过程中出现的不同方式、隐藏的传递途径以及基站的工作效率都会降低信号认定的准确程度。
美国的相关行业协会在本世纪初就出台了政策,要求通信运营商所提供的网络服务必须保证误差不能超过一百二十米。为推进移动通信业务的发展,适应现代生活的实际需要,欧洲、亚洲各国都紧随美国之后,相继推出了各项政策,鼓励该项系统定位业务的发展。在公共网络通讯领域,我国也取得了很大进步,各大通讯运营商从自身实际出发,相继向用户提供系统定位服务,扩大业务经营范围。我国联通公司研发核心技术,所设计出的无差别定位系统就极大的满足了用户在这一方面的业务需求;移动公司紧随其后,在北上广地区也推出了类似的服务项目,进一步的发展了移动定位技术,更大程度上降低了误差范围。
Abstract
在无线电信息传播领域,信息定位服务的水平取得了长足的发展,服务的类型项目也有所增加,这都受益于网络信息技术的快速发展。该项技术的服务对象除了是在危急情况排除意外,还在民生领域(货物输送、安保、有偿业务项目等)有了广泛运用。在信号传播方面,时间间隔定位服务的发展水平还不是很高,处于初步发展的时期。从2008年开始,在基础设施建设方面才使用此项技术,并推广开来。区别于军工和通讯领域,该项技术在信号传播方面的使用有如下不同之处:
第一,时间误差定位活动的推广受制于信号基站数。现实情况是通讯运营商所建设的信号站点超过了该领域行政机构所掌握的基站。在人口密集的城市地区,方圆五百米的范围内就必须设置一个信号发布站,农村地区的分布密度会小于城市地区,一般是上千米的区域内设置发布站,无线电移动定位技术的广泛应用和发展,正是建立在服务区内所设置的这种基站分布网络基础之上的。为满足人民群众的移动通讯方面的需求,我国也投入了巨额资金扩大该领域的硬件设施。过去主要是追求基站的大规模,现在从节约资金和满足当地用户多样化需求的角度出发,缩小了基站的规模。我国地域广阔,对无线电信号的管控任务量很大,如果依照民用通讯设施建设那样开展,一方面资金需求非常大,另一方面维护成本也非常高,我国政府现阶段还没有能力完成这一工作。按照国家标准,在县区一级的地域范围内会设置一到两个基站,这样就能满足人们基本的通讯需求。因为信号检测站的分布密度不均,在有限的区域内不能设置多个监测站,所以只能接收到数字电视信号和波段较强的雷达信号。在一些广播收听信号、数字化媒体信号、局域范围信号和卫星信号功率增大的情况下,该检测站也能收到。由于受制于无线电技术水平,那些不能发射大功率信号的设备还不能被定位,手提移动式的检测工具可以对它们进行定位。
第二,使用者范围不一样,在军事监控方面可以广泛使用此项技术,在实际使用过程中,技术要求会更严格,对于不同类型的军用雷达,该技术所计算的时间误差也不一样。在民用的通讯服务领域,使用该项技术,可以方便的定位信号的波段和其他参数。信号监测站对系统内部的相关信息进行数据分析,就能实现信号数据的计算,正是因为区域内的监测站数量较多,对处于各种方位的信号都能实现准确检测定位。在实际定位活动中,所需要定位目标大部分是固定的,无线电的波段范围很广,可以对二十至三千赫兹的波段进行定位,波段不同的信号所表现出的属性是不一样的,必须都顾及到。因此要求创建标准模型,计算无线电波时间差,保证准确度。
人们对于无线电确定方位这一方面的分析研究在较早以前就开始了,早在上世纪90年代Riter S与McCoy J 在某处就发表了“Autometic Vehicle Location-An
Ovarview”的相关文章,该文中作者对信号检测站的各项参数信息进行了精确计算,从而实现了定位功能。知名学者Chan Y. T 设计出Chan计算方式,使用该算法可以通过相关运算确定目标与监测站之间的远近,从而实现目标的定位,相比其他的计算方式,它具有显著特性。在无线电信号检测中出现的误差并不是源自于视觉的问题,对其进行深入研究降低误差势在必行。M.P.Wylie在这一领域也进行了深入研究,设计了进行误差分析的方法,它主要是在对隐藏性的数据参数进行分析的基础上而完成的。李聪运用其他方式研究了隐藏性时间误差,将其命名为误差研究辨别法,运用此方法能判断系统中误差的存在情况,对于目标的定位是依照信号残差实现的。无线电技术的发展日新月异,引发了其他许多目标定位形式的出现。笔者在文中引用了通过对波段进行过滤来实现监测站位置确定的方式,即使领域内的信号监测站达不到三个,使用该方法也会对目标进行明确定位。文献[14]笔者还应用了在移动通信系统中实现对目标的定位的方法,它与前文中的波段过滤方式是有所区别的。运用BP信息系统完成目标的定位,它利用了不同信号监测站的数值,因为信息系统的理解力非常高,能在多变的情况下掌握目标方位的变动情况。笔者还从数学角度设计了目标定位方式,通过对信号监测站信号强弱程度的控制,来完成信号基站空间布局的安排。随着科技的进步,无线电定位功能有了很大的发展,定位服务的范围在各行各业中有了更为广泛的运用。从世界范围来看,美国无线电行业组织正式提出了无线电定位的概念,日本从美国引进这一技术,在国内广泛推广使用,各项市场机制已经非常完善,在信息定位技术领域已处于领先地位。韩国也在这一领域有明显的发展,现在的发展水平已经超过美国。美国高通在现有的定位技术基础上设计出了gpsOne技术,当有些领域不能使用卫星定位时,就可以使用此方法来完成系统化的信息定位目标,该技术很好的弥补了前两种目标定位方式所存在的不足。大部分享有知名度的企业在进行目标性质确定方位这一方面在一定程度上设计了较为独立的方式,例如Allen Telecom 企业的Geometnx体系,Celloc企业的Cellocete体系,TruePosition企业的CLS 体系,U.S. Wirelass企业的RadioCemera体系等等。在充分吸取旧有的定位方式的基础上,很多企业都积极采用最新技术,来设计更为先进的目标定位方式。CVIS 公司在前些年举行的行业年会上介绍了所研发的新成就,他们将卫星系统融入到了汽车定位体系之中,效果显著。除此之外还使用了其他常用性的网络分析技术,将无线电信号与网络地图充分结合,最终完成全方位、全时段的跟踪汽车位置信息。另外一家行业公司也推出了自己的最新技术成果,它是运用各种信号传播系统,来实现目标的定位,使用这项技术,内部和外部的目标都可以被准确跟踪定位。我国在该领域的发展时间比较短,在进入二十一世纪后才开始研究,虽然发展时间短,但进步迅速,与发达国家之间的差