多任務監測、測向體制的概念
無線電監測、測向系統按同一設備同時可執行任務的多少可分為單任務系統和多任務系統。
就單任務系統來說,同一監測、測向設備同時只能執行一項任務;而多任務系統同一設備可同時執行多項任務,即可同時執行多項監測、測向任務。當設備已有任務在執行時,新來的任務仍然可以被接收運行。比如,某用戶在某一設備上執行某一頻段監測時,其他用戶向該設備發出另外一個頻段的監測請求時,則設備可以接受該請求并執行。多任務制體系基于時分原理。通常來說,監測設備采樣時間比數字信號處理的時間短,一個任務的采樣完成后,采樣設備將閑置等待數字信號處理。多任務體系則充分利用采樣硬件閑置時間去完成其他任務,其數字信號處理部分是多任務并行處理的。正如一個GSM物理信道可以同時支持8個用戶,而不降低服務質量一樣。多任務監測、測向系統在我國剛出現不久,已在我國成功應用,首套多任務監測、測向系統2005年12月在黑龍江省監測站已投入使用。
多任務監測、測向體制的優勢
過去十幾年中,國內無線電監測、測向技術得到迅速發展,從比幅測向體制已發展到比相體制,但是它們屬于單任務體制系統,也就是說它們一次只能執行一項監測、測向任務。多任務系統與單任務系統相比具有以下明顯的優勢:(1)在監測聯網時,對單任務系統來說,假如設備已有任務在執行,其他任務將被拒絕,除非中斷現有任務使設備閑置,才能執行新來任務。單任務系統在聯網過程中為了保障高級別的重要任務能及時運行,必須按優先級實行中斷;而多任務系統沒有必要進行中斷,即可接納新任務。(2)由于經費有限,國內出現越來越多的小型監測站,其小型監測站沒有測向功能。當多個小型監測站公用一個測向站時,多個小型監測站同時向一個測向站發出測向請求的情況經常發生。單任務體制測向站將無法滿足以上要求;而多任務體制測向站則可勝任工作。(3)隨著無線電治理綜合平臺的廣泛應用,監測站的設備就不僅限定在本監測站內部使用,其他部門如無線電治理處或執法辦公室必要時也會使用監測設備,多任務體制既能夠滿足其他部門的需要,又不影響監測站本身的正常工作。
多任務監測、測向系統組成與特點
多任務系統有它非凡的系統結構,系統是基于計算機網絡的。首先,設備端具有內置服務器,擔負多任務的處理和設備分配工作,客戶端有相應軟件實現人機對話和與設備端服務器通信。目前支持多任務的監測、測向產品有TCI和GEW等。TCI和GEW分別向我國提供了設備的底層協議,也就是說,軟件操作系統可以完全由國內軟件取代。這樣,系統信息安全得到了保證,與其他無線電治理系統如頻率、臺站系統很輕易實現對接,也可以按照RMPT協議提供接口[1]。
TCI和GEW的特點稍有不同,但其基本原理大致相同,參見圖1。
與單任務監測、測向體制比較,多任務體制中具有多任務智能服務器,由它進行多任務的分配與治理。
3.1TCI多任務系統
TCI使用相關干涉儀體制,它的優勢是測向時既使用相位差信息,又使用幅度差信息,這是因為它的測向天線單元是方向性的。值得說明的是TCI系統的監測、測向天線是無源的,且具有完善的自動校驗體系[2]。系統共有兩個信道,每個信道分別含有監測和測向接收機,監測和測向同步進行。監測和測向都支持多任務,任務的數目沒有限制。但是當任務的數目達到一定程度時,系統的測量速度會下降。集成商可以附加多個監測接收機,但TCI多任務設備服務器不直接控制這些接收機。
3.2GEW多任務系統
對監測來說,GEW系統答應增加多個監測接收機,并由其多任務智能服務器直接控制。這樣,可以實現在頻域上同時監測較寬的頻段。GEW單個監測接收機的帶寬為20MHz,假如系統集成20個接收機,它將能同時監測400MHz寬的頻段。GEW設置最多同時測向任務為八個,GEW提供兩信道和五信道測向系統。系統結構參見圖3。
多任務系統的要求
在多任務體系中,可能多個用戶同時下達多個監測、測向任務,這就首先要求系統能夠迅速給出準確穩定的監測、測向結果;其次,因多任務監測站往往架設在較高處,如高山上,系統應具有較強的抗同頻干擾能力。
多任務系統與小型監測站
多任務監測、測向系統與小型監測系統的有機結合是無線電監測網的發展趨勢。目前,各省都紛紛建設小型監測站,爭取擴大監測范圍,但對監測到的違章頻率占用無法實時實現測向定位。在這種情況下請求四周測向站協助測向是必要的,該測向站應該是多任務體制的,這是因為它往往同時接受來自多個小型監測站的多個測向請求。小型監測站和多任務監測、測向站兩者的有機結合是無線電監測網的發展方向(見圖4)。它能使監測和測向設備投資比例趨于合理,大量節省投資。
在無線電治理系統中,測向設備價格昂貴,多任務測向系統與小型監測系統的有機組合,可減少測向設備的數量,使監測與測向設備的投資比例趨于合理。
參考文獻
[1]國家無線電監測中心,《無線電監測傳輸協議(RMTP)》,2005。
[2]周鴻順編譯,《頻譜監測手冊》,2006,人民郵電出版社,pp88-89.
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