多任务监测、测向系统

李超峰  闻华庆  罗军  屈斌

1.西安电子科技大学理学院物理系，chaofeng98@yahoo.com.cn，陕西 西安 710071；
2.深圳市嵘兴实业发展有限公司，广东 深圳 518031
摘要   随着无线电监测、测向技术的发展，多任务制无线电监测、测向体系日益必要，本文介绍了多任务体系在无线电管理中的应用，以及系统构成优缺点等。
关键词   多任务监测、测向；频谱管理。

1.多任务监测、测向体制的概念

无线电监测、测向系统按同一同时可执行的任务的多少可分为单任务系统和多任务系统。单任务系统来说，同一监测、测向设备同时只能执行一项任务；而多任务系统同一设备可同时执行多项任务，也就是说可以同时执行多项监测、测向任务。当设备已有任务在执行时，新来的任务仍然可以被接收运行。比如，某用户在某一设备上执行某一频段监测时，其他用户向该设备发出另外一频段监测请求时，则设备同样接收该请求并执行。多任务制体系是基于时分原理的，通常来说采样时间比数字信号处理的时间短，一个任务的采样完成后采样设备闲置等待数字信号处理。 多任务体系充分利用采样硬件闲置时间去完成其他任务。其数字信号处理部分是多任务并行处理的。正如一个GSM物理信道可以同时支持8个用户，而不降低服务质量一样。多任务监测、测向系统在我国刚出现不久，已在我国成功应用，首套多任务监测、测向系统2005年12月在黑龙江省监测站已投入使用。

2.多任务监测、测向体制的优势

过去十几年来，国内无线电监测、测向技术得到迅速发展，从比幅测向体制已发展到比相体制，但是它们属于单任务体制系统，也就是说它们一次只能执行一项监测、测向任务。随着多任务监测、测向系统在我国成功应用，大家对它具有的优势十分关注，多任务系统与单任务系统相比具有以下明显的优势：（1）在监测联网时，对单任务系统来说，如果设备已有任务在执行，其他任务就被拒绝，除非中断现有任务，使设备闲置才能执行新来任务，比如，在联网时为了保障上级来的重要任务能及时运行，必须采用按优先级实行中断；而多任务体制没有必要采用中断，它可以接纳新任务。（2）由于经费有限，国内出现越来越多的小型监测站，其小型监测站没有测向功能，多个小型监测站公用一个测向站时，多个小型监测同时向一个测向站发出测向请求也经常发生，对单任务体制测向站就无法满足多个小型监测站的要求；而多任务体制完全可以满足。（3）随着无线电管理综合平台的广泛应用，监测站的设备就不仅仅限定在本监测内部使用，其他部门如无线电管理处或执法办公室必要时也会使用监测设备，多任务体制既能够满足其他部门的需要，又不影响监测站本身的正常工作。

3.多任务系统组成与特点

多任务系统有它特殊的系统结构，系统是基于计算机网络的。 首先设备端具有内置服务器担负多任务的处理和设备分配工作，客户端有相应软件实现人机对话和与设备端服务器通信。目前支持多任务的监测、测向产品有TCI和GEW等。TCI和GEW分别向我国提供了设备的底层协议，也就是说，软件操作系统可以完全由国内软件取代，这样，系统信息安全有了保证，与其他无线电管理系统如频率、台站系统很容易实现对接，也可以按照RMPT协议提供接口[1]。
TCI和GEW的特点稍有不同，但基本原理大致相同，参见下图。

3.1 TCI多任务系统

TCI使用相关干涉仪体制，它与它其他公司同类产品相比的优势是测向时它既使用相位差信息，又使用幅度差信息。这是因为它的测向天线单元是方向性的，而其他公司同类产品使用全方向性测向天线单元，无法使用幅度差信息测向，也就是说，各测向天线单元接收的信号幅度没有明显的区别。值得说明的是TCI系统的监测、测向天线是无源的，且具有的完善的自动校验体系[2]。系统共有两信道，每信道都分别含有监测和测向接收机，监测和测向同步进行。监测和测向都支持多任务，任务的数目没有限制。但是当任务的数目达到一定程度时，系统的测量速度会下降。集成商可以附加多个其它厂家的监测接收机，但TCI多任务设备服务器不直接控制这些接收机。

3.2 GEW多任务系统

对监测来说，GEW系统允许增加多个监测接收机，并由其多任务智能服务器直接控制。这样，可以实现在频域上同时监测较宽的频段。GEW单个监测接收机的带宽为20MHz，如果系统集成20个接收机，它将能同时监测400MHz宽的频段。对测向来说，GEW设置最多同时任务为八个，GEW提供两信道和五信道测向系统。系统结构参见下图：

对无线电管理来说，大量使用和更重要的是频谱监测；测向设备使用的相对较少。但是，由于单个测向设备的价格往往远大于单个监测设备的价格，如果，测向设备和监测设备数量上是1：1的比例话，对无线电管理来说，投资比例将严重不合理。对多任务测向系统与小型监测系统的有机组合，监测设备和测向设备的数目比例不再是1：1的关系，而是N:1的关系，投资比例趋于合理。

当然，由于系统组合中有多个小型监测站，比较各小型站的接收场强粗略定位和将来使用到达时间差定位也被认为是一种良好的辅助手段。

参考文献
[1] 国家无线电监测中心，《无线电监测传输协议（RMTP）》，2005。