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加强复杂环境下电磁频谱管控举措

作者

曹知林

武警第二机动总队 福建福州 350201

摘要:随着信息技术的飞速发展,电磁环境日益复杂,电磁频谱作为重要的战略资源,其有效管控对于保障各类电子设备的正常运行、提升作战效能以及维护国家电磁空间安全至关重要。本文深入探讨了复杂环境下电磁频谱管控面临的挑战,详细分析了现有管控措施存在的问题,并针对性地提出了一系列切实可行的优化措施,旨在提高电磁频谱管控的效率和效果,为应对复杂电磁环境提供有力支撑。

关键词:复杂环境,电磁频谱,管控

引言

电磁频谱广泛应用于通信、雷达、导航、电子对抗等众多领域,是现代社会和国防建设不可或缺的战略资源。然而,在复杂环境下,电磁频谱面临着多种干扰源的影响,频谱资源紧张、电磁干扰严重等问题日益突出,给电磁频谱管控带来了巨大挑战。如何科学有效地进行电磁频谱管控,成为亟待解决的关键问题。

1.复杂环境下电磁频谱管控面临的挑战

1.1电磁环境复杂度高

现代社会中,各类电子设备数量激增,包括通信基站、广播电视发射台、工业设备、医疗设备以及大量的民用电子设备等。这些设备在工作时会产生不同频率、不同强度的电磁辐射,使得电磁环境变得异常复杂。同时,在军事领域,电子战装备的广泛应用进一步加剧了电磁环境的复杂性,各种有意干扰和无意干扰相互交织,严重影响了电磁频谱的正常使用。

1.2频谱资源紧张

随着无线通信技术的快速发展,对电磁频谱资源的需求呈爆发式增长。从传统的移动通信到新兴的物联网、5G 甚至未来的 6G 技术,都需要大量的频谱资源来支持。然而,频谱资源是有限的,可用频段日益拥挤,频谱分配矛盾突出。在复杂环境下,如何在有限的频谱资源中实现高效的分配和利用,成为电磁频谱管控的一大难题。

1.3电磁干扰难以应对

复杂环境下的电磁干扰形式多样,包括同频干扰、邻频干扰、互调干扰等。此外,恶意干扰源如敌方的电子战设备也会对正常的电磁频谱使用造成严重威胁。由于干扰源的位置、频率、强度等参数具有不确定性,且干扰信号可能与有用信号相互混杂,使得准确识别和有效应对电磁干扰变得极为困难。一旦受到干扰,通信中断、雷达误判、导航失灵等问题将严重影响各类系统的正常运行。

2.现有电磁频谱管控措施存在的问题

2.1管控手段相对单一

目前,电磁频谱管控主要依赖于传统的频谱监测设备和人工管理方式。频谱监测设备虽然能够对一定范围内的电磁信号进行监测和分析,但在复杂环境下,其监测精度和覆盖范围有限,难以全面准确地掌握电磁频谱的使用情况。人工管理方式则效率较低,对管理人员的专业素质要求较高,且容易受到人为因素的影响,导致管控效果不佳。

2.2频谱分配不够灵活

现有的频谱分配方式大多采用静态分配模式,即预先将特定频段分配给特定的用户或系统。这种方式在一定程度上保证了频谱使用的有序性,但在复杂环境下,由于不同用户和系统在不同时间、不同地点对频谱的需求差异较大,静态分配模式无法充分利用频谱资源,导致频谱利用率低下。同时,当出现紧急情况或临时需求时,难以快速灵活地调整频谱分配方案。

2.3缺乏有效的协同机制

电磁频谱管控涉及多个部门和领域,包括军队、政府部门、通信运营商等。然而,目前各部门之间缺乏有效的协同机制,信息共享不畅,在频谱管理和干扰应对方面各自为政,难以形成合力。例如,在应对突发电磁干扰事件时,不同部门可能会采取不同的措施,甚至出现相互冲突的情况,从而影响了管控效果。

3.复杂环境下电磁频谱管控优化措施

3.1加强频谱监测与感知能力

引入先进的频谱感知技术,如认知无线电技术,其设备能够实时感知周围电磁环境,自动检测可用频谱资源,并根据用户需求和干扰情况动态调整工作频率与发射功率,提高频谱利用效率,增强对复杂电磁环境的适应能力。同时,利用大数据和人工智能技术对监测到的海量电磁频谱数据进行分析处理,实现对电磁信号的快速识别、分类与预测,及时发现潜在干扰源和频谱异常情况,为电磁频谱管控提供准确的数据支持。

3.2实施动态频谱分配

深入开展频谱共享技术的研究与应用,在确保不引发相互干扰的条件下,准许不同用户共用同一频段。通过构建科学合理的频谱共享规则及协议,保障频谱共享过程中的公平性与安全性。以民用通信与军事通信为例,借助适配的技术手段,实现两者间的频谱共享,进而提升频谱资源的综合利用率。

研发智能化频谱分配软件系统,该系统依据电磁环境监测数据、用户需求信息以及频谱使用历史记录等多元数据,自动生成优化的频谱分配方案,并实施实时调整与动态优化。与此同时,为用户提供便捷的频谱申请与管理接口,提高频谱分配工作的效率与透明度。

3.3强化协同管控机制

构建完备的电磁频谱协同管控预案体系,针对潜在的各类复杂情境,精准界定各部门的应急响应程序及处置策略。常态化组织联合演练活动,以此检验并提升各部门间的协同作业效能与应急处置能力,保障在遭遇突发电磁干扰事件时,能够实现快速且高效的应对。

深化国际层面的电磁频谱管控协作,伴随全球化进程的推进,电磁频谱问题已演变为具有国际影响力的议题。各国应强化在电磁频谱监测、干扰防护、频谱资源分配等领域的交流与协作,共同应对跨国电磁干扰以及频谱资源竞争等诸多挑战,致力于维护全球电磁空间的和平与稳定状态。

结论

复杂环境下的电磁频谱管控是一项艰巨而复杂的任务,面临着诸多挑战。通过加强频谱监测与感知能力、实施动态频谱分配以及强化协同管控机制等一系列优化措施,可以有效提高电磁频谱管控的效率和效果,更好地应对复杂电磁环境带来的各种问题。在未来的发展中,随着信息技术的不断进步,电磁频谱管控技术也将不断创新和完善,为保障各类电子设备的正常运行、推动经济社会发展以及维护国家电磁空间安全提供坚实的支撑。

参考文献

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