基于信息共享的信息提取

基于信息共享的信息提取

1電磁頻譜資源管理電子表格資源與土地、礦產(chǎn)、石油一樣。它不僅是自然資源，也是一個(gè)非晶態(tài)資源。電磁頻譜資源管理,是政府和軍隊(duì)的管理部門運(yùn)用法律、行政、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)手段,制定電磁頻譜管理政策、制度,劃分、規(guī)劃、分配、指配頻率和航天器軌道資源,以及對(duì)頻率和軌道資源使用情況的監(jiān)督、檢查、協(xié)調(diào)、處理等活動(dòng)。未來信息化條件下的聯(lián)合作戰(zhàn),敵我雙方的電子干擾、電子偵察、電子防御、高性能的通信導(dǎo)航裝備、雷達(dá)定位等高科技電子產(chǎn)品充滿整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng),如不能很好地解決頻譜干擾問題,不僅影響我方每個(gè)電子系統(tǒng)的使用效果,還可能受到敵方電子系統(tǒng)的嚴(yán)重干擾,甚至可能造成災(zāi)難性后果。因此,電磁頻譜管理是否高效,直接關(guān)系到作戰(zhàn)指揮是否順暢、武器效能能否正常發(fā)揮,并最終決定作戰(zhàn)的成敗,對(duì)奪取戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利具有十分重要作用。研究開發(fā)“以監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)處理為管理手段,以信息網(wǎng)格為體系結(jié)構(gòu)”的電磁頻譜資源管理是當(dāng)務(wù)之急的一件大事,是打贏未來信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)的重要保證。作為下一代Internet的關(guān)鍵技術(shù)———信息網(wǎng)格技術(shù)可以提供全面的信息資源共享,解決信息孤島問題,能為用戶提供一體化的智能信息服務(wù),能夠很好地解決信息和知識(shí)資源的智能共享。在電磁頻譜資源管理中也存在很多的資源共享問題,包括區(qū)域中電磁頻譜的使用、分配與顯示等,尤其是多種機(jī)動(dòng)裝備在不同區(qū)域?qū)︻l率的動(dòng)態(tài)分配問題等,因此本論文運(yùn)用信息網(wǎng)格理論對(duì)建立電磁頻譜資源管理新的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討。2持共享數(shù)據(jù)的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)信息網(wǎng)格是要利用現(xiàn)有的網(wǎng)路平臺(tái),為用戶提供一體化的智能信息平臺(tái),其目標(biāo)是創(chuàng)建一種架構(gòu)在操作系統(tǒng)和Web之上的基于網(wǎng)絡(luò)的新一代信息平臺(tái)和軟件基礎(chǔ)設(shè)施。信息網(wǎng)格可以對(duì)數(shù)據(jù)庫和存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行訪問,并且它支持共享數(shù)據(jù)以用于處理和大規(guī)模的協(xié)作。其網(wǎng)格結(jié)構(gòu)如圖1所示,一般分為四個(gè)層次:資源層、中間件層、工具環(huán)境層和應(yīng)用層。其中網(wǎng)格資源是構(gòu)成網(wǎng)格系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施。網(wǎng)格中間件是指一系列協(xié)議和服務(wù)軟件。工具環(huán)境網(wǎng)格提供良好的應(yīng)用開發(fā)環(huán)境。網(wǎng)格應(yīng)用是對(duì)用戶需求的實(shí)現(xiàn),是對(duì)各種應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)。由于信息化條件下作戰(zhàn)涉及的用頻裝備多,分布范圍很廣,可以將其電磁頻譜資源管理看成一個(gè)分散型系統(tǒng)和資源的復(fù)雜管理問題,同時(shí)還存在一些數(shù)據(jù)訪問、集成、安全和保護(hù)等問題。為此,運(yùn)用網(wǎng)格技術(shù)來研究電磁頻譜的資源管理,將整個(gè)范圍分成若干區(qū)域節(jié)點(diǎn),用信息網(wǎng)格的概念對(duì)各區(qū)域節(jié)點(diǎn)的頻譜資源進(jìn)行管理并參與整個(gè)范圍的資源管理與調(diào)配。3分析需求,科學(xué)分配頻譜資源電磁頻譜管理的目的在于靈活、精確地使用電磁頻譜資源,并保證各種用頻設(shè)備發(fā)揮其最佳效能。電磁頻譜管理既要保證我方各種電磁頻譜業(yè)務(wù)的正常進(jìn)行,又要防止我方電子攻擊對(duì)己方無線電設(shè)備產(chǎn)生的有害干擾,任務(wù)極其艱巨,因此,電磁頻譜資源管理必須在充分掌握戰(zhàn)場(chǎng)電磁頻譜資源的基礎(chǔ)上,進(jìn)行全面地作戰(zhàn)用頻需要分析,最終進(jìn)行科學(xué)有效地頻譜資源分配。電磁頻譜管理的主要內(nèi)容如圖2所示。主要包括以下三部分。1)及時(shí)掌握戰(zhàn)場(chǎng)電磁頻譜資源情況要進(jìn)行電磁頻譜的資源管理,首先要及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握當(dāng)前區(qū)域節(jié)點(diǎn)的頻譜資源情況,科學(xué)分析區(qū)域節(jié)點(diǎn)中敵、我和自然條件構(gòu)成的復(fù)雜電磁環(huán)境,這也是進(jìn)行電磁頻譜資源有效管理計(jì)劃的基礎(chǔ)。這里提出的電磁頻譜資源情況是由若干子系統(tǒng)完成的,通常包括掌握自然電磁環(huán)境子系統(tǒng)、掌握軍用用頻裝備設(shè)備子系統(tǒng)、掌握民用用頻設(shè)備子系統(tǒng)、掌握電磁頻譜管理力量子系統(tǒng)等。2)全面分析作戰(zhàn)用頻需求分析作戰(zhàn)用頻需求,必須根據(jù)作戰(zhàn)規(guī)模、參戰(zhàn)部隊(duì)用頻裝備(網(wǎng)系)數(shù)量和性能,以及作戰(zhàn)部署和戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)變化等情況,對(duì)頻譜需求量與可用的頻譜資源,各種無線電設(shè)備的電磁兼容程度等進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。為此,各級(jí)用戶及管理部門應(yīng)熟悉作戰(zhàn)預(yù)案,對(duì)作戰(zhàn)對(duì)手、主要行動(dòng)、區(qū)域、空域等情況做到心中有數(shù),并根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)的輕重緩急,綜合分析作戰(zhàn)頻譜使用需要,擬定作戰(zhàn)用頻需求表,主要明確參戰(zhàn)部隊(duì)用頻裝備使用頻率和禁用、保護(hù)、監(jiān)護(hù)頻率等。3)科學(xué)分配頻譜資源為確保作戰(zhàn)電磁頻譜的有序使用,避免各級(jí)指揮機(jī)構(gòu)和作戰(zhàn)部隊(duì)的用頻裝備之間造成相互干擾,應(yīng)根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)電磁頻譜環(huán)境、用頻裝備所處的地理位置以及作戰(zhàn)用頻要求,將戰(zhàn)場(chǎng)頻譜資源進(jìn)行統(tǒng)一分配。由于作戰(zhàn)戰(zhàn)場(chǎng)電磁態(tài)勢(shì)具有復(fù)雜性、速變性等特點(diǎn),在進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)頻譜資源的分配時(shí)必須做到:(1)在區(qū)分頻段和工作頻率時(shí),要做到統(tǒng)籌規(guī)劃,嚴(yán)防同頻干擾、鄰頻干擾和互調(diào)干擾;(2)要考慮不同設(shè)備在不同條件下使用不同頻率所產(chǎn)生的通信效果,應(yīng)明確區(qū)分不同種類的業(yè)務(wù)工作,不同時(shí)間、天候,不同地域中電磁頻譜的使用和電磁兼容,以確保所有用頻設(shè)備都能發(fā)揮其最大效能,滿足作戰(zhàn)指揮的需要;(3)隨著作戰(zhàn)進(jìn)程的推進(jìn),部隊(duì)擔(dān)負(fù)作戰(zhàn)任務(wù)的重要程度會(huì)不斷變化,其對(duì)無線電頻率的需求也會(huì)隨之變化。因此,戰(zhàn)場(chǎng)電磁頻譜的分配應(yīng)在統(tǒng)一計(jì)劃的基礎(chǔ)上,根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)、作戰(zhàn)階段、作戰(zhàn)區(qū)域的不同和用頻裝備組織運(yùn)用的實(shí)際需求,靈活采用各種頻率分配方法。4系統(tǒng)的磁頻譜管理基于信息網(wǎng)格的電磁頻譜資源管理區(qū)別于一般的電磁頻譜管理主要在于兩個(gè)方面,一是整個(gè)系統(tǒng)采用了基于信息網(wǎng)格的體系結(jié)構(gòu),二是在新的體系結(jié)構(gòu)下采用了新的資源管理工作流程。具體介紹如下:4.1區(qū)域節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)模型用信息網(wǎng)格來研究問題,首先要將整個(gè)區(qū)域劃分成若干區(qū)域節(jié)點(diǎn),每個(gè)區(qū)域節(jié)點(diǎn)對(duì)各自區(qū)域的頻譜資源、頻譜用戶、各級(jí)頻管力量進(jìn)行管理,同時(shí)又可以接收其它區(qū)域節(jié)點(diǎn)的電磁頻譜數(shù)據(jù)庫信息,形成統(tǒng)一的共享信息,不僅不會(huì)產(chǎn)生電磁頻譜分配與使用上的沖突,而且分成多個(gè)區(qū)域節(jié)點(diǎn)分別對(duì)電磁頻譜資源管理大大減少了管理的復(fù)雜性。通常運(yùn)用信息網(wǎng)格技術(shù)將一個(gè)區(qū)域節(jié)點(diǎn)分為應(yīng)用層,服務(wù)層和資源層,基于信息網(wǎng)格的電磁頻譜資源管理的系統(tǒng)中的一個(gè)區(qū)域節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。1)應(yīng)用層的設(shè)計(jì)該層主要實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)格向各級(jí)電磁頻譜用戶、電磁頻譜管理力量提供操作界面,以滿足信息網(wǎng)格與用戶在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的交互及遠(yuǎn)程訪問網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的要求。構(gòu)造一個(gè)一體化的智能信息服務(wù)平臺(tái)模型,該模型以電磁頻譜數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),通過網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建電磁頻譜資源管理信息網(wǎng)格,最終用戶通過網(wǎng)格門戶或應(yīng)用系統(tǒng)訪問所需分布式異構(gòu)資源,實(shí)現(xiàn)各級(jí)電磁頻譜用戶、電磁頻譜管理力量等用戶類似“一站式”服務(wù)。2)服務(wù)層的設(shè)計(jì)服務(wù)層位于信息網(wǎng)格的核心位置,主要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格內(nèi)資源管理功能?；谛畔⒕W(wǎng)格的電磁頻譜資源管理系統(tǒng)模型包括頻譜登記、頻譜搜索、頻譜顯示、各區(qū)域節(jié)點(diǎn)管理、各級(jí)頻管力量管理和各級(jí)用戶管理等功能。3)資源層的設(shè)計(jì)資源層由電磁頻譜數(shù)據(jù)庫、電磁頻譜探測(cè)網(wǎng)、電磁頻譜監(jiān)測(cè)網(wǎng)等模塊組成,每一個(gè)模塊負(fù)責(zé)進(jìn)行相應(yīng)頻譜資源的監(jiān)測(cè),對(duì)各自的管轄內(nèi)容進(jìn)行管理和控制。并將頻譜資源監(jiān)測(cè)結(jié)果上傳給服務(wù)層中的頻譜管理模塊,并執(zhí)行由頻譜分配模塊發(fā)過來的命令。4.2系統(tǒng)的工作流程基于信息網(wǎng)格的電磁頻譜資源管理是由各級(jí)用戶、頻管力量、區(qū)域節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò),區(qū)別于傳統(tǒng)的授權(quán)網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的靜態(tài)頻率分配與指配方式不適用具有此功能的網(wǎng)絡(luò)。這是因?yàn)橛捎陔姶怒h(huán)境不斷變化各區(qū)域節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到的空閑頻譜也不斷在變化;各級(jí)頻率用戶的需求也在變化,對(duì)空閑頻譜的使用需求也不斷發(fā)生改變。各區(qū)域節(jié)點(diǎn)根據(jù)探測(cè)、監(jiān)測(cè)的結(jié)果,對(duì)頻譜資源進(jìn)行分析和評(píng)價(jià),確定在時(shí)間和空間上可用頻譜資源,并根據(jù)一定的規(guī)則對(duì)頻譜資源進(jìn)行共享和分配,具體的工作流程如圖4所示。4)各級(jí)頻譜管理力量根據(jù)任務(wù)的不同向節(jié)點(diǎn)注冊(cè),同時(shí)通過節(jié)點(diǎn)掌握整個(gè)系統(tǒng)的電磁頻譜管理及使用情況,必要時(shí)根據(jù)不同的權(quán)限進(jìn)行一定的資源分配和管理。任務(wù)完成后,自動(dòng)退出。5)節(jié)點(diǎn)的使命完成,自動(dòng)退出系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)流程可以由以上1)~5)五個(gè)基本的步驟來實(shí)現(xiàn)。從提出的信息網(wǎng)格的體系結(jié)構(gòu)和資源管理的工作流程可以總結(jié)出這種結(jié)構(gòu)的電磁頻譜資源管理有如下重要特點(diǎn):1)各級(jí)頻譜用戶、各級(jí)頻譜管理力量以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)任務(wù)需要隨時(shí)隨地地登錄和注銷系統(tǒng),不對(duì)整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生任何影響,實(shí)現(xiàn)了“即插即用”;2)各區(qū)域節(jié)點(diǎn)可以對(duì)當(dāng)前區(qū)域的電磁頻譜使用情況進(jìn)行實(shí)時(shí)掌握,運(yùn)用節(jié)點(diǎn)及網(wǎng)格的形式將系統(tǒng)管理分成了幾個(gè)區(qū)域來進(jìn)行,大大減少了電磁頻譜管理的復(fù)雜性;3)網(wǎng)格是由多用途協(xié)議和接口來構(gòu)建的,該協(xié)議將能解決諸如鑒別、授權(quán)、資源發(fā)現(xiàn)和資源訪問等一些基本問題;4)信息網(wǎng)格的信息共享,為整個(gè)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)的管理與實(shí)現(xiàn)提供了重要保證。5系統(tǒng)配套測(cè)試隨著我國信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,我軍武器裝備信息化和信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程不斷加快,各類軍、民用電子設(shè)備的大量涌現(xiàn),對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)電磁頻譜資源管理機(jī)動(dòng)性、靈活性、實(shí)時(shí)性等提出了更高的要求,這就使得提出的基于信息網(wǎng)絡(luò)的電磁頻譜資源管理具有更高的實(shí)用性、可行性。當(dāng)然,電磁頻譜資源管理的自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化研究工作起步不久,還有許多需要深入研究并解決的具體問題。在后期的研究工作中將完善體系結(jié)構(gòu)、細(xì)化各級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、提高系統(tǒng)的智能化等,從而進(jìn)一步提高我軍電磁頻譜資源管理能力。1)區(qū)域節(jié)點(diǎn)開機(jī)及初始化。向系統(tǒng)注冊(cè)并開始檢測(cè)節(jié)點(diǎn)