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高功用核算在无线电办理范畴的运用

来历:我国无线电 作者:刘国英 李建平
发布于:2021-04-29 共2671字

  无线电技师龙8第五篇:高功用核算在无线电办理范畴的运用

  摘要:跟着经济社会的深入展开,充沛运用无线电频谱资源,前进无线电办理功率势在必行。本文对高功用核算技能进行了概述,并剖析了无线电办理范畴对高功用核算的需求,之后讨论了高功用核算在无线电办理范畴的运用,以期高功用核算技能能在无线电办理范畴得到更多的运用和展开,前进无线电频谱资源的运用率,促进无线电办理技能的前进,立异无线电办理办法。

  关键词:高功用核算; 无线电办理;

  Application of the High Performance Computing in Radio Management

  0 导言

  核算机技能的展开使其在各个范畴的展开中作出了巨大奉献。高功用核算技能以并行核算办法前进核算功用。在无线电办理范畴,各种事务和运用对核算才能的需求日积月累,若能充沛运用高功用核算技能,必将立异无线电办理的技能手法,前进无线电办理功率。

  1 高功用核算技能概述

  高功用核算(High Performance Computing,HPC),是指运用集合起来的核算才能来处理规范作业站无法完结的大规划科学与工程核算使命,包含仿真、建模和烘托等。完结高功用核算的设备称之为高功用核算机,其具有运算速度快、存储容量大和可靠性高级特色。从一般意义上讲,高功用核算和现在常说的并行核算、超级核算是近义词。作为科技立异的重要手法,高功用核算是今世科技竞赛的战略制高点,集中体现一个国家的归纳实力,在国防安全、高科技展开和国民经济建造中占有重要的战略地位。

  根据2019年我国HPC TOP100中的职业运用范畴的体系数量核算,一切体系散布于9个大的运用范畴。其间用于互联网/云核算的体系最多,到达34%;其他是大数据(14%)、科学核算(16%)、超算中心(11%)、政府电信(9%)、安全(2%)、工业制作(3%)、动力石油(6%)和短视频(5%)。根据运用形式的不同,上述9类运用可进一步归并为三大类:

  (1)大数据剖析发掘类:Map Reduce(映射归约),深度学习核算等根据数据的(非数值类)运用;

  (2)科学与工程核算:主要指传统的数值核算类运用,通常是核算密集型(也有数据密集型);

  (3)信息服务类:频频交互的互联网服务类运用[1]。

  高功用核算的运用触及许多范畴,跟着高功用核算技能的快速展开,其运用范畴也将越来越多。

  2 无线电办理范畴对高功用核算的需求

  无线电办理是为合理、有用地开发和运用无线电频谱资源,批阅各类无线电台的设置,协谐和处理各类无线电搅扰,监督查看各类无线电台的运用情况,保护空中电波次序,确保各种无线电事务正常进行的办理作业和办理体系。现在为充沛运用无线电频谱资源,前进无线电办理的功率,服务经济社会展开,需求不断立异无线电办理办法。

  根据一致的数据根底,充沛构建全国性的根底电磁频谱数据库,能够有用支撑当时及未来的归纳频谱办理作业;关于海量无线电频谱数据的处理办法展开全面研讨能够更好地支撑各类无线电作业;作业中通过监测、丈量设备构成的很多数据资源的堆集,若加以剖析运用,能够前进监测和频谱剖析的功率。这一切要求咱们注重数据的重要性,发挥数据的活跃作用,以数据为中心、为根底,通过核算服务无线电办理作业全局。在实践作业中,从监测数据、台站数据等根底数据动身,需求通过核算做好对无线电办理的事前、事中、过后支撑。而以数据的收集、剖析、发掘为根底,展开面向服务的各类运用,需求强壮的核算才能作支撑,高功用核算为其供给了可能性。

  3 高功用核算在无线电办理范畴中的运用讨论

  充沛的数据和强壮的核算,能够立异无线电办理的手法和办法,推进频谱办理立异展开,满意许多作业需求,以下浅谈高功用核算在无线电办理范畴中的相关运用。

  (1)满意更大规划体系级电磁兼容快速核算的需求

  体系级电磁兼容仿真核算是频率规划和区分的重要理论支撑手法。笔者所在单位的高功用核算渠道上已完结多个共存剖析事例的核算使命,为我国移动通讯频率的规划与区分、体系的布置以及设备射频目标确认等供给了强有力的技能支撑。

  现在,各国都在活跃推进5G移动通讯展开,中频段5G体系大多已完结实验组网。进行5G频率规划与区分,首先要进行5G移动通讯体系与相关频段卫星事务、射电地理事务、无线电导航事务等多种事务的同频邻频共存剖析,由于5G体系运用的频段更高、基站规划更大,而更大规划的蒙特卡洛仿真需求更加强壮的核算资源支撑。

  (2)满意杂乱城市环境中对电磁态势精准猜测以完结频谱同享的需求

  频谱同享是未来处理频谱供需矛盾、前进频谱运用率的有用途径,而构建频谱地图是完结频谱同享的条件,其间态势重构是重要环节。现在在广域空间电磁态势重构方面,针对杂乱城市环境的态势猜测难题,已完结根据UTD的猜测算法的开发和实测验证,在核算精度方面较传统经历模型有很大改进。可是该算法选用射线盯梢办法树立传达模型,存在核算量大、耗时长的问题。通过高功用核算渠道,将猜测算法并行化可大大前进核算功率。

  (3)满意对海量监测数据剖析发掘立异无线电办理技能手法的需求

  面临日益杂乱的城市电磁环境、日趋严重的频谱资源供求联络,可从多维度对海量监测数据进行剖析与发掘。

  展开监测作业离不开各种接收机,通过接收机可收集很多监测数据,若将这些监测数据作为一种原始数据资源堆集,并加以剖析运用,可发掘更多有价值的信息。以黑鸟接收机为例,作为一种高速接收机,可通过对其数据库的开发,依托高功用核算渠道,完结黑鸟日常监测数据的海量存储,以及对存储数据的剖析、处理和查询,满意作业需求。通过高功用核算渠道能够优化弥补黑鸟的功用,使其具有同时在线扫描监测和前史监测数据剖析处理功用,前进了对日常监测数据的自动化监测和剖析才能。再以PR100为例,作为一种便携式移动无线电监测接收机,其移动监测才能众所周知。为前进其运用率,除移动监测时刻外,可将其用作固定接收机7×24小时不间断收集监测数据。通过对其做二次开发,通过信号辨认检测算法,生成信号表和频谱图写入数据库,可完结对不同事务信号的核算剖析,而整个进程的数据处理需求依托高功用核算渠道。以上两个实例凸显了高功用核算在剖析和发掘海量数据方面的优势,前进了设备的运用率,立异了无线电监测手法和办法。

  4 结束语

  总而言之,现代化信息技能的展开,使高功用核算技能成为重要的展开方向。无线电办理事关国计民生,跟着无线电监测技能的展开,更高效地完结频谱资源的运用和办理势在必行,而以数据为中心的各类运用对核算资源的需求更加激烈。高功用核算是一种高效核算手法,若能充沛运用其优势,必将推进无线电办理的立异展开。

  参考文献

  [1]袁国兴,张云泉,袁泉.2019年我国高功用核算机展开现状剖析[J].核算机工程与科学,2019,41(12):2095~2100

作者单位:国家无线电监测中心陕西监测站
原文出处:刘国英,李建平.高功用核算在无线电办理范畴的运用[J].我国无线电,2021(02):27-28.
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