談無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

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摘要：本文主要論述無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)的作用，并列舉了無(wú)線電發(fā)射設(shè)備實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)、發(fā)射臺(tái)站現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)以及大型活動(dòng)保障無(wú)線電檢測(cè)等幾個(gè)方面檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：無(wú)線電檢測(cè)；無(wú)線電管理

前言

面對(duì)無(wú)線電技術(shù)應(yīng)用的快速發(fā)展，無(wú)線電管理技術(shù)機(jī)構(gòu)需要及時(shí)完善技術(shù)手段，提升對(duì)無(wú)線電相關(guān)設(shè)備的測(cè)試能力。在日常的無(wú)線電管理工作中，無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)被應(yīng)用于各類無(wú)線電臺(tái)站和無(wú)線電設(shè)備的監(jiān)管、重大活動(dòng)的無(wú)線電安全保障，以及協(xié)助司法機(jī)構(gòu)對(duì)各類非法臺(tái)站進(jìn)行鑒定等工作之中。本文對(duì)無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了論述，從無(wú)線電發(fā)射設(shè)備實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)、無(wú)線電臺(tái)站現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)以及大型活動(dòng)保障無(wú)線電檢測(cè)三方面，著手闡述了無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。

1無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)

測(cè)試技術(shù)是測(cè)量技術(shù)及試驗(yàn)技術(shù)之總稱。定量地描述事物的狀態(tài)變化和特征總離不開測(cè)試，測(cè)試是依靠一定的科學(xué)技術(shù)手段定量地獲取某種研究對(duì)象原始信息的過(guò)程。這里所講的“信息”，是指事物的狀態(tài)或?qū)傩浴Ｔ跓o(wú)線電領(lǐng)域，無(wú)線電測(cè)試也稱之為無(wú)線電檢測(cè)，主要是利用各種技術(shù)手段和儀器儀表獲取各類無(wú)線電信號(hào)或無(wú)線電設(shè)備的相關(guān)信息。在工作過(guò)程中，需要對(duì)各種信息作出客觀、準(zhǔn)確的描述。如無(wú)線電發(fā)射臺(tái)站的檢測(cè)，就需要對(duì)臺(tái)站的發(fā)射頻率、發(fā)射功率、調(diào)制參數(shù)等通過(guò)測(cè)試儀表以及輔助的設(shè)備、軟件等進(jìn)行測(cè)試，并定量地輸出測(cè)試結(jié)果，將測(cè)試結(jié)果與相關(guān)的技術(shù)規(guī)范等進(jìn)行比較，給出是否合格的判斷。以發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率測(cè)量為例，根據(jù)發(fā)射類別或信號(hào)特征，發(fā)射功率可分為：峰包功率（調(diào)制包絡(luò)最高峰一個(gè)射頻周期內(nèi)的平均功率）；平均功率（發(fā)射機(jī)在調(diào)制中與所遇到的最低頻率周期相比足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)的功率）；載波功率（無(wú)調(diào)制時(shí)載波的平均功率）。測(cè)試方框圖如圖1所示。利用頻譜分析儀對(duì)發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率進(jìn)行測(cè)試時(shí)，為了防止設(shè)備過(guò)載造成的損壞，在測(cè)試過(guò)程中會(huì)使用衰減器，并在測(cè)試結(jié)果中對(duì)衰減器的衰減量進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償可以在結(jié)果中通過(guò)軟件進(jìn)行后期計(jì)算，也可以將衰減量輸入頻譜儀，自動(dòng)增加到測(cè)試結(jié)果中，通過(guò)頻譜直接讀取測(cè)試結(jié)果。還可以利用頻譜分析儀對(duì)鄰道干擾、諧雜波指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。利用信號(hào)解調(diào)軟件，可以對(duì)發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)的調(diào)制指標(biāo)，如調(diào)制精度、矢量星座圖、EVM（矢量幅度誤差）等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試（見圖2）。

2無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

在日常的無(wú)線電管理工作中，和無(wú)線電檢測(cè)相關(guān)的工作包括無(wú)線電發(fā)射設(shè)備實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)、無(wú)線電發(fā)射臺(tái)站現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、重大活動(dòng)保障無(wú)線電檢測(cè)等。下文分別對(duì)上述工作的應(yīng)用進(jìn)行描述。

2.1無(wú)線電發(fā)射設(shè)備實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)

無(wú)線電發(fā)射設(shè)備的頻譜參數(shù)是否合格，會(huì)對(duì)后續(xù)無(wú)線電管理工作產(chǎn)生直接影響，應(yīng)確保無(wú)線電設(shè)備所發(fā)射的信號(hào)不對(duì)其他合法無(wú)線電設(shè)備產(chǎn)生干擾。對(duì)無(wú)線電發(fā)射設(shè)備的檢測(cè)，是對(duì)其頻率技術(shù)指標(biāo)的管理。通過(guò)對(duì)無(wú)線電發(fā)射設(shè)備的檢測(cè)，其目的在于有效利用無(wú)線電頻譜資源，維護(hù)空中電波秩序，保證無(wú)線電設(shè)備能夠在各自核定的頻段，按照界定的發(fā)射特性進(jìn)行工作，確保各種無(wú)線電業(yè)務(wù)的正常開展。隨著無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)職能的轉(zhuǎn)變，需要對(duì)市場(chǎng)上銷售的各類無(wú)線電發(fā)射設(shè)備進(jìn)行市場(chǎng)監(jiān)督和事中事后監(jiān)管，也包括協(xié)助各級(jí)司法機(jī)關(guān)對(duì)非法無(wú)線電臺(tái)站進(jìn)行司法鑒定等。這些都需要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)被測(cè)樣品進(jìn)行檢測(cè)以提供翔實(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)，還要保證測(cè)試結(jié)果的有效性。這就需要技術(shù)人員針對(duì)各類無(wú)線電臺(tái)站進(jìn)行射頻性能的檢測(cè)，確認(rèn)其是否滿足相關(guān)技術(shù)指標(biāo)以及國(guó)家相關(guān)文件、標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前市場(chǎng)上需要進(jìn)行檢測(cè)的設(shè)備包括：模擬無(wú)線電設(shè)備（AM/FM/SSB）、數(shù)傳設(shè)備、數(shù)字對(duì)講設(shè)備、集群類設(shè)備、藍(lán)牙設(shè)備（V1.0/V1.2/V2.0/V2.0+EDR/V3.0/V4.0/V5.0/V5.1版本）、WiFi設(shè)備（802.11a/b/g/n/ac/ax制式）、2G/3G/4G移動(dòng)通信終端、5GNR移動(dòng)通信終端等。以NB-IoT終端為例，其需要測(cè)試的項(xiàng)目如表1所示。對(duì)于上述指標(biāo)，需要利用頻譜分析儀（信號(hào)分析儀）、信號(hào)源、無(wú)線綜測(cè)儀、功率計(jì)等設(shè)備搭建測(cè)試系統(tǒng)，針對(duì)不同的測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試（見圖3）。對(duì)于NB-IoT終端，需要利用綜測(cè)儀和被測(cè)件建立通信連接，通過(guò)綜測(cè)儀控制被測(cè)件的功率輸出，然后利用頻譜分析儀對(duì)輸出功率、帶外雜散等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。

2.2無(wú)線電發(fā)射臺(tái)站現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)就是在設(shè)備使用現(xiàn)場(chǎng)對(duì)發(fā)射設(shè)備的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)照該設(shè)備型號(hào)核準(zhǔn)的指標(biāo)進(jìn)行核實(shí)，其目的是檢驗(yàn)設(shè)備發(fā)射指標(biāo)是否合格，以確保高質(zhì)量通信、避免干擾、減少有害影響等?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)一方面體現(xiàn)了無(wú)線電管理部門的事中事后監(jiān)管工作，在遇到干擾時(shí)能夠提供翔實(shí)的數(shù)據(jù)證據(jù)；另一方面可防患于未然，提前對(duì)各類大功率發(fā)射源進(jìn)行檢測(cè)核查，可避免由于設(shè)備故障、誤操作等造成的無(wú)線電干擾。以常見的GSM基站為例，對(duì)于GSM基站發(fā)射機(jī)的檢測(cè)項(xiàng)目包括：相位誤差和頻率誤差、載波平均發(fā)射功率、載波發(fā)射功率時(shí)間包絡(luò)、調(diào)制頻譜與寬帶噪聲、切換頻譜以及雜散發(fā)射等。圖4為針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)基站測(cè)試的連接示意圖。由于基站的發(fā)射功率已經(jīng)超過(guò)了測(cè)試儀表自身的最大可接收功率，需要通過(guò)信號(hào)處理單元對(duì)基站的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行衰減、濾波等處理。通過(guò)對(duì)基站的測(cè)試，無(wú)線電管理部門可以掌握各種基站的使用情況，核準(zhǔn)基站的發(fā)射功率、發(fā)射頻率是否符合相關(guān)要求，并可從源頭減小移動(dòng)基站的自身干擾和相關(guān)干擾，避免對(duì)電磁環(huán)境造成負(fù)面影響。同時(shí)，通過(guò)分析第一手檢測(cè)數(shù)據(jù)，可以有效地核對(duì)各類發(fā)射臺(tái)站的運(yùn)行情況，在發(fā)現(xiàn)干擾時(shí)可以利用檢測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，高效地查找和分析出可能的干擾源（見圖5）。隨著無(wú)線電技術(shù)的進(jìn)步，新的物聯(lián)網(wǎng)基站以及5G基站等不斷建成。這對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)的要求不斷提高，表現(xiàn)為對(duì)檢測(cè)設(shè)備要求的提高，如5G信號(hào)中Sub6GHz頻段的信號(hào)帶寬已經(jīng)達(dá)到100MHz，這就需要測(cè)試設(shè)備的相關(guān)測(cè)量帶寬覆蓋到對(duì)應(yīng)的寬度，對(duì)此目前很多無(wú)線電機(jī)構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備都需要升級(jí)。此外，如以NB-IoT技術(shù)為代表的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，其部署方式分為獨(dú)立部署、保護(hù)帶部署和帶內(nèi)部署，如圖6所示。（1）獨(dú)立部署（StandAloneOperation）適合用于重耕GSM頻段，GSM的信道帶寬為200kHz，這剛好為NB-IoT180kHz帶寬辟出空間，且兩邊還有10kHz的保護(hù)間隔。（2）保護(hù)帶部署（GuardBandOperation）利用LTE邊緣保護(hù)頻帶中未使用的180kHz帶寬的資源塊進(jìn)行部署。（3）帶內(nèi)部署（In-bandOperation）利用LTE載波中間的任何資源塊進(jìn)行部署。特別是帶內(nèi)部署方式，由于和LTE信號(hào)在一個(gè)頻帶內(nèi)，對(duì)于技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試也提出了更高的要求。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電磁環(huán)境愈加復(fù)雜，對(duì)無(wú)線電發(fā)射設(shè)備的管理也愈加嚴(yán)格。無(wú)線電管理部門必須強(qiáng)化對(duì)無(wú)線電發(fā)射設(shè)備的生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié)的監(jiān)管，這就更加凸顯了檢測(cè)工作的重要性。在無(wú)線電發(fā)射設(shè)備設(shè)臺(tái)審批、臺(tái)站核查、銷售市場(chǎng)監(jiān)管等工作中，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)已經(jīng)成為無(wú)線電管理部門重要的監(jiān)管手段和技術(shù)支撐。無(wú)線電管理人員也需要不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)，提升檢測(cè)水平，以適應(yīng)無(wú)線電管理工作的發(fā)展變化。

2.3重大活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)保障中無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前，我國(guó)正處于發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，經(jīng)濟(jì)全球化極大地促進(jìn)了無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展與無(wú)線電業(yè)務(wù)的廣泛應(yīng)用，無(wú)線電技術(shù)已成為推動(dòng)現(xiàn)代生產(chǎn)力發(fā)展的最活躍因素。隨著我國(guó)綜合國(guó)力的提高，“十三五”期間，在我國(guó)舉辦的重大體育賽事場(chǎng)次呈爆發(fā)式增長(zhǎng)。2019年全國(guó)范圍內(nèi)共舉辦規(guī)模賽事1828場(chǎng)，同比增長(zhǎng)15.62%，總規(guī)模人次達(dá)712.56萬(wàn)，場(chǎng)均規(guī)模為3898人。同時(shí)，除了傳統(tǒng)的“兩會(huì)”、各種重大考試外，各類國(guó)際性質(zhì)的高峰論壇/會(huì)議、博覽會(huì)的舉辦也不斷增加，對(duì)于各類大型會(huì)議、賽事、活動(dòng)的現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線電安全保障已成為無(wú)線電管理部門的一項(xiàng)重要日常性工作。針對(duì)重大活動(dòng)期間的無(wú)線電臺(tái)站監(jiān)管，如重大體育賽事、重要國(guó)際會(huì)議等，現(xiàn)場(chǎng)將有大量無(wú)線電通信設(shè)備投入使用。為了保障現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線電通信安全，需要無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)派出大量的工作人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行無(wú)線電設(shè)備的核查測(cè)試與登記，核發(fā)標(biāo)簽，檢測(cè)設(shè)備信息數(shù)據(jù)，對(duì)無(wú)線電設(shè)備發(fā)放入場(chǎng)許可。同時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)隨時(shí)查詢?cè)O(shè)備詳細(xì)技術(shù)信息、使用信息等。其目的是從源頭消除大型活動(dòng)期間的無(wú)線電干擾，確保各類無(wú)線電設(shè)備正常使用。以大型賽事直播為例，在賽事中可能出現(xiàn)的無(wú)線設(shè)備包括無(wú)線麥克風(fēng)、各類型的數(shù)字對(duì)講設(shè)備。此外，還有現(xiàn)場(chǎng)直播時(shí)攝影機(jī)信號(hào)的傳輸器和調(diào)度設(shè)備等。特別是隨著5G時(shí)代的來(lái)臨，利用5G信號(hào)高速率、低時(shí)延的特點(diǎn)，使用5G信號(hào)進(jìn)行賽事直播的技術(shù)也開始正式商用。如此眾多的無(wú)線電信號(hào)在一個(gè)相對(duì)狹小的空間內(nèi)使用，必然會(huì)造成短時(shí)間活動(dòng)場(chǎng)地內(nèi)電磁頻譜信號(hào)的復(fù)雜程度提高。特別是5G通信100MHz帶寬的寬頻譜信號(hào)會(huì)給無(wú)線電監(jiān)測(cè)工作帶來(lái)挑戰(zhàn)。通過(guò)無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)，在入場(chǎng)設(shè)備使用前對(duì)其頻譜特征進(jìn)行測(cè)試，并將數(shù)據(jù)共享，將大幅提高監(jiān)測(cè)工作的效率。有效地利用測(cè)試設(shè)備和自動(dòng)化測(cè)試軟件，通過(guò)有效記錄有關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的在線和離線分析，將會(huì)為大型活動(dòng)的無(wú)線電保障工作帶來(lái)效率的提升。

3結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)無(wú)線電事業(yè)進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段，各種新技術(shù)、新業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，這就要求無(wú)線電工作者不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)，提高無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)的檢測(cè)技術(shù)水平和應(yīng)用能力。加強(qiáng)對(duì)無(wú)線檢測(cè)技術(shù)的學(xué)習(xí)和在日常工作中的應(yīng)用，合理利用儀表對(duì)無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和分析，可有效提高無(wú)線電監(jiān)管的效率和質(zhì)量，這也是無(wú)線電管理技術(shù)人員必備的基本素質(zhì)之一。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)無(wú)線電管理?xiàng)l例[2]馮碧鷗.現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)在無(wú)線電管理中的應(yīng)用.中國(guó)無(wú)線電，2018年06期

[3]張艷麗，鄭濤.無(wú)線通信基站檢測(cè)在無(wú)線電管理中發(fā)揮的重要作用.中國(guó)無(wú)線電，2010年04期

作者：趙玲 單位：新疆維吾爾自治區(qū)無(wú)線電監(jiān)測(cè)中心