談無線電檢測技術應用

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摘要：本文主要論述無線電檢測技術的作用，并列舉了無線電發(fā)射設備實驗室檢測、發(fā)射臺站現(xiàn)場檢測以及大型活動保障無線電檢測等幾個方面檢測技術的應用。

關鍵詞：無線電檢測；無線電管理

前言

面對無線電技術應用的快速發(fā)展，無線電管理技術機構需要及時完善技術手段，提升對無線電相關設備的測試能力。在日常的無線電管理工作中，無線電檢測技術被應用于各類無線電臺站和無線電設備的監(jiān)管、重大活動的無線電安全保障，以及協(xié)助司法機構對各類非法臺站進行鑒定等工作之中。本文對無線電檢測技術進行了論述，從無線電發(fā)射設備實驗室檢測、無線電臺站現(xiàn)場檢測以及大型活動保障無線電檢測三方面，著手闡述了無線電檢測技術的應用。

1無線電檢測技術

測試技術是測量技術及試驗技術之總稱。定量地描述事物的狀態(tài)變化和特征總離不開測試，測試是依靠一定的科學技術手段定量地獲取某種研究對象原始信息的過程。這里所講的“信息”，是指事物的狀態(tài)或屬性。在無線電領域，無線電測試也稱之為無線電檢測，主要是利用各種技術手段和儀器儀表獲取各類無線電信號或無線電設備的相關信息。在工作過程中，需要對各種信息作出客觀、準確的描述。如無線電發(fā)射臺站的檢測，就需要對臺站的發(fā)射頻率、發(fā)射功率、調制參數(shù)等通過測試儀表以及輔助的設備、軟件等進行測試，并定量地輸出測試結果，將測試結果與相關的技術規(guī)范等進行比較，給出是否合格的判斷。以發(fā)射機的發(fā)射功率測量為例，根據(jù)發(fā)射類別或信號特征，發(fā)射功率可分為：峰包功率（調制包絡最高峰一個射頻周期內的平均功率）；平均功率（發(fā)射機在調制中與所遇到的最低頻率周期相比足夠長的時間內的功率）；載波功率（無調制時載波的平均功率）。測試方框圖如圖1所示。利用頻譜分析儀對發(fā)射機的發(fā)射功率進行測試時，為了防止設備過載造成的損壞，在測試過程中會使用衰減器，并在測試結果中對衰減器的衰減量進行補償。補償可以在結果中通過軟件進行后期計算，也可以將衰減量輸入頻譜儀，自動增加到測試結果中，通過頻譜直接讀取測試結果。還可以利用頻譜分析儀對鄰道干擾、諧雜波指標進行檢測。利用信號解調軟件，可以對發(fā)射機發(fā)射信號的調制指標，如調制精度、矢量星座圖、EVM（矢量幅度誤差）等指標進行測試（見圖2）。

2無線電檢測技術的應用

在日常的無線電管理工作中，和無線電檢測相關的工作包括無線電發(fā)射設備實驗室檢測、無線電發(fā)射臺站現(xiàn)場檢測、重大活動保障無線電檢測等。下文分別對上述工作的應用進行描述。

2.1無線電發(fā)射設備實驗室檢測

無線電發(fā)射設備的頻譜參數(shù)是否合格，會對后續(xù)無線電管理工作產(chǎn)生直接影響，應確保無線電設備所發(fā)射的信號不對其他合法無線電設備產(chǎn)生干擾。對無線電發(fā)射設備的檢測，是對其頻率技術指標的管理。通過對無線電發(fā)射設備的檢測，其目的在于有效利用無線電頻譜資源，維護空中電波秩序，保證無線電設備能夠在各自核定的頻段，按照界定的發(fā)射特性進行工作，確保各種無線電業(yè)務的正常開展。隨著無線電管理機構職能的轉變，需要對市場上銷售的各類無線電發(fā)射設備進行市場監(jiān)督和事中事后監(jiān)管，也包括協(xié)助各級司法機關對非法無線電臺站進行司法鑒定等。這些都需要在實驗室內對被測樣品進行檢測以提供翔實的有關數(shù)據(jù)，還要保證測試結果的有效性。這就需要技術人員針對各類無線電臺站進行射頻性能的檢測，確認其是否滿足相關技術指標以及國家相關文件、標準的要求。目前市場上需要進行檢測的設備包括：模擬無線電設備（AM/FM/SSB）、數(shù)傳設備、數(shù)字對講設備、集群類設備、藍牙設備（V1.0/V1.2/V2.0/V2.0+EDR/V3.0/V4.0/V5.0/V5.1版本）、WiFi設備（802.11a/b/g/n/ac/ax制式）、2G/3G/4G移動通信終端、5GNR移動通信終端等。以NB-IoT終端為例，其需要測試的項目如表1所示。對于上述指標，需要利用頻譜分析儀（信號分析儀）、信號源、無線綜測儀、功率計等設備搭建測試系統(tǒng)，針對不同的測試項目進行測試（見圖3）。對于NB-IoT終端，需要利用綜測儀和被測件建立通信連接，通過綜測儀控制被測件的功率輸出，然后利用頻譜分析儀對輸出功率、帶外雜散等指標進行測試。

2.2無線電發(fā)射臺站現(xiàn)場檢測

現(xiàn)場檢測就是在設備使用現(xiàn)場對發(fā)射設備的相關參數(shù)進行檢測，并對照該設備型號核準的指標進行核實，其目的是檢驗設備發(fā)射指標是否合格，以確保高質量通信、避免干擾、減少有害影響等?，F(xiàn)場檢測一方面體現(xiàn)了無線電管理部門的事中事后監(jiān)管工作，在遇到干擾時能夠提供翔實的數(shù)據(jù)證據(jù)；另一方面可防患于未然，提前對各類大功率發(fā)射源進行檢測核查，可避免由于設備故障、誤操作等造成的無線電干擾。以常見的GSM基站為例，對于GSM基站發(fā)射機的檢測項目包括：相位誤差和頻率誤差、載波平均發(fā)射功率、載波發(fā)射功率時間包絡、調制頻譜與寬帶噪聲、切換頻譜以及雜散發(fā)射等。圖4為針對現(xiàn)場基站測試的連接示意圖。由于基站的發(fā)射功率已經(jīng)超過了測試儀表自身的最大可接收功率，需要通過信號處理單元對基站的發(fā)射信號進行衰減、濾波等處理。通過對基站的測試，無線電管理部門可以掌握各種基站的使用情況，核準基站的發(fā)射功率、發(fā)射頻率是否符合相關要求，并可從源頭減小移動基站的自身干擾和相關干擾，避免對電磁環(huán)境造成負面影響。同時，通過分析第一手檢測數(shù)據(jù)，可以有效地核對各類發(fā)射臺站的運行情況，在發(fā)現(xiàn)干擾時可以利用檢測數(shù)據(jù)和監(jiān)測數(shù)據(jù)進行對比，高效地查找和分析出可能的干擾源（見圖5）。隨著無線電技術的進步，新的物聯(lián)網(wǎng)基站以及5G基站等不斷建成。這對現(xiàn)場檢測技術的要求不斷提高，表現(xiàn)為對檢測設備要求的提高，如5G信號中Sub6GHz頻段的信號帶寬已經(jīng)達到100MHz，這就需要測試設備的相關測量帶寬覆蓋到對應的寬度，對此目前很多無線電機構的現(xiàn)場檢測設備都需要升級。此外，如以NB-IoT技術為代表的物聯(lián)網(wǎng)技術，其部署方式分為獨立部署、保護帶部署和帶內部署，如圖6所示。（1）獨立部署（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的保護間隔。（2）保護帶部署（GuardBandOperation）利用LTE邊緣保護頻帶中未使用的180kHz帶寬的資源塊進行部署。（3）帶內部署（In-bandOperation）利用LTE載波中間的任何資源塊進行部署。特別是帶內部署方式，由于和LTE信號在一個頻帶內，對于技術人員的現(xiàn)場測試也提出了更高的要求。隨著信息技術的飛速發(fā)展，電磁環(huán)境愈加復雜，對無線電發(fā)射設備的管理也愈加嚴格。無線電管理部門必須強化對無線電發(fā)射設備的生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié)的監(jiān)管，這就更加凸顯了檢測工作的重要性。在無線電發(fā)射設備設臺審批、臺站核查、銷售市場監(jiān)管等工作中，現(xiàn)場檢測已經(jīng)成為無線電管理部門重要的監(jiān)管手段和技術支撐。無線電管理人員也需要不斷加強學習，提升檢測水平，以適應無線電管理工作的發(fā)展變化。

2.3重大活動現(xiàn)場保障中無線電檢測技術的應用

當前，我國正處于發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期，經(jīng)濟全球化極大地促進了無線電技術的發(fā)展與無線電業(yè)務的廣泛應用，無線電技術已成為推動現(xiàn)代生產(chǎn)力發(fā)展的最活躍因素。隨著我國綜合國力的提高，“十三五”期間，在我國舉辦的重大體育賽事場次呈爆發(fā)式增長。2019年全國范圍內共舉辦規(guī)模賽事1828場，同比增長15.62%，總規(guī)模人次達712.56萬，場均規(guī)模為3898人。同時，除了傳統(tǒng)的“兩會”、各種重大考試外，各類國際性質的高峰論壇/會議、博覽會的舉辦也不斷增加，對于各類大型會議、賽事、活動的現(xiàn)場無線電安全保障已成為無線電管理部門的一項重要日常性工作。針對重大活動期間的無線電臺站監(jiān)管，如重大體育賽事、重要國際會議等，現(xiàn)場將有大量無線電通信設備投入使用。為了保障現(xiàn)場的無線電通信安全，需要無線電管理機構派出大量的工作人員到現(xiàn)場進行無線電設備的核查測試與登記，核發(fā)標簽，檢測設備信息數(shù)據(jù)，對無線電設備發(fā)放入場許可。同時，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計隨時查詢設備詳細技術信息、使用信息等。其目的是從源頭消除大型活動期間的無線電干擾，確保各類無線電設備正常使用。以大型賽事直播為例，在賽事中可能出現(xiàn)的無線設備包括無線麥克風、各類型的數(shù)字對講設備。此外，還有現(xiàn)場直播時攝影機信號的傳輸器和調度設備等。特別是隨著5G時代的來臨，利用5G信號高速率、低時延的特點，使用5G信號進行賽事直播的技術也開始正式商用。如此眾多的無線電信號在一個相對狹小的空間內使用，必然會造成短時間活動場地內電磁頻譜信號的復雜程度提高。特別是5G通信100MHz帶寬的寬頻譜信號會給無線電監(jiān)測工作帶來挑戰(zhàn)。通過無線電檢測技術，在入場設備使用前對其頻譜特征進行測試，并將數(shù)據(jù)共享，將大幅提高監(jiān)測工作的效率。有效地利用測試設備和自動化測試軟件，通過有效記錄有關檢測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)相關數(shù)據(jù)的在線和離線分析，將會為大型活動的無線電保障工作帶來效率的提升。

3結束語

近年來，我國無線電事業(yè)進入了飛速發(fā)展的階段，各種新技術、新業(yè)務不斷涌現(xiàn)，這就要求無線電工作者不斷加強學習，提高無線電管理機構的檢測技術水平和應用能力。加強對無線檢測技術的學習和在日常工作中的應用，合理利用儀表對無線電信號進行檢測和分析，可有效提高無線電監(jiān)管的效率和質量，這也是無線電管理技術人員必備的基本素質之一。

參考文獻：

[1]中華人民共和國無線電管理條例[2]馮碧鷗.現(xiàn)場檢測系統(tǒng)在無線電管理中的應用.中國無線電，2018年06期

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

作者：趙玲 單位：新疆維吾爾自治區(qū)無線電監(jiān)測中心