第三代移动通信基站电磁辐射测量及相关性研究

摘要

近几年随着无线通信技术迅速的发展，移动通信为公众日常生活和工作提供了巨大的便利，已成为人类发展进步中必不可缺的重要工具。电信运营商为了给用户提供更优质的通信服务，大量的基站建立在我们的周围，使得环境中电磁辐射强度越来越大，造成人们“恐辐”心理急剧上升，从而导致电磁辐射纠纷时有发生。因此，深入研究通信基站电磁辐射具有很强的实用价值。在基站电磁辐射实际测量的过程中，由于人为因素以及测量仪器参数的设置，会对频谱仪的测量结果造成一定的影响。为了保证测量数据的准确性，本论文运用测量不确定度的评定方法对频谱仪电磁辐射的测量进行研究。此外研究表明，通信基站电磁辐射强度的大小受到人类日常活动的影响，跟话务量相关，话务量越大基站辐射强度也越大，并且在时间上和空间上具有一定的相关性，使得准确预测某一区域内基站辐射值的大小变得十分困难,在此基础上本文提出了一种基于遗传算法的通信基站电磁辐射相关性的分析方法。
　　本研究主要内容包括：⑴对于测量仪器方面的研究，运用测量不确定度的评定方法对频谱仪电磁辐射的测量进行了研究。首先通过分析频谱仪的工作原理，总结出“channel-power”和“zero-span”两种电磁辐射测量的方法，并将该评定方法与两种测量方法相结合。然后利用信号发生器产生一个恒定功率的3G信号，通过设置频谱仪不同的分辨滤波器带宽（RBW）进行测量。实验结果分析得出RBW的取值并不影响“channel-power”方法的测量结果，而采用“zero-span”方法时，当RBW的取值小于输入信号带宽会对测量结果造成一定的误差。此外，以功率计测量数据为基准进行对比，基于测量不确定度评定方法所计算出的置信区间均包含于功率计的区间范围。对于基站电磁辐射相关性方面的研究，提出了一种基于遗传算法电磁辐射相关性的分析方法。首先利用频谱仪对通信基站的传输功率进行实地测量，然后结合遗传算法得到被测区域辐射强度随时间变化的函数表达式，并于高斯混合模型进行比较。最后利用函数表达式深入分析3G通信基站电磁辐射的相关性。从时间相关性分析可以得到：当时间τ<2小时，自相关系数均以超过0.9，说明在未来两小时内基站电磁辐射具有相同的变化趋势。从空间相关性分析可以得到：3G通信基站电磁辐射之间具有很强的相关性，同一片区域内不同基站之间电磁辐射变化规律高度一致。