浅谈VHF/U H F固定无线电监测站
文丨天津市无线电监测站韩鹏国家无线电监测中心检测中心陈国成赖幸君刘子豪
天维讯达（北京）科技有限公司李吉陆国栋唐超
摘要：本义依据无线电监测精细化管押的理念，指出固定无线电监测站的瘦盖范IW指标除了包括 行政1K域檀盖率之外，还包括不同频段的实际覆盖面积。掌_这些情况，监测人员在实际工作屮能够
有效掌握檀盖盲区，为固定监测站“补盲”建设或升级改造提供技术参考依椐。本文提出了一套固定
无线电监测站檀盖而积评佔方案，希望该方案能够为“十四H”期间的无线电监测工作提供支撑。
关键同：固定无线电监测站监测覆盖率檀盖面积评估方案
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0引言
“+三五”时期，我国加强了 V H F/U H F固定无线 电监测站建设，明确了覆盖率的指标要求。通过五年的建 设，我国各类型V H F/U H F固定无线电监测站的监测能 力和行政区域覆盖率实现了一定的提升。盲区监测
时至“十四五”起步之年，新时期如何科学地评估和 提升我国监测设施的监测覆盖率？如何匹配当前快速发展 的无线通信技术？监测工作如何为我国的经济社会发展赋 能？这是各级无线电管理工作者需要思考的重要问题。 希望本文提出的固定无线电监测站覆盖面积评估方 案，能够为我国监测设施的建设和发展提供一些思路。
1覆盖g围评估是监测能力精细化管理的具f体现
1.1无线电精细化管理
精细化管理是一种管理理念和管理技术，是通过管理 规则的系统化和细化，运用程序化、标准化、信息化和数 据化的手段，保证管理各单元精确、高效、协同和持续运 行。精细化管理主要包括：精细化的规划、控制、核算、操作和分析等步骤。
精细化管理的理念伴随第一次工业革命兴起，是欧美 古典管理学的重要内容，在古典管理学之父弗雷
德里克•泰 勒的著作《科学管理原理》中首次提出。随着时代发展，当今现代管理学认为科学化管理分为三个层次：一是管理规范化，二是管理精细化，三是管理个性化。可见，精细 化管理是现代管理学的重要组成部分。
当前，我国的无线电管理面临着无线电频谱资源曰益 紧张，5G、毫米波、物联网和卫星互联网等新型无线电 技术和设备大规模应用，以及非法设台、“黑广播”等违 规违法行为时有发生等新形势。如何在新形势下做好无线 电管理工作，笔者认为“立足专业，科学量化，把精细化 管理的理念和技术应用在无线电管理领域”，是实现无线 电管理的有效途径之一。
1.2无线电监测精细化管理
依据我国无线电管理“三管理、三服务、一突出”的 总体要求，以往的无线电管理工作进行了诸多精细化管理 模式的探索。
在无线电频谱精细化管理方面，我国无线电管理机构 通过频谱价值的宏观评估和微观评估综合评估探讨频谱拍 卖、交易和定价等市场化的分配机制等；在无线电台站管 理精细化方面，提出了关注重要业务、强化薄弱环节、用 户分类管理、加强特殊台站监控等管理思路；在无线电监 测能力提升方面，精细化管理理念的应用更为广泛，涵盖 了监测手段、数据处理、保障措施等一系列精细化管理的 制度和方法。
在监测手段方面，我国无线电管理机构提出利用监测 小站和传感器等设备组建网格化监测网，以求做到多点成 面；提出智能化监测的理念来应对、“黑广播”等 时下热点管控难题，以求做到自动采集、自动分析和智能 识别的高效操作；提出针对特殊区域开展专项监测，以适
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监测检测
应我国快速发展的航空、高铁、港口等交通领域的监测工 作。在数据处理方面，国家大力推进无线电监测管理一体 化平台的建设，通过实现全国监测设施和各类系统的联网，提升监测工作的效率，提升数据分析挖掘的能力。在保障 措施方面，无线电监测设施建设规范的发布和无线电监测 设施测试验证工作的开展，都有力地保障了监测设施建设 工作的规范化，确保监测数据在执法和处罚过程中的客观 可靠。 2覆盖面积评估是固定站监测能力的重要指标
2019年，工业和信息化部无线电管理局发布了《关 于进一步加强无线电监测工作的指导意见》（工信部无 [2019]57号），提出了当前至2025年我国无线电监测能 力整体的规划建议。文件通篇体现了现代科学管理的基本 思想，并结合无线电管理行业特性，展现了规范化、精细 化和个性化的管理理念。
在“提升设施建设水平”一章中，文件明确提出了通 过提升监测覆盖范围的具体要求，为“十四五”期间监测 设施覆盖能力的提升指明了方向。尽管文件中并未对固定 监测站的实际覆盖面积提出明确的指标，而以往管理文件 的指标要求也仅涉及行政区域的覆盖率，但笔者认为，通 过对固定站不同监测频段覆盖面积的评估，有助于提升实 际监测能力，原因如下：
一是通过对固定站覆盖面积的评估，可以使无线电管 理者掌握固定站实际覆盖面积和区域。对整个固定监测网 幵展覆盖面积评估并在电子地图上呈现覆盖面积，可以让 无线电管理者有效掌握固定站监测覆盖盲点，在实际幵展 监测工作时可通过移动监测车、可搬移监测站对盲点区域 进行覆盖，有助于提升监测工作的效率。
二是通过对固定站不同年份覆盖面积变化的评估，可 以准确知晓周边建筑环境和电磁环境对固定站的实际影 响。近年来，我国经济社会发展迅速，城市建筑尤其是高 层建筑数量增长很快，新增的高层建筑对原有固定站的覆 盖范围势必产生影响。有效评估这些变化，可以为固定站 后续的站址选择以及升级改造提供可靠的数据支撑。
3固定站覆盖面积评估的实施方案
2019年工业和信息化部无线电管理局发布的《关于 做好国家无线电管理“十四五”规划前期工作》的通知中，提出幵展基于无线电业务的超短波监测网覆盖范围及评估 硏究和无线电监测网覆盖范围的测量
与评估方法研究，指明了固定站覆盖范围评估的研究方向。
3.1固定站覆盖面积评估的研究思路
笔者所在团队根据无线电波传输的基本原理和固定站
实际使用情况，结合现有的仪器仪表设备，形成了一整套
研究思路和实施方案，现阐述如下：
通过定期对固定无线电监测站不同频段覆盖面积进行
测量和评估，归纳出科学的固定监测站覆盖分析方法，形
成分析评估的标准，掌握无线电监测网的实际监测能力变
化情况，在将来的无线电监测基础设施建设中，为监测网
建设的科学规划、统筹配置提供准确、有效、直接的技术
依据。
运用已经成为业界技术标准的L e e’s C r it e r ia (李
氏定理）----这是W illia m L e e博士于1985年发表的关
于场强采样的著名论文—
—通过严格的数学推导给出场强
采样的标准，提出在40个波长内采样36-50个点，可使
测试数据与实际的本地均值之间的差别小于l d B。
图1为传播损耗的基本模型，传播损耗是快衰落与慢
衰落的叠加，进行数值分析时需基于接收信号的中值场强，
以有限的测试来预测整个区域内的无线覆盖情况。
具体评估方法如下：
(1 )数据采集：利用测试系统采集地理位置数据、
接收功率数据和时间数据。
(2)数据处理：把地理位置数据和固定监测站的接 收功率数据进行融合处理。
(3)回归分析：基于融合处理后的数据进行回归分 析，结合三维地图仿真，获得校正传播模型。
(4)覆盖评估：利用校正后的传播模型并结合实测 结果，得到固定站实际覆盖面积。
3.2固定站覆盖面积评估具体方案
3.2.1覆盖面积评估实施步骤和流程
实际幵展覆盖面积评估时，测试工作人员分为两组：
一组在监测站机房负责调试接收设备、观察底噪，并监视、
记录接收信号的功率大小变化。另一组沿监测站附近的规
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监测检测
划路线移动，发射标准信号，并对G P S位置信息的接收 和发射功率的大小进行监视，记录沿线环境的变化。覆盖 面积评估的测试流程如图2所示。测试过程中，两组保持 G P S正常工作，确保测试数据可以根据G P S时间进行同步。
图2评估实施步骤和流程框图
典型规划路线示意图如图3和图4所示。
图3二维平面测试路线示意图
图4三位立体测试路线示意图
3.2.2覆盖面积评估数据处理方法
测试完成后，通过以下步骤处理数据：
(1 )融合：把移动端的地理位置数据和固定监测站 的接收功率数据进行融合。
(2)筛选：剔除无效、显著异常和因为各种原因导 致移动端停止时发生的数据。
(3 )纠偏：解决地理位置数据发生偏移的问题。
(4 )分段：棚識嫌照李要細行麵。
(5)确定：根据评估质量的要求，确定接收功率。
最终，基于处理后的数据，在C o s t231-hata模型的 基础上运用回归分析的方法对传播模型进行修正，得到下 面路径损耗的结果。
Pathloss=K1 +K2 \〇gd +K3Hms+
K4log Hms+K5log H K6log//log d+
K7diffractionloss+Clutter loss( 1 )
其中，&是衰减常数，尤2是距离衰减常数，尤3、&
是移动端天线高度修正系数，&、&是台站天线高度修正系数，尤7是绕射修正系数，C lu t t e r lo s s是地物衰减修 正值，3是台站与移动端间距（k m)，是移动端天线有效高度（m)，片是台站天线有效高度（m)。
4覆盖面积评估实例及分析
测试过程选择了4个频率：350M H z、842M H z、1800M H z、2400M H z。扫频测试过程显示，各测试频 率的底噪都在-5d B(X V左右。针对各频率进行的覆盖测 试和评估都是基于上述底噪和一定的余量而展幵的。测试 过程中选择的发射功率为1W。
按照3.2.1和3.2.2所列出的方法进行测试，并进行数 据处理，最终形成的各频率的覆盖面积评估结果如下图所 示，其中图5代表350M H z的覆盖面积约34km2。
图5 350M H z覆盖面积示意图
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监测检测
图6代表842M H z的覆盖面积约30km z。
图6 842M H z覆盖面积示意图
图7代表1800M H z的覆盖面积约7km2。
图7 1800M H z覆盖面积示意图
图8代表2400M H z的覆盖面积约3.2km2。
图8 240丨>M H z覆盖面积示意图
针对上述评估结果，结合相关理论分析可以发现，测 试频率、环境建筑物、道路情况和固定监测站天馈及接收 系统等都会影响监测覆盖范围。具体分析如下：
一是随着频率的增加，电波传播的损耗也会加大，ffl 盖范围会相应缩小。在上述测试评估结果中，1800M H z 和2400M H z的覆盖范围更小，随频率变化非常明显。
二是台站位于中心城区，其监测覆盖范围内密集分布 着大量高矮不一的建筑物。其中，有很多建筑物的高度超 过了台站接收天线的高度，对台站造成了一定程度的遮挡，限制了台站覆盖范围的扩大。
三是在路口或者桥面等开阔区域、地下涵洞、高架桥 等特殊道路情况下，测试结果会发生显著变化，需要特别 关注。
四是固定监测站接收系统（包括天馈、接收机等）在 不同测试频率上的性能差异也会带来覆盖范围的变化。
5下一步固定监测站覆盖面积评估工作开展思路
综合考虑当前我国固定无线电监测站建设状况以及“十四五”期间无线电监测工作面临的新形势和新要求，笔者所在团队将继续在以下几个方面开展相关工作的研究：
一是加强评估技术研究，增强评估系统的自动化能力，开展评估手段（如无人机机载等）多样性的研究，提升评 估的准确性和有效性，提高国内外监测设施的适配性，具 备对固定监测网的联合评估能力。
二是建立联合实施方法，结合当前已经开展的无线电 监测设施测试验证工作，在固定站定期测试时，同步开展 固定站覆盖面积评估工作，结合测试验证结果和覆盖面积 评估结果，对固定站优化和升级改造提出相关建议。
三是推动行业标准制定，在方案研究基础上，统一固 定站？1盖面积评估的操作规范，力争形成行业
标准。KS
参考文献：
⑴国家无线电管理规划<2016-2020年）
[21关于进一步加强无线电监测工作的指导意见（工信部无丨2019丨57号）
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