淺談場強測量中的不確定度
2015-08-17
場強測量是無線電監(jiān)測工作的重要組成部分，在無線電管理工作中起著重要作用。通過準確的場強測量可了解電磁環(huán)境的真實狀況，為頻率劃分和分配提供有效的技術數(shù)據。
通過長期的測量和數(shù)據分析比較，能夠及時發(fā)現(xiàn)和反映電磁環(huán)境的異常變化，改變原來只有通過用戶申訴才能發(fā)現(xiàn)無線電干擾的被動局面，變被動監(jiān)測為主動監(jiān)測，適應保障安全生產的需要。
場強測量的四種模式
（1）使用便攜式或移動設備進行測量，在一點或多點獲取相關的瞬時數(shù)據或短時數(shù)據。如用便攜式接收機利用比較場強大小的方式來查找干擾源。
（2）使用移動設備進行測量，獲取移動無線電覆蓋區(qū)域的統(tǒng)計參數(shù)。如運營商對GSM網絡覆蓋情況的測量。
（3）在固定點進行的短期測量，一般用于支持其他監(jiān)測業(yè)務。如用固定站對信號進行測向時讀出信號的場強值。
（4）長期測量，包括場強記錄和曲線記錄分析，用計算機分別存儲和分析所測得的數(shù)據。如在固定監(jiān)測站長期對某頻點或頻段的場強進行測量。
場強測量目的不同，對場強值準確度的要求也不同。在場強值接近標準值時，要判斷場強值是否符合標準要求，就要求較高的準確度。一般可用測量不確定度表示測量結果的準確度，雖然測量不確定度與準確度之間的關系難以量化，但可以肯定的是，測量不確定度越小，準確度就越高。所以，在某些情況下，測量結果除了要給出場強值外，還要給出其測量的不確定度。
要詳細了解測量不確定度，可參考JJF1059《測量不確定度評定與表示》，這里只簡單介紹“誤差”、“準確度”和“測量不確定度”的基本概念。每次測量都會得出一個測量值，這個測量值往往與被測量的真值不同，誤差就等于測量值與真值之差。由于真值無法得到，所以誤差也就無法算出，只能用測量不確定度表示測量值的可靠程度。在JJF1059中，測量不確定度被定義為“表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯(lián)系的參數(shù)”。
根據測量不確定度判定場強測量值 Vmeas是否符合標準要求的兩種途徑
（1）測量不確定度Ums盡可能小
對通信用戶來說，如果Vmeas+Ums小于等于標準值，可判定信號符合標準要求。如用戶測量某頻點信號電平，看在該地點建接收站是否會受到干擾。
對管理部門來說，如果Vmeas-Ums大于標準值，可判定信號不符合標準。如管理部門測量某頻點信號電平，看某發(fā)射機信號是否會干擾其它接收機。
（2）測量不確定度Ums小于等于建議的最大不確定度值URec
如果所有測量值均小于等于標準值，可判定信號符合標準;
如果任一測量值大于標準值，則判定信號不符合標準。
除非受接收機底部噪聲、大氣噪聲或者外部干擾的限制，否則URec應滿足以下要求:測量頻率小于30 MHz時，URec=2 dB;測量頻率大于30 MHz時，URec=3dB。要滿足上述要求，場強測量系統(tǒng)必須按照一定的要求進行安裝和使用，具體要求參考ITU建議ITU-R SM.378《監(jiān)測站中的場強測量》附件1。
對通信用戶來說，當Ums大于URec時:如果所有測量值加上(Ums-URec)均小于等于標準值，可判定信號符合標準；如果任一測量值加上(Ums-URec)大于標準值，則判定信號不符合標準。
對管理部門來說，當Ums大于URec時:如果所有測量值減去(Ums-URec)均小于等于標準值，可判定信號符合標準；如果任一測量值減去(Ums-URec)大于標準值，則判定信號不符合標準。
如何合理地評定場強測量的不確定度
場強測量需要使用經校準的天線、耦合網絡和/或傳輸線、測試接收機或頻譜分析儀，為了提高靈敏度，還可加上低噪聲放大器（LNA）。可見，場強測量與發(fā)射設備傳導測量最大的不同之處是使用了經校準的天線，天線的特性是在評定場強測量的不確定度中特別需要注意的因素。
電磁測試儀 http://www.sh-zhiyue.com/product/gaosiji/
通過長期的測量和數(shù)據分析比較，能夠及時發(fā)現(xiàn)和反映電磁環(huán)境的異常變化，改變原來只有通過用戶申訴才能發(fā)現(xiàn)無線電干擾的被動局面，變被動監(jiān)測為主動監(jiān)測，適應保障安全生產的需要。
場強測量的四種模式
（1）使用便攜式或移動設備進行測量，在一點或多點獲取相關的瞬時數(shù)據或短時數(shù)據。如用便攜式接收機利用比較場強大小的方式來查找干擾源。
（2）使用移動設備進行測量，獲取移動無線電覆蓋區(qū)域的統(tǒng)計參數(shù)。如運營商對GSM網絡覆蓋情況的測量。
（3）在固定點進行的短期測量，一般用于支持其他監(jiān)測業(yè)務。如用固定站對信號進行測向時讀出信號的場強值。
（4）長期測量，包括場強記錄和曲線記錄分析，用計算機分別存儲和分析所測得的數(shù)據。如在固定監(jiān)測站長期對某頻點或頻段的場強進行測量。
場強測量目的不同，對場強值準確度的要求也不同。在場強值接近標準值時，要判斷場強值是否符合標準要求，就要求較高的準確度。一般可用測量不確定度表示測量結果的準確度，雖然測量不確定度與準確度之間的關系難以量化，但可以肯定的是，測量不確定度越小，準確度就越高。所以，在某些情況下，測量結果除了要給出場強值外，還要給出其測量的不確定度。
要詳細了解測量不確定度，可參考JJF1059《測量不確定度評定與表示》，這里只簡單介紹“誤差”、“準確度”和“測量不確定度”的基本概念。每次測量都會得出一個測量值，這個測量值往往與被測量的真值不同，誤差就等于測量值與真值之差。由于真值無法得到，所以誤差也就無法算出，只能用測量不確定度表示測量值的可靠程度。在JJF1059中，測量不確定度被定義為“表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯(lián)系的參數(shù)”。
根據測量不確定度判定場強測量值 Vmeas是否符合標準要求的兩種途徑
（1）測量不確定度Ums盡可能小
對通信用戶來說，如果Vmeas+Ums小于等于標準值，可判定信號符合標準要求。如用戶測量某頻點信號電平，看在該地點建接收站是否會受到干擾。
對管理部門來說，如果Vmeas-Ums大于標準值，可判定信號不符合標準。如管理部門測量某頻點信號電平，看某發(fā)射機信號是否會干擾其它接收機。
（2）測量不確定度Ums小于等于建議的最大不確定度值URec
如果所有測量值均小于等于標準值，可判定信號符合標準;
如果任一測量值大于標準值，則判定信號不符合標準。
除非受接收機底部噪聲、大氣噪聲或者外部干擾的限制，否則URec應滿足以下要求:測量頻率小于30 MHz時，URec=2 dB;測量頻率大于30 MHz時，URec=3dB。要滿足上述要求，場強測量系統(tǒng)必須按照一定的要求進行安裝和使用，具體要求參考ITU建議ITU-R SM.378《監(jiān)測站中的場強測量》附件1。
對通信用戶來說，當Ums大于URec時:如果所有測量值加上(Ums-URec)均小于等于標準值，可判定信號符合標準；如果任一測量值加上(Ums-URec)大于標準值，則判定信號不符合標準。
對管理部門來說，當Ums大于URec時:如果所有測量值減去(Ums-URec)均小于等于標準值，可判定信號符合標準；如果任一測量值減去(Ums-URec)大于標準值，則判定信號不符合標準。
如何合理地評定場強測量的不確定度
場強測量需要使用經校準的天線、耦合網絡和/或傳輸線、測試接收機或頻譜分析儀，為了提高靈敏度，還可加上低噪聲放大器（LNA）。可見，場強測量與發(fā)射設備傳導測量最大的不同之處是使用了經校準的天線，天線的特性是在評定場強測量的不確定度中特別需要注意的因素。
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