淺析5G移動通信基站電磁輻射環境監測

鈕朝霞

（上海市崇明區環境監測站，上海 202150）

隨著信息時代的加速到來，人們對移動通信的要求越來越高，而移動通信技術的研發及通信要以移動基站為基礎，移動基站數量越多，產生的電磁輻射也就越大，電磁輻射污染問題受到了越來越多的關注。繼水污染、空氣污染、土壤污染之后，電磁輻射成為我國又一大新的環境污染源。為了減少和避免這類污染的產生及影響，我們要對移動通信基站的運行開展電磁輻射環境監測，開展環境監測可以把電磁輻射污染控制在有限的范圍內，為環境污染管控提供有效的數據支撐。與此同時，應盡快制定適應的法律、法規及長效評價機制，確保在發展信息技術的同時使得環保、經濟效益得到提升。

近兩年隨著5G通信技術的發展，5G移動通信基站的建造速度也隨之加快，為了完整掌握電磁輻射環境污染的情況需要通過環境監測得到相關數據，下面簡單分析并探討5G移動通信基站電磁輻射環境監測的相關問題。

1 我國移動通信技術的發展及5G的技術特性

1.1 我國移動通信技術的發展

我國移動通信技術在短短的幾十年里迅猛發展，從最初的1G（小區制模擬移動通信）時代過渡到2G（數字窄帶蜂窩移動通信）時代，再到之后的3G（數字寬帶蜂窩移動通信）時代，當前移動通信已經全面進入了4G（高速移動寬帶）時代，同時5G（次時代超高速移動互聯網）時代也在加速到來。

從1G到如今的5G，各階段的升級都會令基站發射頻率產生較大幅度的變動。不同網絡制式基站的使用都會形成電磁輻射，但就現有的移動通信基站電磁輻射環境監測數據來看，都在我國的標準限值范圍內，不必過分擔憂。

1.2 5G移動通信技術的特性

5G將是引領科技創新、實現經濟發展的基礎平臺。5G技術具有寬頻譜、安全性好、不易受天氣影響、容易布設等優點。缺點是其高頻率電磁波容易受障礙物影響，同時技術難度大，與現行的基站不兼容，需要重新架設網絡導致建造成本增加。

5G網絡除了高速率、高可靠低時延、大帶寬的特點，還具備低功耗、大連接兩個重要特性[1]，由此可見5G技術的運用利大于弊，因此我國現階段在大力推廣5G移動通信技術的研發和使用。

2 5G移動通信基站環境監測

2.1 監測方法

在2G-4G移動通信時代，我國移動通信基站電磁輻射環境監測的依據是《移動通信基站電磁輻射環境監測方法》（HJ 972-2018）[2]。為了更好地對5G移動通信基站開展電磁輻射環境監測，我國于2020年正式發布了《5G移動通信基站電磁輻射環境監測方法（試行）》（HJ 1151-2020），替代《移動通信基站電磁輻射環境監測方法》（HJ 972-2018）作為5G 及與其他網絡制式共址的移動通信基站電磁輻射環境監測的執行標準[3]。表1比較了上述兩個標準中監測儀器、方法等各項不同處，便于在開展不同網絡制式基站監測時更好地區分與選用。

表1 比較對照

2.2 對監測儀器及人員要求

2.2.1 對監測儀器的要求

在5G移動基站監測方法中明確規定“監測時，應采用選頻式電磁輻射監測儀。”[3]。明確了選頻式電磁輻射監測儀電性能等基本要求，與其他制式移動通信基站監測不同，5G基站應選用選頻式電磁輻射監測儀，監測時天氣及溫、濕度的條件滿足儀器本身的性能要求即可。

目前，我市多采用森馥OS-4P選頻式電磁輻射監測儀，該設備適用于1 Hz～6 GHz低頻電磁場、中短波電磁場和射頻電磁場，是一臺多探頭組合選頻測量儀器，可接入1 Hz～60 GHz多種綜合場強測量探頭，并配套便攜式3.5 GHz射頻電磁場校準器，內置各移動通信運營商5G、4G、3G、2G基站及廣播電視選頻測量，支持任意頻段積分，可自定義編輯選頻測量列表，滿足標準中的各項性能及指標要求，可以用于5G及其他復址的移動通信基站監測。

2.2.2 對監測人員的要求

輻射環境監測人員的專業技能水平直接影響著監測報告的質量。監測人員應具有輻射相關專業的教育背景及工作經驗，通過輻射監測技能培訓，掌握輻射相關基礎知識，熟悉監測標準和方法，了解監測儀器的各項性能及使用，熟知儀器校準和日常維護保養的方法等。

從事監測的人員還須通過國家核技術利用輻射安全與防護培訓并取得證書，上崗前還應取得相關項目的上崗證方能開展監測工作。

2.3 現場布點與監測

與其他電磁輻射環境監測相比，移動通信基站的電磁輻射環境監測更具有特異性和針對性。移動通信基站的電磁輻射天線具有方向性特性，因此選擇合適的監測點位對于提高監測工作的合理性和效率具有重要意義[4]。

在對5G移動通信基站開展環境監測前，監測人員需提前收集基站的運行及天線相關的基本信息，還可按照不同監測任務的性質，收集更為詳細的信息。對同一個存在其他網絡制式的基站也應同時收集相同的信息，并且提前掌握基站附近分布的敏感點及其他相關情況，針對已掌握的信息，編制切實可行的監測方案，方案中要明確各項細節。在開展監測前，要對所用儀器的相關性能進行確認，保證儀器能夠滿足本次監測的要求，在監測完成后也應進行相關檢查，確保監測儀器狀態正常并做好相應使用校核記錄。

在戶外監測時，應將點位優先選擇在基站天線覆蓋范圍內主瓣方向上的電磁輻射環境敏感標的處，也應關注副瓣方向上易受影響的建筑物。在建筑物內監測時，宜布設在朝向基站天線方向的陽臺上，并注意監測設備與電器設備所處的位置，防止其他源的干擾，并將距離控制在1 m外，高度設置在1.7 m左右。但在實際工作中，無法盡善盡美地完全按照標準開展監測，因此根據不同的目的和情況，若出現特殊的監測位置或高度時，要注意在監測報告中注明并詳細說明情況。

監測時，被監測基站應處于正常運行狀態，5G終端設備與被測基站至少要創建一種連接。一般情況下每個點監測6分鐘，也可以適當延長監測時間，結果選用平均值，及時記錄并保存數據，同時保存頻譜分布圖。

在日常監測中可以發現，無論使用哪種應用場景，測量結果都與數據流量有關，流量越大，電磁輻射測量結果越大。不同場景、不同數據流量下，測量值有很大的差異。應采用相同的場景，在該場景下，數據流量較可控。綜合來說，使用數據傳輸方式容易控制總的數據流量。

2.4 監測數據記錄及監測報告編制

2.4.1 監測數據記錄

監測數據應及時記錄并保存，應注意記錄整個監測期間的環境溫度、濕度和天氣狀況，以區間形式記錄更為合理。除了標準中明確要記錄的基站信息外，還須畫出現場監測布點圖，包括基站天線與監測點、其他源、敏感物之間的位置關系，一般以垂直及水平距離標注，同時注意點位描述的準確性和完整性。

2.4.2 監測報告編制

監測報告編制時除了以上記錄的各種數據和信息外，還須運用到校準證書中的值對測量值進行修正，如對頻率響應修正，若頻率響應中沒有給出頻點，則應該在相鄰的兩個頻點之間差分，算出校準因子。

在測量大場強時需要考慮線性度修正，如果證書中給出了該頻點的線性度，則可以直接采用該頻點和幅度對應的校準因子，不然則需先進行修正，再選擇與測試頻點最接近的有線性度測試的頻點，以該頻點測量場強的校準因子與20 v/m的校準因子的相對偏差進行修正，需要注意的是，各向同性通常是無法修正的。

2.5 質量措施

5G電磁輻射環境監測須從人、機、料、法、環這幾個環節出發做到質量控制，以符合檢驗檢測機構計量認證（CMA）體系管理要求。

為了保證測量數據的一致性和可重復性，在實操中，建議對流量做出相應的規范，不要一味追求最大流量。5G移動通信基站的監測方法中沒有統一指定哪一種固定的應用場景，通常可以選擇數據下載，下載一個固定大小的文件，在需要進行比對時建議限定6分鐘內的總下載流量，這樣才能保證數據的一致性。

開展5G電磁輻射環境監測的基礎是選擇合適的量程。一般儀器的動態范圍是固定的，按照標準要求動態范圍應大于60 dB。量程設置高了，則底噪會上升，極端情況下，底噪會達到1 v/m以上。設置一個比預期中5G基站的電磁輻射場強稍大一點的量程最合適，一般來說可以設置1 v/m或10 v/m，這在日常監測時尤其要注意。

同時在采購新設備或每次完成設備儀器送檢后還要注意校準證書是否涵蓋頻率響應、各向同性和線性度這三項指標，判斷各個指標是否滿足標準以及廠家的要求，再確定儀器是否合格，能否將不能正常開展監測工作。

3 結語

移動通信基站主要依靠發射天線改變周圍電磁輻射環境。在對移動通信基站周圍的環境進行監測時，需要依據天線的架設形式選擇相應的監測方式。在監測時，要嚴格按照國家制定的相關規范與標準做好各項監測準備工作，并在監測過程中強化質量控制，確保電磁輻射環境監測水平的提升[5]。

在現有技術背景下，提高輻射環境監測能力，既能滿足公眾的環境權益訴求，為移動通信事業的高速發展保駕護航，同時還能為環境監管提供數據支撐，確保我國電磁輻射環境健康發展。