一种电磁辐射间歇式预警方法及系统与流程

本发明涉及环境电磁辐射监测的技术领域，具体涉及电磁辐射间歇式预警方法及系统。

背景技术：

电磁辐射是由空间共同移送的电能量和磁能量所组成，而该能量是由电荷移动所产生。人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定和有序的，一旦外界电磁辐射的干扰强度过大，处于平衡状态的微弱电磁场将有可能受到影响甚至破坏；另外，当对人体的影响尚未来得及自我恢复之前，若再次受到过量电磁波辐射的长期影响，其影响程度就会发生累积，久而久之会形成永久性累积影响。近年来，随着对电磁辐射对人体危害的重视，对于通信基站的电磁辐射的监测成为较为关注的问题。

一个完整的通信基站包括无线发射/接收设备、天线和所有无线接口特有的信号处理部分。一般每一个基站天线都有三个扇区，每一个扇区会向某一个方向发射，覆盖一定的范围，每一个扇区有一副到多副天线，这些天线一方面发射信号，同时接收从手机传过来的信号。通信基站的覆盖范围与发射信号的功率有关，为了使覆盖范围内的移动终端能够正常接收通信基站发射的信号，通信基站发射信号功率需高于一个最小的功率电平。而实际上通信基站发射功率和其周围的移动终端的距离及分布相关，当通话用户离基站的距离较远时，基站将自动增加发射功率，满足移动终端所需最低解码功率，此时基站周围的电磁辐射强度增加，而当通话用户离基站的距离较近时，基站会自动降低发射功率，此时基站周围的电磁辐射强度下降。

现有技术中，可通过通信基站的上述特性对其电磁辐射功率密度进行预测，其中，通信基站发射功率与移动终端距离之间的关系表达式为：pt＝kprr²；式中，pt为基站通信需要发射的功率，单位为w；k为天线相关的因子，单位为dbm；r表示移动终端与通信基站之间的距离，单位为m。对通信基站电磁辐射强度进行监测时的表达式为：s＝100ptg/(4πd²)；式中，s表示通信基站监测点电磁辐射功率密度预测值；g表示为天线增益，单位为db；d为基站与监测点之间的距离，单位为m；pt为基站通信需要发射的功率，单位为w。而该预测方式，仅提供了通信基站在使用过程中产生的电磁辐射功率密度的预测模型，其仅对通信基站的设计阶段具有参考意义。现有技术中暂未发现将上述预测模型用于电磁辐射的监测。

在中国专利201010264317.8中公开了一种电磁辐射监测方法、装置及系统，其采用电磁辐射监测节点接收基站附近各频段的电磁辐射信号，并发送网络侧；网络侧接收全网各所述电磁辐射监测节点上报的电磁辐射信号，判断所述电磁辐射监测节点监测基站的电磁辐射是否超标。其采用的电磁辐射监测方法，将监测到的电磁辐射信号利用被监测基站内的射频处理单元直接发送至网络侧，共用基站内的设备，因此可降低监测成本、提高监测的效率。

上述专利文献(201010264317.8)公开的电磁辐射监测方法在实际的监测实施过程中，针对待监测区域内的多个通信基站，均需实时通过网络侧与网络管理平台进行通信，虽然其并未采用特定的传输网络，但该实时传递的方式依然占用了大量的通信带宽，增加网络传输的负担；同时，所有数据均汇总至网络管理平台(控制中心)进行分析，增加了网络管理平台数据分析的复杂性。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中通信基站实时监测过程中网络侧及控制中心负担过重的技术缺陷，从而提供一种电磁辐射间歇式预警方法及系统。

本发明提供的电磁辐射间歇式预警方法，用于在通信基站辐射信号产生异常时向控制中心进行预警。该预警方法包括如下步骤：

获取移动通信端距通信基站的距离r1；

在预设时间t后，再次获取移动通信端距通信基站的距离r2；

计算在监测点处，通信基站为实现所述移动通信端在距离为r1时正常通信所需电磁辐射信号预测强度s1，在距离为r2时正常通信所需电磁辐射信号预测强度s2；

获取移动通信端距通信基站的距离r1时监测点电磁辐射信号实测强度s10，和移动通信端距通信基站的距离r2时监测点电磁辐射信号实测强度s20；

分别计算所述电磁辐射信号预测强度和所述电磁辐射信号实测强度的差值x1和x2；

若所述差值x1和x2中的至少一个大于一定阈值，判定电磁辐射信号产生异常，控制所述基站通过所述网络向所述控制中心传输第一预警信号；

若所述差值x1和x2均不大于一定阈值，判定电磁辐射信号正常，不向所述控制中心传输第一预警信号。

在所述计算通信基站为实现所述移动通信端正常通信所需电磁辐射信号预测强度步骤中，电磁辐射信号预测强度s1和s2为100ptg/(4πd²)；

式中，g表示为天线增益，单位为db；d为基站与监测点之间的距离，单位为m；pt为基站通信需要发射的功率，单位为w。

上述电磁辐射间歇式预警方法中，基站通信需要发射的功率pt＝kprr²；

式中，pt为基站通信需要发射的功率，单位为w；k为天线相关的因子，单位为dbm；r表示移动终端与通信基站之间的距离，单位为m。

上述电磁辐射间歇式预警方法中，所述电磁辐射信号预测强度和所述电磁辐射信号实测强度的差值x1＝|s10-s1|*100％/s1；x2＝|s20-s2|*100％/s2。

上述电磁辐射间歇式预警方法中，所述阈值为5％。

上述电磁辐射间歇式预警方法中，还包括如下步骤：

计算电磁辐射信号预测强度理论增量s2-s1；

计算电磁辐射信号实测强度增量s20-s10；

计算电磁辐射信号增量偏差(s20-s10)/(s2-s1)；

若所述增量偏差在预设范围内，判定电磁辐射信号增速正常，不向所述控制中心传输第一预警信号；

若所述增量偏差不在预设范围内，判定电磁辐射信号产生增速异常，控制所述基站通过所述网络向所述控制中心传输第二预警信号。

进一步地，所述预设范围q为:0.95≤q≤1.05。

上述电磁辐射间歇式预警方法中，所述预设时间为0.5s。

本发明还提供一种电磁辐射间歇式预警系统，运用本发明的电磁辐射间歇式预警方法中，用于在通信基站辐射信号产生异常时向控制中心进行预警，包括，

距离获取单元，其位于通信基站内；

电磁辐射强度监测仪，其置于监测点；

通信基站控制器，分别与所述距离获取单元和电磁辐射强度监测仪通信连接，以获取移动通信端距通信基站的距离r，在预设时间t后，再次获取移动通信端距通信基站的距离r2；

所述通信基站控制器获取移动通信端距通信基站的距离r1时监测点电磁辐射信号实测强度s10，和移动通信端距通信基站的距离r2时监测点电磁辐射信号实测强度s20；

所述通信基站控制器计算在监测点处，通信基站为实现所述移动通信端在距离为r1时正常通信所需电磁辐射信号预测强度s1，在距离为r2时正常通信所需电磁辐射信号预测强度s2；分别计算所述电磁辐射信号预测强度和所述电磁辐射信号实测强度的差值x1和x2；

若所述差值x1和x2中的至少一个大于一定阈值，判定电磁辐射信号产生异常，控制所述基站通过所述网络向所述控制中心传输第一预警信号；

若所述差值x1和x2均不大于一定阈值，判定电磁辐射信号正常，不向所述控制中心传输第一预警信号。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的电磁辐射间歇式预警方法及预警系统，间歇式地获取移动通信端距通信基站的距离r1和r2，然后依据该距离值，计算在监测点处，通信基站为实现移动通信端正常通信所需电磁辐射信号预测强度s1和s2；获取两位置处监测点电磁辐射信号实测强度s10和s20；通过计算所述电磁辐射信号预测强度和所述电磁辐射信号实测强度的差值x1和x2，然后根据该两个差值中的任意一个是否大于一定阈值，判断通信基站电磁辐射信号是否产生异常，只有在判断出电磁辐射信号异常时，才会通过网络向控制中心发送预警信号，当判断电磁辐射信号正常时，不向控制中心传输预警信号，从而避免占用网络带宽，减轻网络负担；同时也避免了向控制中心传输实时信息导致控制中心数据负担的过重，提高了通信基站辐射预警的效率；另外，其通过间歇式的计算并监测移动通信端的数据，同时也减轻了实时监测过程中对通信基站控制器的负担，提高通信基站控制器的运行效率。

2.本发明提供的电磁辐射间歇式预警方法，通过计算电磁辐射信号预测强度理论增量和电磁辐射信号实测强度增量；并依据上述理论增量和实测强度增量，计算出电磁辐射信号增量偏差；通过判断增量偏差是否在预设范围内，来判定电磁辐射信号是否产生增速异常，从而提高间歇式预警过程中的预警精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中通信基站辐射预警方法的一个具体示例的流程图；

图2为本发明实施例1中通信基站辐射预警方法的另一个具体示例的流程图；

图3为本发明实施例2中通信基站辐射预警系统的一个具体示例的原理框图；

附图标记：1移动通信端；2通信基站；2-1通信基站控制器；2-2射频接收单元；2-3监测仪；3控制中心。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种电磁辐射间歇式预警方法，其用于在通信基站辐射信号产生异常时向控制中心进行预警。如图1所示，包括如下步骤：

通信基站的控制器，其通过射频接收单元获取移动通信端距通信基站的距离r1；

在预设时间t后，再次获取移动通信端距通信基站的距离r2；所述预设时间t可选择为0.5s；

并且该通信基站的控制器通过运算计算出在监测点处，通信基站为实现所述移动通信端在距离为r1时正常通信所需电磁辐射信号预测强度s1，在距离为r2时正常通信所需电磁辐射信号预测强度s2；上述监测点处是指，为监测通信基站电磁辐射强度而设于基站附近的电磁辐射强度监测仪的位置处；

所述通信基站为实现所述移动通信端正常通信所需电磁辐射信号预测强度s1和s2为：

s1和s2＝100ptg/(4πd²)；

式中，s1和s2表示通信基站监测点电磁辐射信号预测强度，即电磁辐射功率密度预测值；g表示为天线增益，单位为db；d为基站与监测点之间的距离，单位为m；pt为基站通信需要发射的功率，单位为w；

其中，基站通信需要发射的功率pt为：

pt＝kprr²；

式中，pt为基站通信需要发射的功率，单位为w；k为天线相关的因子，单位为dbm；r表示移动终端与通信基站之间的距离，单位为m，此处具体为r1和r2；

获取移动通信端距通信基站的距离r1时监测点电磁辐射信号实测强度s10，和移动通信端距通信基站的距离r2时监测点电磁辐射信号实测强度s20；

分别计算所述电磁辐射信号预测强度和所述电磁辐射信号实测强度的差值x1和x2；

所述差值x1和x2为：

x1和x2＝|s1-s0|*100％/s0；

若所述差值x1和x2中的至少一个大于一定阈值，，所述阈值可选择为5％，控制器判定电磁辐射信号产生异常，且控制器生成预警信号，并控制所述基站通过网络向所述控制中心传输预警信号；

若所述差值x1和x2均不大于上述阈值5％，控制器判定电磁辐射信号正常，不向所述控制中心传输预警信号。

本实施例提供的通信基站辐射预警方法，间歇式地获取移动通信端距通信基站的距离r1和r2，然后依据该距离值，计算在监测点处，通信基站为实现移动通信端正常通信所需电磁辐射信号预测强度s1和s2；获取两位置处监测点电磁辐射信号实测强度s10和s20；通过计算所述电磁辐射信号预测强度和所述电磁辐射信号实测强度的差值x1和x2，然后根据该两个差值中的任意一个是否大于一定阈值，判断通信基站电磁辐射信号是否产生异常，只有在判断出电磁辐射信号异常时，才会通过网络向控制中心发送预警信号，当判断电磁辐射信号正常时，不向控制中心传输预警信号，从而避免占用网络带宽，减轻网络负担；同时也避免了向控制中心传输实时信息导致控制中心数据负担的过重，提高了通信基站辐射预警的效率；另外，其通过间歇式的计算并监测移动通信端的数据，同时也减轻了实时监测过程中对通信基站控制器的负担，提高通信基站控制器的运行效率。

进一步地，本实施例提供的电磁辐射间歇式预警方法，如图2所示，还包括如下步骤：

计算电磁辐射信号预测强度理论增量s2-s1；

计算电磁辐射信号实测强度增量s20-s10；

计算电磁辐射信号增量偏差(s20-s10)/(s2-s1)；

若所述增量偏差在预设范围q内，所述预设范围q为:0.95≤q≤1.05；判定电磁辐射信号增速正常，不向所述控制中心传输第一预警信号；

若所述增量偏差不在预设范围内，判定电磁辐射信号产生增速异常，控制所述基站通过所述网络向所述控制中心传输第二预警信号。

本实施例提供的电磁辐射间歇式预警方法，通过计算电磁辐射信号预测强度理论增量和电磁辐射信号实测强度增量；并依据上述理论增量和实测强度增量，计算出电磁辐射信号增量偏差；通过判断增量偏差是否在预设范围内，来判定电磁辐射信号是否产生增速异常，从而提高间歇式预警过程中的预警精确性。

实施例2

本施例提供一种通信基站辐射预警系统，用于在通信基站辐射信号产生异常时向控制中心进行预警，如图3所示，该通信基站辐射预警系统包括，

距离获取单元，其可以选择为射频接收单元2-2，其位于通信基站2内，用于接收射频信号以获取移动通信端距通信基站的距离；

电磁辐射强度监测仪2-3，其置于监测点，监测点指，为监测通信基站电磁辐射强度而设于基站附近的电磁辐射强度监测仪的位置处；

通信基站控制器2-1，分别与所述射频接收单元2-2和电磁辐射强度监测仪2-3通信连接，

以获取移动通信端距通信基站的距离r，在预设时间t后，再次获取移动通信端距通信基站的距离r2；

所述通信基站控制器获取移动通信端距通信基站的距离r1时监测点电磁辐射信号实测强度s10，和移动通信端距通信基站的距离r2时监测点电磁辐射信号实测强度s20；

所述通信基站控制器2-1计算在监测点处，通信基站2为实现所述移动通信端1在距离为r1时正常通信所需电磁辐射信号预测强度s1，在距离为r2时正常通信所需电磁辐射信号预测强度s2；分别计算所述电磁辐射信号预测强度和所述电磁辐射信号实测强度的差值x1和x2；

若所述差值x1和x2中的至少一个大于一定阈值，判定电磁辐射信号产生异常，且控制器2-1生成预警信号，控制所述基站通过所述网络向所述控制中心传输第一预警信号；

若所述差值x1和x2均不大于一定阈值，判定电磁辐射信号正常，不向所述控制中心传输第一预警信号。

本实施例提供的通信基站辐射预警系统，间歇式地获取移动通信端距通信基站的距离r1和r2，然后依据该距离值，计算在监测点处，通信基站为实现移动通信端正常通信所需电磁辐射信号预测强度s1和s2；获取两位置处监测点电磁辐射信号实测强度s10和s20；通过计算所述电磁辐射信号预测强度和所述电磁辐射信号实测强度的差值x1和x2，然后根据该两个差值中的任意一个是否大于一定阈值，判断通信基站电磁辐射信号是否产生异常，只有在判断出电磁辐射信号异常时，才会通过网络向控制中心发送预警信号，当判断电磁辐射信号正常时，不向控制中心传输预警信号，从而避免占用网络带宽，减轻网络负担；同时也避免了向控制中心传输实时信息导致控制中心数据负担的过重，提高了通信基站辐射预警的效率；另外，其通过间歇式的计算并监测移动通信端的数据，同时也减轻了实时监测过程中对通信基站控制器的负担，提高通信基站控制器的运行效率。

在控制中心3接收到所述预警信号时，可以通过控制中心查看通信基站2的运行状态，对通信基站是否发生故障产生排查，如有必要，可对通信基站进行现场检查，以确定基站的实际运行状态，并通过控制中心反馈至通信基站的控制器，完成整个预警及故障处理过程。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。